JP2020167536A - 通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アナログ回路及び通信回路中の一方の回路から他方の回路に入る高周波ノイズが小さい通信装置を提供する。【解決手段】通信装置１０において、アナログ回路２１は、第１導体Ｇ１の電位を基準として差動信号にアナログ処理を施す。通信回路２３は、アナログ処理を施した差動信号を、接続回路２２を介して受信し、受信した差動信号に基づいて、第２導体Ｇ２の電位を基準とした信号を生成する。第１導体Ｇ１及び第２導体Ｇ２間にインダクタ２５ｂ（接続素子）が接続されている。接続回路２２はキャパシタを除く回路素子であり、例えばコモンモードチョークコイル３０である。【選択図】図２

Description

本開示は通信装置に関する。

車両には、複数の通信装置が相互に通信する通信システム（例えば、特許文献１を参照）が搭載されている。特許文献１に記載されている通信装置は、ＥＣＵ(Electronic Controller Unit)であり、差動信号を受信する。通信装置では、差動信号がアナログ回路に入力される。アナログ回路は、接地電位を基準として、入力された差動信号にアナログ処理を施す。アナログ回路がアナログ処理を施した差動信号を通信回路が受信する。通信回路は、受信した差動信号に基づいて、接地電位としたシングルエンド信号に変換し、変換したシングルエンド信号を出力する。

特開２００９−１１１９１１号公報

特許文献１に記載されているような従来の通信装置においては、アナログ回路に入力した高周波ノイズが通信回路に入り、通信回路に入力した高周波ノイズがアナログ回路に入る。アナログ回路及び通信回路中の一方の回路から他方の回路に入る高周波ノイズが大きい場合、高周波ノイズが入った回路において、誤った処理が行われる可能性がある。更に、アナログ回路及び通信回路それぞれの設計において、自身の回路に入力した高周波ノイズだけではなく、他の回路から入力した高周波ノイズも考慮しなければならない。このため、アナログ回路及び通信回路それぞれの回路設計が難しいという問題がある。

本開示は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、アナログ回路及び通信回路中の一方の回路から他方の回路に入る高周波ノイズが小さい通信装置を提供することにある。

本開示の一態様に係る通信装置は、第１導体及び第２導体と、前記第１導体の電位を基準として差動信号にアナログ処理を施すアナログ回路と、キャパシタを除く他の回路素子を含み、前記アナログ回路に接続される接続回路と、前記アナログ回路が前記アナログ処理を施した差動信号を、前記接続回路を介して受信し、受信した差動信号に基づいて、前記第２導体の電位を基準とした信号を生成する通信回路と、キャパシタとは異なる回路素子であり、前記第１導体及び第２導体間に接続される接続素子とを備える。

上記の態様によれば、アナログ回路及び通信回路中の一方の回路から他方の回路に入る高周波ノイズが小さい。

本実施形態における通信装置の概要の説明図である。 通信装置の要部構成を示すブロック図である。 通信装置の構成部の配置に関する説明図である。 アナログ回路の説明図である。 検知回路の説明図である。 抵抗の配置の説明図である。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列挙して説明する。以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

（１）本開示の一態様に係る通信装置は、第１導体及び第２導体と、前記第１導体の電位を基準として差動信号にアナログ処理を施すアナログ回路と、キャパシタを除く他の回路素子を含み、前記アナログ回路に接続される接続回路と、前記アナログ回路が前記アナログ処理を施した差動信号を、前記接続回路を介して受信し、受信した差動信号に基づいて、前記第２導体の電位を基準とした信号を生成する通信回路と、キャパシタとは異なる回路素子であり、前記第１導体及び第２導体間に接続される接続素子とを備える。

上記の一態様にあっては、キャパシタを除く他の回路素子、例えば、インダクタ又は抵抗等を含む接続回路を介して、アナログ回路は、アナログ処理を施した差動信号を通信回路に送信する。第１導体及び第２導体間に、インダクタ又は抵抗等の接続素子が接続されている。接続回路及び接続素子それぞれは、自身を介した高周波ノイズの伝播を抑制する。このため、高周波ノイズがアナログ回路に入った場合において、アナログ回路から通信回路に入る高周波ノイズは小さい。同様に、高周波ノイズが通信回路に入った場合において、通信回路からアナログ回路に入る高周波ノイズは小さい。

（２）本開示の一態様に係る通信装置は、抵抗と、前記抵抗を介して、電圧が入力される入力回路と、前記抵抗の一端及び前記第１導体間に接続される第１キャパシタと、前記抵抗の他端及び前記第２導体間に接続される第２キャパシタとを備える。

上記の一態様にあっては、抵抗及び接続素子それぞれは、自身を介した高周波ノイズの伝播を抑制する。このため、高周波ノイズが第１導体に入った場合において、第１キャパシタ及び抵抗の順に伝播する高周波ノイズは小さく、第１導体から第２導体に入る高周波ノイズも小さい。高周波ノイズが第２導体に入った場合において、第２キャパシタ及び抵抗の順に伝播する高周波ノイズは小さく、第２導体から第１導体に入る高周波ノイズも小さい。

（３）本開示の一態様に係る通信装置は、外部装置に着脱可能に接続されるコネクタと、前記入力回路に入力された電圧に基づいて前記コネクタへの前記外部装置の接続を検知する検知部とを備え、前記外部装置は、前記コネクタ及び抵抗を介して電圧を前記入力回路に出力する。

上記の一態様にあっては、外部装置、例えば、ダイアグツールがコネクタに接続された場合、外部装置は電圧をコネクタ及び抵抗を介して電圧を入力回路に出力する。入力回路に入力された電圧に基づいて、コネクタへの外部装置の接続を検知する。

（４）本開示の一態様に係る通信装置では、前記抵抗及び第１導体間の距離は、前記抵抗及び第２導体間の距離と一致している。

上記の一態様にあっては、第１導体との距離と、第２導体との距離とが一致するように抵抗が配置される。このため、第１導体及び第２導体間の距離が長く、第１導体及び第２導体の静電結合が防止される。静電結合は発生した場合、第１導体及び第２導体間にキャパシタが形成され、このキャパシタを介して高周波ノイズが伝播し、接続素子が高周波ノイズの伝播を抑制する役割を果たさない。

（５）本開示の一態様に係る通信装置では、前記アナログ回路は、差動信号の反射を防止する終端回路を有し、前記終端回路は、差動信号が伝播する２つの導線の中途と、前記第１導体とに接続している。

上記の一態様にあっては、差動信号が伝播する２つの導線の中途と、第１導体とに終端回路が接続している。終端回路は、差動信号の反射を抑制する。

（６）本開示の一態様に係る通信装置では、前記接続回路は、コモンモードチョークコイルを有し、前記通信回路は、前記接続回路を介して差動信号を送信する。

上記の一態様にあっては、接続回路はコモンモードチョークコイルを有する。コモンモードチョークコイルは２つのインダクタを有する。２つのインダクタそれぞれは、アナログ回路及び通信回路を接続する２つの導線の中途に配置されている。差動信号は、２つの導線を介して伝播する。コモンモードチョークコイルは、アナログ回路から通信回路へ伝播する差動信号からコモンモードノイズを除去するとともに、通信回路からアナログ回路へ伝播する差動信号からコモンモードノイズを除去する。

（７）本開示の一態様に係る通信装置は、前記第１導体の電位を基準として電力線に印加されている直流の電圧からノイズを除去する除去器を備え、前記除去器は、ノイズを除去した電圧を、前記第２導体の電位を基準として電力線に印加し、前記除去器はインダクタを有し、前記インダクタは前記接続素子である。

上記の一態様にあっては、除去器は、第１導体の電位を基準とした電圧からノイズを除去し、ノイズを除去した電圧を、第２導体の電位を基準として電力線に印加する。除去器は、例えば、コモンモードチョークコイルであり、インダクタを有する。このインダクタが接続素子として第１導体及び第２導体間に接続されている。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態に係る通信装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

＜通信装置の概要＞
図１は、本実施形態における通信装置１０の概要の説明図である。通信装置１０は、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)又はゲートウェイ等であり、車両に搭載される。通信装置１０はコネクタ２０を備える。コネクタ２０は、ケーブル１１、又は、ダイアグツール１２のコネクタ１２ａに着脱可能に接続される。

ケーブル１１が通信装置１０のコネクタ２０に接続している場合、電力がケーブル１１を介して通信装置１０に供給され、通信装置１０が作動する。通信装置１０は、ケーブル１１を介して、図示しない他の通信装置と差動信号の送受信を行う。通信装置１０は、BroadR-Reachと呼ばれる通信規格、又は、ＣＡＮ(Controller Area Network)の通信規格等に基づく送受信を行う。

通信装置１０が、例えば、車両のドアの施錠及び解錠を行うモータの動作を制御するＥＣＵである場合においては、通信装置１０は、ドアの解錠を指示する差動信号を受信したとき、モータにドアを解錠させる。例えば、車両のドアが施錠されているか否かを検知するセンサが通信装置１０に接続されている場合においては、通信装置１０は、センサの検知結果を示す差動信号を他の通信装置に送信し、検知結果を通知する。

ダイアグツール１２のコネクタ１２ａが通信装置１０のコネクタ２０に接続している場合、ダイアグツール１２は通信装置１０に電力を供給する。これにより、通信装置１０は作動する。通信装置１０及びダイアグツール１２は相互に通信する。例えば、通信装置１０は、故障の検知に用いるデータ、所謂ログデータを含む差動信号をダイアグツール１２に送信する。また、例えば、ダイアグツール１２は、通信装置１０で実行されるコンピュータプログラムを更新するための更新データを含む差動信号を通信装置１０に送信する。

＜通信装置１０の構成＞
図２は、通信装置１０の要部構成を示すブロック図である。通信装置１０は、コネクタ２０に加えて、アナログ回路２１、接続回路２２、通信回路２３、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）２４、コモンモードチョークコイル２５、レギュレータ２６、検知回路２７、第１導体Ｇ１及び第２導体Ｇ２を備える。これらは、導線によって接続される。電力供給に用いられる導線、即ち、電力線を太い実線で示している。第１導体Ｇ１及び第２導体Ｇ２それぞれは、電気を通す物体であり、例えば、金属である。

接続回路２２はコモンモードチョークコイル３０を有する。コモンモードチョークコイル３０は、第１インダクタ３０ａ及び第２インダクタ３０ｂを有する。コモンモードチョークコイル３０では、図示しない環状の磁性体に第１インダクタ３０ａ及び第２インダクタ３０ｂが巻き付いている。コモンモードチョークコイル２５は、第１インダクタ２５ａ及び第２インダクタ２５ｂを有する。コモンモードチョークコイル２５は、コモンモードチョークコイル３０と同様に構成されている。

コネクタ２０は、アナログ回路２１に２つの導線によって接続されている。アナログ回路２１には、更に、コモンモードチョークコイル３０の第１インダクタ３０ａ及び第２インダクタ３０ｂの一端が２つの導線によって接続されている。アナログ回路２１は、更に、導線によって第１導体Ｇ１に接続されている。第１導体Ｇ１への接続は、所謂接地である。コモンモードチョークコイル３０の第１インダクタ３０ａ及び第２インダクタ３０ｂの他端は通信回路２３に２つの導線によって接続されている。通信回路２３は、更に、２つの導線によって、マイコン２４及び第２導体Ｇ２に接続されている。第２導体Ｇ２への接続も所謂接地である。

コネクタ２０は、更に、導線によって、コモンモードチョークコイル２５の第１インダクタ２５ａの一端に接続されている。コネクタ２０は、更に、導線によって、コモンモードチョークコイル２５の第２インダクタ２５ｂの一端と、第１導体Ｇ１とに接続されている。第１インダクタ２５ａの他端は、導線によってレギュレータ２６に接続されている。第２インダクタ２５ｂの他端は、導線によって第２導体Ｇ２に接続されている。レギュレータ２６は、更に、２つの導線によって、マイコン２４及び第２導体Ｇ２に接続されている。マイコン２４は、更に、導線によって第２導体Ｇ２に接続されている。

コネクタ２０は、更に、２つの導線によって検知回路２７及び第１導体Ｇ１に接続されている。検知回路２７は、更に、３つの導線によって、マイコン２４、第１導体Ｇ１及び第２導体Ｇ２に接続されている。

ケーブル１１がコネクタ２０に接続された場合、ケーブル１１は、アナログ回路２１、コモンモードチョークコイル２５及び第１導体Ｇ１に接続される。コネクタ２０及び検知回路２７を接続する導線において、コネクタ２０側の一端は開放される。
ダイアグツール１２のコネクタ１２ａがコネクタ２０に接続された場合、ダイアグツール１２のコネクタ１２ａは、アナログ回路２１、コモンモードチョークコイル２５、検知回路２７及び第１導体Ｇ１に接続される。

差動信号は、ケーブル１１又はダイアグツール１２から、コネクタ２０を介してアナログ回路２１に入力される。差動信号は、２つの導線の電圧差によって、２値、例えば「０」及び「１」を示す信号であり、２つの導線を介して伝播する。
アナログ回路２１は、第１導体Ｇ１の電位を基準として、コネクタ２０から入力された差動信号にアナログ処理を施す。通信回路２３は、アナログ回路２１がアナログ処理を施した差動信号を、接続回路２２のコモンモードチョークコイル３０を介して受信する。

コモンモードチョークコイル３０は、アナログ回路２１がアナログ処理を施した差動信号からコモンモードノイズを除去し、コモンモードノイズを除去した差動信号を通信回路２３に出力する。コモンモードノイズは、差動信号が伝播する２つの導線に同相で重畳するノイズである。接続回路２２はキャパシタを除く他の回路素子を含む。

通信回路２３は、受信した差動信号に基づいて、第２導体Ｇ２の電位を基準としたシングルエンド信号を生成し、生成したシングルエンド信号をマイコン２４に出力する。マイコン２４は、通信回路２３から入力されたシングルエンド信号の電圧を、第２導体Ｇ２の電位を基準として読み取る。これにより、マイコン２４は、シングルエンド信号に含まれるデータを取得する。マイコン２４は、通信回路２３から入力されたシングルエンド信号に含まれるデータに基づいて種々の処理を実行する。

マイコン２４は、第２導体Ｇ２の電位を基準としたシングルエンド信号を通信回路２３に出力する。通信回路２３は、マイコン２４から入力されたシングルエンド信号に基づいて差動信号に生成する。通信回路２３は、生成した差動信号を、接続回路２２、アナログ回路２１及びコネクタ２０を介して、図示しない通信装置又はダイアグツール１２に送信する。接続回路２２のコモンモードチョークコイル３０は、通信回路２３が送信した差動信号からコモンモードノイズを除去する。コモンモードチョークコイル３０は、コモンモードノイズを除去した差動信号を、アナログ回路２１及びコネクタ２０を介して出力する。

ケーブル１１又はダイアグツール１２から、コネクタ２０を介して、コモンモードチョークコイル２５に、第１導体Ｇ１の電位を基準とした直流の電圧が入力される。コモンモードチョークコイル２５は、第１インダクタ２５ａ及び第２インダクタ２５ｂに入力した電圧からコモンモードノイズを除去する。コモンモードチョークコイル２５がコモンモードノイズを除去した電圧は、第２導体Ｇ２の電位を基準とした電圧である。コモンモードチョークコイル２５は、コモンモードノイズを除去した電圧を、第２導体の電位を基準として、レギュレータ２６に接続されている導線に印加する。これにより、コモンモードノイズを除去した電圧がレギュレータ２６に出力される。コモンモードチョークコイル２５は除去器として機能する。図２に示すように、コネクタ２０及び第１インダクタ２５ａ間に接続される導線と、第１インダクタ２５ａ及びレギュレータ２６間に接続される導線と、レギュレータ２６及びマイコン２４間に接続される導線とは電力線である。

レギュレータ２６は、コモンモードチョークコイル２５から入力された直流の電圧を、予め設定されている設定電圧に変換する。設定電圧は、第２導体Ｇ２の電位を基準とした直流の電圧である。レギュレータ２６は、変換した設定電圧をマイコン２４に出力する。これにより、マイコン２４に電力が供給される。
なお、レギュレータ２６は、更に、通信回路２３に設定電圧を出力し、通信回路２３に電力を供給してもよい。

ダイアグツール１２のコネクタ１２ａがコネクタ２０に接続された場合、ダイアグツール１２は、第１導体Ｇ１の電位を基準とした直流の電圧を検知回路２７に出力し続ける。ダイアグツール１２が出力する電圧は、予め設定されている閾値電圧以上である。ダイアグツール１２のコネクタ１２ａがコネクタ２０に接続されていない場合、ゼロＶが検知回路２７に出力される。ここで、ゼロＶは、第１導体Ｇ１の電位を基準とした電圧であり、閾値電圧未満である。

検知回路２７は、第２導体Ｇ２の電位を基準とした電圧をマイコン２４に出力する。検知回路２７は、ゼロＶ又は所定電圧Ｖｃ（図５参照）を出力する。検知回路２７は、コネクタ２０から入力された電圧が閾値電圧以上である場合、即ち、ダイアグツール１２が接続されている場合、ゼロＶをマイコン２４に出力する。検知回路２７は、コネクタ２０から入力された電圧が閾値電圧未満である場合、即ち、ダイアグツール１２が接続されていない場合、所定電圧Ｖｃをマイコン２４に出力する。マイコン２４は、検知回路２７から入力された電圧、即ち、検知回路２７に入力された電圧に基づいて、コネクタ２０へのダイアグツール１２のコネクタ１２ａの接続を検知する。

＜通信装置１０の構成部の配置＞
図３は、通信装置１０の構成部の配置に関する説明図である。通信装置１０は、更に、矩形状の回路基板Ｂを備える。回路基板Ｂの内部に第１導体Ｇ１及び第２導体Ｇ２が配置されている。第１導体Ｇ１及び第２導体Ｇ２それぞれは矩形板状をなす。第１導体Ｇ１及び第２導体Ｇ２の板面は、回路基板Ｂの板面と対向している。第１導体Ｇ１及び第２導体Ｇ２は、回路基板Ｂの板面に沿って並べられている。第１導体Ｇ１及び第２導体Ｇ２は、互いに接触していない状態で、絶縁性の樹脂によって覆われている。

回路基板Ｂの板面には、図示しないスルーホール及び導電路が設けられている。導電路は、所謂回路パターンである。スルーホール及び導電路を用いて、第１導体Ｇ１又は第２導体Ｇ２への接続が実現される。具体的には、スルーホールの面に導箔が貼り付けられている。導箔は導電路と導通している。導箔及び導電路の両方、又は、導電路によって、導線が形成されている。

図３に示すように、第１導体Ｇ１に接続し、かつ、第２導体Ｇ２に接続しないアナログ回路２１は、第１導体Ｇ１の上側に配置されている。第１導体Ｇ１及び第２導体Ｇ２の両方に接続するコモンモードチョークコイル２５及び検知回路２７は、第１導体Ｇ１及び第２導体Ｇ２の上側に配置されている。第１導体Ｇ１及び第２導体Ｇ２の両方に接続しない接続回路２２のコモンモードチョークコイル３０も、第１導体Ｇ１及び第２導体Ｇ２の上側に配置されている。第１導体Ｇ１に接続せず、かつ、第２導体Ｇ２に接続する通信回路２３、マイコン２４及びレギュレータ２６は、第２導体Ｇ２の上側に配置されている。

＜アナログ回路２１の構成＞
図４はアナログ回路２１の説明図である。アナログ回路２１は、終端回路４０及びキャパシタ４１，４２を有する。終端回路４０は、差動信号が伝播する２つの導線の中途と、第１導体Ｇ１とに接続されている。キャパシタ４１の一端は、コネクタ２０及び終端回路４０に接続されている。キャパシタ４１の他端は、コモンモードチョークコイル３０の第１インダクタ３０ａの一端に接続されている。キャパシタ４２の一端は、コネクタ２０及び終端回路４０に接続されている。キャパシタ４１の他端は、コモンモードチョークコイル３０の第２インダクタ３０ｂの一端に接続されている。

終端回路４０は、２つの導線を介して伝播する差動信号の反射を防止するアナログ処理を実行する。アナログ処理は、第１導体Ｇ１の電位を基準とした処理である。終端回路４０は、抵抗５０，５１，５２及びキャパシタ５３を有する。抵抗５０，５１それぞれの一端は、キャパシタ４１，４２の一端に接続されている。抵抗５０，５１それぞれの他端は、キャパシタ５３の一端に接続されている。キャパシタ５３の他端は第１導体Ｇ１に接続されている。キャパシタ５３の両端間には、抵抗５２が接続されている。

抵抗５０の抵抗値は、抵抗５０の一端に接続されている導線を伝播する信号の伝播路の特性インピーダンスを考慮した抵抗値である。抵抗５０の他端は、キャパシタ５３を介して接地されている。このため、抵抗５０の一端に接続されている導線を伝播する信号の反射が防止される。同様に、抵抗５１の抵抗値は、抵抗５１の一端に接続されている導線を伝播する信号の伝播路の特性インピーダンスを考慮した抵抗値である。抵抗５１の他端は、キャパシタ５３を介して接地されている。このため、抵抗５１の一端に接続されている導線を伝播する信号の反射が防止される。結果、抵抗５０，５１は、２つの導線を伝播する差動信号の反射を防止する。
以上のように、アナログ回路２１が行うアナログ処理は、差動信号の反射を防止する処理であり、第１導体Ｇ１の電位を基準とした処理である。

キャパシタ５３は、２つの導線を伝播したノイズを除去するために配置される。ノイズは、２つの導線からキャパシタ５３を介して第１導体Ｇ１に伝播する。キャパシタ５３は、蓄えた電力を、抵抗５２を介して放出する。

キャパシタ４１，４２それぞれは、ＡＣ(Alternating Current)結合のために用いられる。キャパシタ４１，４２それぞれは、導線を介して、一端から入力された信号から直流成分を除去し、直流成分を除去した信号を他端から出力する。従って、キャパシタ４１，４２は、コネクタ２０を介して入力された差動信号から直流成分を除去するとともに、通信回路２３が送信した差動信号から直流成分を除去する。

＜コモンモードチョークコイル２５，３０の効果＞
通信装置１０には、高周波ノイズが入る可能性がある。一例として、高周波ノイズは、静電気の発生に伴って発生する。他例として、高周波ノイズは、通信装置１０の近傍に配置された導線を信号が伝播した場合に発生する電磁界の干渉によって発生する。

第１導体Ｇ１に高周波ノイズが入った場合、所定電位、例えば、地面の電位を基準とした第１導体Ｇ１の電圧が高速に変動する。抵抗５０，５１を介して流れる電流は、第１導体Ｇ１の電圧の変動に追随することができない。このため、コモンモードチョークコイル３０のアナログ回路２１側の２つの導線では、第１導体Ｇ１の電圧の変動に伴って、第１導体Ｇ１の電位を基準とした電圧が高速に変動する。これにより、アナログ回路２１に高周波ノイズが入る。

第１導体Ｇ１及び第２導体Ｇ２間に、コモンモードチョークコイル２５の第２インダクタ２５ｂが接続されている。このため、所定電位を基準とした第１導体Ｇ１の電圧が変動した場合であっても、所定電位を基準とした第２導体Ｇ２の電圧は殆ど変動しない。第２インダクタ２５ｂは接続素子として機能する。

また、アナログ回路２１及び通信回路２３間を接続する一方の導線の中途に、コモンモードチョークコイル３０の第１インダクタ３０ａが配置されている。アナログ回路２１及び通信回路２３間を接続する他方の導線の中途に、コモンモードチョークコイル３０の第２インダクタ３０ｂが配置されている。このため、コモンモードチョークコイル３０のアナログ回路２１側において、２つの導線の電圧が変動した場合であっても、コモンモードチョークコイル３０の通信回路２３側において、２つの導線の電圧は殆ど変動することはない。

以上のように、コモンモードチョークコイル２５，３０それぞれは、自身を介した高周波ノイズの伝播を抑制する。アナログ回路２１から通信回路２３に入る高周波ノイズは小さい。

第２導体Ｇ２に高周波ノイズが入った場合、所定電位、例えば、地面の電位を基準とした第２導体Ｇ２の電圧が高速に変動する。通信回路２３を介して第２導体Ｇ２に流れる電流は、第２導体Ｇ２の電圧の変動に追随することができない。このため、コモンモードチョークコイル３０の通信回路２３側の２つの導線では、第２導体Ｇ２の電圧の変動に伴って、第２導体Ｇ２の電位を基準とした電圧が高速に変動する。これにより、高周波ノイズが通信回路２３に入る。

前述したように、第１導体Ｇ１及び第２導体Ｇ２は、コモンモードチョークコイル２５の第２インダクタ２５ｂによって接続されている。このため、所定電位を基準とした第２導体Ｇ２の電圧が変動した場合であっても、所定電位を基準とした第１導体Ｇ１の電圧は殆ど変動しない。

また、アナログ回路２１及び通信回路２３間を接続する一方の導線の中途に、コモンモードチョークコイル３０の第１インダクタ３０ａが配置されている。アナログ回路２１及び通信回路２３間を接続する他方の導線の中途に、コモンモードチョークコイル３０の第２インダクタ３０ｂが配置されている。このため、コモンモードチョークコイル３０の通信回路２３側において、２つの導線の電圧が変動した場合であっても、コモンモードチョークコイル３０のアナログ回路２１側において、２つの導線の電圧は殆ど変動することはない。

以上のように、コモンモードチョークコイル２５，３０それぞれは、自身を介した高周波ノイズの伝播を抑制する。通信回路２３からアナログ回路２１に入る高周波ノイズは小さい。

＜検知回路２７の構成＞
図５は検知回路２７の説明図である。検知回路２７は、抵抗６０，６１，６２、キャパシタ６３，６４及び入力回路６５を有する。入力回路６５は、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタ７０及び抵抗７１を有する。抵抗６０の一端は、コネクタ２０と、抵抗６１及びキャパシタ６３の一端とに接続されている。抵抗６１及びキャパシタ６３の他端は第１導体Ｇ１に接続されている。抵抗６０の他端は、入力回路６５が有するバイポーラトランジスタ７０のベースと、抵抗６２及びキャパシタ６４の一端とに接続されている。抵抗６２及びキャパシタ６４の他端は第２導体Ｇ２に接続されている。

以上のように、キャパシタ６３は抵抗６０の一端及び第１導体Ｇ１間に接続されている。キャパシタ６４は、抵抗６０の他端及び第２導体Ｇ２間に接続されている。キャパシタ６３，６４それぞれは、第１キャパシタ及び第２キャパシタとして機能する。

入力回路６５では、バイポーラトランジスタ７０のコレクタは、抵抗７１の一端に接続されている。抵抗７１の他端には、所定電圧Ｖｃが印加されている。所定電圧Ｖｃは、第２導体Ｇ２を基準とした一定の電圧である。所定電圧Ｖｃは、例えば、レギュレータ２６が出力する設定電圧であってもよい。この場合、レギュレータ２６が所定電圧Ｖｃを抵抗７１の他端に印加する。バイポーラトランジスタ７０のコレクタは、更に、マイコン２４に接続されている。バイポーラトランジスタ７０のエミッタは第２導体Ｇ２に接続されている。

バイポーラトランジスタ７０はスイッチとして機能する。バイポーラトランジスタ７０において電流がベース及びエミッタの順に流れた場合、バイポーラトランジスタ７０はオンに切替わる。バイポーラトランジスタ７０がオンである場合、コレクタ及びエミッタ間の抵抗値が十分に小さく、電流が抵抗７１及びバイポーラトランジスタ７０の順に流れる。バイポーラトランジスタ７０において、ベース及びエミッタを介した電流の通流が停止した場合、バイポーラトランジスタ７０はオフに切替わる。バイポーラトランジスタ７０がオフである場合、コレクタ及びエミッタ間の抵抗値が十分に大きく、電流が抵抗７１及びバイポーラトランジスタ７０の順に流れることはない。

コネクタ２０から入力される電圧が、第１導体Ｇ１の電位を基準として、前述した閾値電圧以上である場合、バイポーラトランジスタ７０において電流がベース及びエミッタの順に流れ、バイポーラトランジスタ７０はオンである。コネクタ２０から入力される電圧が、第１導体Ｇ１の電位を基準として、前述した閾値電圧未満である場合、バイポーラトランジスタ７０において電流がベース及びエミッタの順に流れず、バイポーラトランジスタ７０はオフである。

前述したように、ダイアグツール１２のコネクタ１２ａがコネクタ２０に接続された場合、ダイアグツール１２は、第１導体Ｇ１の電位を基準として、閾値電圧以上である電圧を検知回路２７に出力する。このとき、電流は、ダイアグツール１２のプラス端子から、抵抗６０、バイポーラトランジスタ７０のベース及びエミッタ、第２導体Ｇ２、第２インダクタ２５ｂ及び第１導体Ｇ１の順に流れ、ダイアグツール１２のマイナス端子に戻る。これにより、バイポーラトランジスタはオンに切替わり、入力回路６５において、電流が抵抗７１、バイポーラトランジスタ７０及び第２導体Ｇ２の順に流れる。結果、入力回路６５は、マイコン２４にゼロＶを出力する。ゼロＶは、第２導体Ｇ２の電位を基準とした電圧である。

以上のように、ダイアグツール１２は、コネクタ２０に接続された場合、直流の電圧をコネクタ２０及び抵抗６０を介して入力回路６５のバイポーラトランジスタ７０のベースに出力する。このとき、入力回路６５はゼロＶをマイコン２４に出力する。

前述したように、ダイアグツール１２のコネクタ１２ａがコネクタ２０に接続されていない場合、ゼロＶが検知回路２７に出力される。ここで、ゼロＶは、第１導体Ｇ１の電位を基準した電圧であり、閾値電圧未満である。ゼロＶが検知回路２７に出力された場合、バイポーラトランジスタ７０において、ベース及びエミッタを介した電流の通流が停止し、バイポーラトランジスタ７０はオフに切替わる。このとき、抵抗７１を電流が流れないので、所定電圧Ｖｃがマイコン２４に入力される。

以上のように、入力回路６５には、閾値電圧以上である電圧、又は、ゼロＶが入力回路６５のバイポーラトランジスタ７０のベースに入力される。閾値電圧以上である電圧が入力回路６５に入力された場合、入力回路６５はゼロＶをマイコン２４に出力する。ゼロＶが入力回路６５に入力された場合、入力回路６５は所定電圧Ｖｃをマイコン２４に出力する。

マイコン２４は、入力回路６５から入力される電圧、即ち、抵抗６０を介して入力回路６５に入力される電圧に基づいて、コネクタ２０へのダイアグツール１２の接続を検知する。ダイアグツール１２及びマイコン２４それぞれは、外部装置及び検知部として機能する。

抵抗６０は、バイポーラトランジスタ７０において、ベース及びエミッタの順に流れる電流の大きさを制限する。このため、抵抗６０の抵抗値は比較的に大きい。抵抗６１はコネクタ２０から入力される電圧を安定させる。抵抗６２は、バイポーラトランジスタ７０において、エミッタ及びベース間の電圧を安定させる。キャパシタ６３は、コネクタ２０から抵抗６０に向けて出力された電圧を平滑する。キャパシタ６４は、コネクタ２０から抵抗６０を介して出力された電圧を平滑する。

＜コモンモードチョークコイル２５及び抵抗６０の効果＞
前述したように、通信装置１０には、高周波ノイズが入る可能性がある。第１導体Ｇ１に高周波ノイズが入力した場合、所定電位を基準とした第１導体Ｇ１の電圧が高速に変動する。キャパシタ６３を介して流れる電流は、第１導体Ｇ１の電圧の変動に追随することができない。このため、抵抗６０のコネクタ２０側の一端では、第１導体Ｇ１の電圧の変動に伴って、第１導体Ｇ１の電位を基準とした電圧が高速に変動する。

前述したように、第１導体Ｇ１及び第２導体Ｇ２は、コモンモードチョークコイル２５の第２インダクタ２５ｂによって接続されている。このため、所定電位を基準とした第１導体Ｇ１の電圧が変動した場合であっても、所定電位を基準とした第２導体Ｇ２の電圧は殆ど変動しない。

また、抵抗６０のコネクタ２０側の一端が抵抗６１を介して第１導体Ｇ１に接続されている。抵抗６０の入力回路６５側の一端が抵抗６２を介して第２導体Ｇ２に接続されている。このため、抵抗６０のコネクタ２０側の一端の電圧が変動した場合であっても、抵抗６０の入力回路６５側の一端の電圧は殆ど変動することはない。

第２導体Ｇ２に高周波ノイズが入力した場合、所定電位を基準とした第２導体Ｇ２の電圧が高速に変動する。キャパシタ６４を介して流れる電流は、第２導体Ｇ２の電圧の変動に追随することができない。このため、抵抗６０のコネクタ２０側の一端では、第２導体Ｇ２の電圧の変動に伴って、第２導体Ｇ２の電位を基準とした電圧が高速に変動する。

前述したように、第１導体Ｇ１及び第２導体Ｇ２は、コモンモードチョークコイル２５の第２インダクタ２５ｂによって接続されている。このため、所定電位を基準とした第２導体Ｇ２の電圧が変動した場合であっても、所定電位を基準とした第１導体Ｇ１の電圧は殆ど変動しない。

前述したように、抵抗６０のコネクタ２０側の一端が抵抗６１を介して第１導体Ｇ１に接続されている。抵抗６０の入力回路６５側の一端が抵抗６２を介して第２導体Ｇ２に接続されている。このため、抵抗６０の入力回路６５側の一端の電圧が変動した場合であっても、抵抗６０のコネクタ２０側の一端の電圧は殆ど変動することはない。

以上のように、コモンモードチョークコイル２５及び抵抗６０それぞれは、自身を介した高周波ノイズの伝播を抑制する。このため、高周波ノイズが第１導体Ｇ１に入った場合において、キャパシタ６３及び抵抗６０の順に伝播する高周波ノイズは小さく、第１導体Ｇ１から第２導体Ｇ２に入る高周波ノイズも小さい。また、高周波ノイズが第２導体Ｇ２に入った場合において、キャパシタ６４及び抵抗６０の順に伝播する高周波ノイズは小さく、第２導体Ｇ２から第１導体Ｇ１に入る高周波ノイズも小さい。

＜検知回路２７の抵抗６０の配置＞
図６は抵抗６０の配置の説明図である。図６の上側は、回路基板Ｂの板面の一部分に示す。図６の下側は、回路基板Ｂの断面の一部分を示す。抵抗６０は、直方体状をなし、平面視において、抵抗６０は第１導体Ｇ１及び第２導体Ｇ２の中央に配置されている。抵抗６０の長手方向に沿って、第１導体Ｇ１及び第２導体Ｇ２の端面は互いに対向している。平面視において、抵抗６０及び第１導体Ｇ１間の距離は、抵抗６０及び第２導体Ｇ２間の距離は一致している。ここで、「一致」は、完全な一致を意味せず、実質的な一致を意味する。

また、図６の下側に示すように、断面において、抵抗６０及び第１導体Ｇ１間の距離は、抵抗６０及び第２導体Ｇ２間の距離に一致している。ここでも、「一致」は、完全な一致を意味せず、実質的な一致を意味する。

以上のように、第１導体Ｇ１との距離と、第２導体Ｇ２との距離が一致するように抵抗６０が配置される。このため、第１導体Ｇ１及び第２導体Ｇ２間の距離が長く、第１導体Ｇ１及び第２導体Ｇ２間において静電結合が発生することが防止される。
第１導体Ｇ１及び第２導体Ｇ２間の距離が短い場合、第１導体Ｇ１及び第２導体Ｇ２間において静電結合が発生する可能性がある。静電結合が発生した場合、第１導体Ｇ１及び第２導体Ｇ２間に図示しないキャパシタが形成される。この場合、静電結合によって形成されたキャパシタを介して、高周波ノイズが伝播し、第２インダクタ２５ｂが、高周波ノイズの伝播を抑制する役割を果たさない。

＜変形例＞
本実施形態では、ケーブル１１がコネクタ２０に接続された場合だけではなく、ダイアグツール１２がコネクタ２０に接続された場合においても、通信回路２３が差動信号の送受信を行う。しかしながら、ダイアグツール１２がコネクタ２０に接続された場合に送受信を行う通信回路は、通信回路２３とは異なる通信回路であってもよい。この場合、通信回路２３は、アナログ回路２１、接続回路２２及び通信回路２３と同様の構成を更に有する。この場合、ダイアグツール１２が行う通信の通信規格は、ケーブル１１を介して行われる通信の通信規格と異なっていてもよい。

接続回路２２が有する回路素子は、コモンモードチョークコイル３０に限定されず、キャパシタとは異なる回路素子であればよい。例えば、接続回路２２では、アナログ回路２１及び通信回路２３を接続する２つの導線それぞれの中途に２つの抵抗が配置されてもよい。また、第１導体Ｇ１及び第２導体Ｇ２間に接続される接続素子は、第２インダクタ２５ｂに限定されず、キャパシタと異なる回路素子であればよい。例えば、抵抗が第１導体Ｇ１及び第２導体Ｇ２間に接続されてもよい。この場合、レギュレータ２６は、インダクタを介してコネクタ２０に接続される。このインダクタは、電圧からノイズを除去する。

ダイアグツール１２が抵抗６０を介して入力回路６５に出力する電圧は、接続を示す直流の電圧に限定されず、通信信号に係る電圧であってもよい。即ち、ダイアグツール１２が、入力回路６５を介してマイコン２４に通信信号を送信してもよい。
アナログ回路２１が行うアナログ処理は、第１導体Ｇ１の電位を基準としたアナログ処理であればよいので、差動信号の反射を防止する処理に限定されない。アナログ回路２１が行うアナログ処理は、例えばノイズを除去する処理であってもよい。この場合、例えば、アナログ回路２１内において、差動信号が伝播する２つの導線それぞれの中途に２つのキャパシタの一端が接続され、２つのキャパシタの他端が第１導体Ｇ１に接続される。

開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 通信装置
１１ ケーブル
１２ ダイアグツール（外部装置）
１２ａ，２０ コネクタ
２１ アナログ回路
２２ 接続回路
２３ 通信回路
２４ マイコン（検知部）
２５ コモンモードチョークコイル（除去器）
２５ａ 第１インダクタ
２５ｂ 第２インダクタ（接続素子）
２６ レギュレータ
２７ 検知回路
３０ コモンモードチョークコイル
３０ａ 第１インダクタ
３０ｂ 第２インダクタ
４０ 終端回路
４１，４２，５３ キャパシタ
５０，５１，５２，６０，６１，６２ 抵抗
６３ キャパシタ（第１キャパシタ）
６４ キャパシタ（第２キャパシタ）
６５ 入力回路
７０ バイポーラトランジスタ
７１ 抵抗
Ｂ 回路基板
Ｇ１ 第１導体
Ｇ２ 第２導体

Claims (7)

1. 第１導体及び第２導体と、
   前記第１導体の電位を基準として差動信号にアナログ処理を施すアナログ回路と、
   キャパシタを除く他の回路素子を含み、前記アナログ回路に接続される接続回路と、
   前記アナログ回路が前記アナログ処理を施した差動信号を、前記接続回路を介して受信し、受信した差動信号に基づいて、前記第２導体の電位を基準とした信号を生成する通信回路と、
   キャパシタとは異なる回路素子であり、前記第１導体及び第２導体間に接続される接続素子と
   を備える通信装置。
2. 抵抗と、
   前記抵抗を介して、電圧が入力される入力回路と、
   前記抵抗の一端及び前記第１導体間に接続される第１キャパシタと、
   前記抵抗の他端及び前記第２導体間に接続される第２キャパシタと
   を備える請求項１に記載の通信装置。
3. 外部装置に着脱可能に接続されるコネクタと、
   前記入力回路に入力された電圧に基づいて前記コネクタへの前記外部装置の接続を検知する検知部と
   を備え、
   前記外部装置は、前記コネクタ及び抵抗を介して電圧を前記入力回路に出力する
   請求項２に記載の通信装置。
4. 前記抵抗及び第１導体間の距離は、前記抵抗及び第２導体間の距離と一致している
   請求項２又は請求項３に記載の通信装置。
5. 前記アナログ回路は、差動信号の反射を防止する終端回路を有し、
   前記終端回路は、差動信号が伝播する２つの導線の中途と、前記第１導体とに接続している
   請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の通信装置。
6. 前記接続回路は、コモンモードチョークコイルを有し、
   前記通信回路は、前記接続回路を介して差動信号を送信する
   請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の通信装置。
7. 前記第１導体の電位を基準として電力線に印加されている直流の電圧からノイズを除去する除去器を備え、
   前記除去器は、ノイズを除去した電圧を、前記第２導体の電位を基準として電力線に印加し、
   前記除去器はインダクタを有し、
   前記インダクタは前記接続素子である
   請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の通信装置。

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