JPH10150252A - 電磁干渉に対する保護を備えた有線通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 近傍にあるインダクティブな負荷の運転中断
による電磁擾乱を効果的に防ぐ。 【解決手段】 ライン９、１０のそれぞれに接続された
コネクタ７、８と領域５で信号処理部品６を支持してい
る多層構造のプリント配線板４を持つ装置で、ライン
９、１０は２本の電気的導体を含む。プリント配線板４
はコネクタと信号処理部品の間のインダクティブなリン
ク１６を含み、コネクタと組合ってラインの導体とリン
クされている金属化面Ｕ１、Ｕ２、Ｒ×１、Ｒ×２、Ｔ
×１、Ｔ×２を含む。これらの金属化面は、プリント配
線板４の別々の層に属して、ライン９、１０の間のキャ
パシティブな結合を生成するよう互に向き合っていて、
ラインの一方で起こった電磁擾乱は信号処理部品６に到
達しないで、他方のラインへと転向される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、急速なトランジェ
ント型の電磁干渉に対しての通信装置の保護という分野
に関する。

【０００２】このような保護が関係する装置の１種類
は、第１と第２のラインのそれぞれに接続されるための
第１と第２のコネクタと、１部分の領域内において信号
処理部品が支持されている一つの多層構造のプリント配
線板を含んでいるタイプのものであって、第１と第２の
ラインの各々は、少なくとも２本の電気的導体を含んで
おり、プリント配線板は、コネクタと信号処理部品の間
の電気的リンクを包含しているというタイプのものであ
る。

【０００３】それは、典型的には、ディジタルのネット
ワーク端末（ＮＴ）またはレピーターのようなディジタ
ルのネットワーク装置であってよい。ＮＴは、ディジタ
ル加入者の敷地の近くの場所（例えばアパートの踊り
場）に設置されて、Ｕインタフェイスと言われるＮＴの
インタフェイスに接続されたネットワークラインとＳイ
ンタフェイスと言われるＮＴのもう一つのインタフェイ
スに接続された加入者ラインの間での、用いられたディ
ジタル伝送プロトコルとフォーマットによって要求され
るとおりの信号変換の働きをする種類の装置である。

【０００４】

【従来の技術】一般的仕様においては、ＮＴのような種
類の装置は、電気的にアースされた要素（例えば、装置
を収容するために意図された部屋が設置されるはずであ
る鉄筋コンクリート壁の鉄筋）に近接して（数センチメ
ートル）いてよいこととされている。このような条件下
では、その装置の近くにある電動機またはその他のイン
ダクティブな負荷の運転中断によって引き起こされる電
磁的擾乱が、装置に取り付けられたラインに結合するこ
とによって誘起され得る。このような干渉は、振幅が大
きくて上昇時間が極めて短い（２〜３ナノ秒の間に数百
ボルト）ものであり得る。それら干渉は、ケーブルの中
で比較的に急速に衰えてアースへと流れ去る。しかし、
それら干渉が装置の信号処理部品に到達し得ないように
することが推奨される。そうでなければ、それら干渉は
伝送の誤りをもたらすからである。

【０００５】一般に、そのような保護は、装置のコネク
タと信号処理部品の間の電気的リンクをインダクティブ
にすることによって達成される。そのためには、プリン
ト配線板上に、コネクタに密接して、小さなインダクタ
ンスコイルが取り付けられる。しかし、コイルの相互に
近接した巻きと巻きの間に存在する漂遊キャキシタンス
が、最も急速な擾乱に関してのコイルのインピーダンス
を低減させ、したがって、保護の有効性を大幅に制限す
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の一つの目的
は、強力で急速な干渉に対して装置を効果的に免疫化す
るための簡単で経済的な手段を提案することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、さきに
示したタイプの装置の１種類として、プリント配線板
が、さらに、第１のコネクタと組み合っていてそれによ
ってそれぞれが第１のラインの各導体とリンクされてい
る第１の金属化面と、第２のコネクタと組み合っていて
それによってそれぞれが第２のラインの各導体とリンク
されている第２の金属化面を含んでいて、第１の金属化
面と第２の金属化面は、プリント配線板の別々の層に属
していて、二つのラインの間にキャパシティブな結合が
生ずるように互いに向き合って位置しているものを提案
している。

【０００８】高周波数の干渉が存在する中では、プリン
ト配線板の中に作り付けられたキャパシティブな結合
が、それら二つのライン間の低いインピーダンスを与え
る。そのとき、二つのラインの一方のものにおいて起こ
っている高周波数の干渉は、他方のラインへと転向さ
れ、そこで、信号処理部品に到達することなしに衰え
る。

【０００９】装置のこのような保護は、それの有効性の
ほかに、コストがかからないという利点を有する。何故
ならば、必要であるのはプリント配線板の各層の上手な
設計だけであって、個別の濾波用部品ではないからであ
る。

【００１０】信号処理部品に向けての擾乱の放射による
伝搬を制限するために、それら部品を支持しているプリ
ント配線板の領域は、コネクタからも第１と第２の金属
化面からも離れたアース面を含んでいる。また、伝導に
よる伝搬を制限するために、コネクタと信号処理部品の
間の電気的リンクは、それらが最小の漂遊キャパシタン
スをもって本質的にインダクティブであるような方法で
配列されている。つまり、これらのリンクが、本質的
に、コネクタによってそれぞれにラインの電気的導体に
リンクされている実質的に互いに平行な金属での経路で
成るような用意がなされている。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明のその他の特徴や利点は、
添付の図面を参照しての以降の制限的ではない実施例の
説明の中で見られるはずである。

【００１２】図１は、ディジタルのネットワーク端末
（ＮＴ）で成っている有線通信装置への本発明の応用を
図示している。このＮＴは、全体として長方形の多層構
造の印刷配線板４を含んでいて、そのプリント配線板の
１部分の領域５は、信号処理部品６を支持している。領
域５とは反対側のプリント配線板４のエッジには、二つ
のコネクタ、すなわち、一つのもの７はネットワークラ
イン９への接続のためのＵインタフェイスを構成してお
り、他のもの８は加入者ライン１０への接続のためのＳ
インタフェイスを構成しているという二つのコネクタが
位置している。

【００１３】統合サービス・ディジタルネットワーク
（ＩＳＤＮ）が必然的に関係して来るのであって、Ｕイ
ンタフェイスに接続されたネットワークライン９は、慣
習的に、１６０‐ｋｂｉｔ／ｓの双方向リンクを可能に
する２本の電気的導体で構成されており、Ｓインタフェ
イスに接続された加入者ライン１０は、二つの１９２‐
ｋｂｉｔ／ｓのリバースリンクを可能にする４本の導体
で構成されている。信号処理部品６は、通常の方法で、
ＵインタフェイスとＳインタフェイスの間で必要とされ
る信号の変換の働きをする。

【００１４】図１においては、ＮＴと近接していると仮
定された電気的アース１２が表されている。参照番号１
３は、アース１２が近接してあるので、コネクタ７，８
に接続されたラインの一方のもの、つまり、この場合に
はネットワークライン９に結合することによって誘起さ
れ得る急速なトランジェント電圧の発生源をシンボルで
示している。実際上は、このようなトランジェント電圧
は、ＮＴの近傍に位置した電動機（例えば真空掃除機の
電動機）のようなインダクティブな負荷の運転中断によ
って発生され得る。このようなトランジェント電圧は、
２〜３ナノ秒の間に数百ボルトという電圧変化をもたら
し得る。そのような擾乱がＮＴの信号処理部品６に到達
しないことを確実にするために手段が講じられるべきで
ある。

【００１５】この目的のために、本発明は、このような
擾乱を、ＮＴに接続された他方のライン１０へと転向さ
せることを主唱している。ライン１０において、それら
擾乱は、アース１２と共に存在していて図１においては
キャパシター１４としてシンボル化されているキャパシ
ティブな結合がある故に、かなり急速に衰え得るはずで
ある。

【００１６】この、擾乱を転向させることは、プリント
配線板４の各層に上手に配置されてキャパシタープレー
トを形成している金属化面によって得られた、両コネク
タ７，８の間のキャパシティブな結合によって実現され
ている。このキャパシティブな結合は、伝送帯域幅の中
の信号が害されることが避けられるために大き過ぎるこ
となしに、急速な擾乱に対して信号処理部品６を効果的
に免疫化するに十分であるはずである。さきに述べたＩ
ＳＤＮのための数値の場合には、二つのライン９，１０
の間の全体的なキャパシティブ結合は１５０〜３００ピ
コファラッドであるのが有利である、ということが判明
した。

【００１７】金属化面Ｕ１，Ｕ２，Ｒ×１，Ｒ×２，Ｔ
×１，Ｔ×２が、コネクタ７，８の近くに位置してい
て、それらコネクタは、それら金属化面の各々を、ライ
ン９，１０のどちらかのそれぞれの導体にリンクしてい
る。金属での経路１６が、プリント配線板４の中で、金
属化面Ｕ１，Ｕ２，Ｒ×１，Ｒ×２，Ｔ×１，Ｔ×２
と、信号処理部品６を支持している領域５の間で走って
いて、領域５においてそれら金属での経路は、適切に信
号処理部品６に接続されている。

【００１８】図１が示しているように、領域５は、プリ
ント配線板の技術においては普通であるように、アース
電位を、それを必要とする信号処理部品６に分布させる
働きをする金属化されたアース面１７を含んでいる。こ
のアース面１７は、プリント配線板の反対側のエッジか
ら放射によって伝搬して来る急速な擾乱がそれに到達す
るリスクを最小にするために、コネクタ７，８からも金
属化面Ｕ１，Ｕ２，Ｒ×１，Ｒ×２，Ｔ×１，Ｔ×２か
らも離れている。アース面１７は、コネクタからも金属
化面からも、少なくとも２ｃｍ離れているのが望まし
い。

【００１９】アース面１７と金属化面Ｕ１，Ｕ２，Ｒ×
１，Ｒ×２，Ｔ×１，Ｔ×２の間において、経路１６
は、キャパシティブな結合を最小にしつつ本質的にイン
ダクティブであるように、互いに平行で幅が狭い、例え
ば直線的な形になっている。経路１６の各対の長さ方向
インダクタンスは、少なくとも２０ナノヘンリーである
のが望ましい。

【００２０】図１で表された配置においては、Ｕインタ
フェイスのコネクタ７と組み合っている二つの金属化面
Ｕ１，Ｕ２は、コネクタ７，８が位置しているエッジに
平行な、プリント配線板４の同じ層の中に位置した二つ
のストリップで成っている。Ｓインタフェイスのコネク
タ８に受信方向において組み合わされた二つの金属化面
Ｒ×１，Ｒ×２は、実質的に正方形の同じ形をなしてい
る二つのプレートで成っていて、それら二つのプレート
は、互いに向き合うように、金属化面Ｕ１，Ｕ２の層の
各側に位置したプリント配線板４の二つの層の中に位置
している。これら金属化面Ｒ×１，Ｒ×２は、それらの
間において、金属化面Ｕ１，Ｕ２を構成しているストリ
ップの各々のものの１部分を、所望のキャパシティブな
結合が生ずるような方法で挟んでいる。Ｓインタフェイ
スのコネクタ８に伝送方向において組み合わされた二つ
の金属化面Ｔ×１，Ｔ×２は、実質的に正方形の同じ形
をなしている二つのプレートで成っていて、それら二つ
のプレートは、互いに向き合うように、金属化面Ｒ×
１，Ｒ×２と同じである二つの層の中に位置している。
これら金属化面Ｔ×１，Ｔ×２は、それらの間におい
て、金属化面Ｕ１，Ｕ２を構成しているストリップの各
々のものの他の１部分を、所望のキャパシティブな結合
が生ずるような方法で挟んでいる。

【００２１】本発明が、各々が２本の導体だけを有する
二つのラインに接続されているレピーターのような種類
の装置に応用されるときには、図１の配置に類似した配
置を、表示された金属化面の二つの対の一方のもの、例
えば対Ｔ×１，Ｔ×２を除去して採用することが可能で
あることを特に述べておきたい。

【００２２】この、急速な擾乱に対する保護の有効性
は、二つのラインの一方のものにおいて発生された急速
なトランジェント電圧の振幅の関数Ａとしての、６４‐
ｋｂｉｔ／ｓチャンネル上での１分間当たりの伝送故障
回数の平均数Ｎを測定することによって得られた図２の
グラフで評価され得る。曲線Ｉは、本発明に従ったキャ
パシティブな結合による保護がない場合に観察された故
障の数を表している。ある標準の仕様にある５００ボル
トの振幅に対しては、伝送故障の回数は相当なものであ
ることが知られるが、この数は、本発明に従った保護が
用いられたとき（曲線II）には、無視できる程度であ
る。与えられた故障回数に対しては、本発明に従った装
置は、より大幅に大きい振幅の急速な擾乱に対処でき
る。曲線IIは、二つのラインの間の全体のキャパシティ
ブな結合Ｃが１６０ｐＦ、経路１６の各対のインダクタ
ンスＬは２０ｎＨのオーダー、そしてアース面１７と金
属化面Ｕ１，Ｕ２，Ｒ×１，Ｒ×２，Ｔ×１，Ｔ×２の
間の距離ｄは２ｃｍである場合に得られたものである。
そこでは、回路の免疫性は、キャパシティブな結合がな
いときの約４５０Ｖの代わりとしての、約６５０Ｖであ
った。Ｃ＝２２０ｐＦ、Ｌ＝４０ｎＨ、そしてｄ＝４ｃ
ｍ、とした他の例においては、約９００Ｖの免疫性が観
察された。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、第１の金
属化面と第２の金属化面をプリント配線板の別々の層に
形成して、二つのラインの間にキャパシティブな結合が
生ずるように互いに向き合って位置させることにより、
通信装置の近傍にある真空掃除機などのインダクティブ
な負荷の運転中断によって引き起こされる電磁的擾乱
が、二つのラインの一方に干渉しても、他方のラインに
転向されて急速に衰えるので、擾乱が信号処理部品に到
達して起こす伝送故障などを防止できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従った種類の装置の概略的斜視図であ
る。

【図２】急速な擾乱があるときに観察された誤り率に関
しての、本発明によって実現される改善を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

４ プリント配線板 ５ プリント配線板の１部分の領域 ６ 信号処理部品 ７ Ｕインタフェイスのコネクタ ８ Ｓインタフェイスのコネクタ ９ ネットワークライン １０ 加入者ライン １２ アース １３ 電圧発生源 １４ キャパシター １６ 金属での経路 １７ アース面 Ｕ１，Ｕ２ 金属化面（ライン９の側の） Ｒ×１，Ｒ×２，Ｔ×１，Ｔ×２ 金属化面（ライン
１０の側の） Ａ 振幅 Ｎ 伝送故障回数平均値

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１と第２のライン（９，１０）にそれ
   ぞれ接続されるための第１と第２のコネクタ（７，８）
   と、１部分の領域（５）内において信号処理部品（６）
   が支持されている一つの多層構造のプリント配線板
   （４）を含んでいる通信装置であって、前記第１と第２
   のラインの各々は、少なくとも２本の電気的導体を含ん
   でおり、前記プリント配線板は、前記コネクタと前記信
   号処理部品の間の電気的リンク（１６）を包含している
   通信装置において、前記プリント配線板が、さらに、第
   １のコネクタ（７）と組み合っていてそれによってそれ
   ぞれが第１のライン（９）の各導体とリンクされている
   第１の金属化面（Ｕ１，Ｕ２）と、第２のコネクタ
   （８）と組み合っていてそれによってそれぞれが第２の
   ライン（１０）の各導体とリンクされている第２の金属
   化面（Ｐ×１，Ｐ×２，Ｔ×１，Ｔ×２）を含んでい
   て、前記第１の金属化面と第２の金属化面は、プリント
   配線板（４）の別々の層に属していて、二つのライン
   （９，１０）の間にキャパシティブな結合が生ずるよう
   に互いに向き合って位置していることを特徴とする通信
   装置。
2. 【請求項２】 前記の二つのライン間のキャパシティブ
   な結合が、１５０〜３００ピコファラッドである請求項
   １記載の装置。
3. 【請求項３】 信号処理部品（６）を支持しているプリ
   ント配線板の領域（５）が、コネクタ（７，８）からも
   第１と第２の金属化面（Ｕ１，Ｕ２，Ｒ×１，Ｒ×２，
   Ｔ×１，Ｔ×２）からも離れている一つのアース面（１
   ７）を含んでいる請求項１または２に記載の装置。
4. 【請求項４】 アース面（１７）が、コネクタ（７，
   ８）からも第１と第２の金属化面（Ｕ１，Ｕ２，Ｒ×
   １，Ｒ×２，Ｔ×１，Ｔ×２）からも、少なくとも２ｃ
   ｍ離れている請求項３記載の装置。
5. 【請求項５】 コネクタ（７，８）と信号処理部品
   （６）の間の電気的リンクが、本質的に、両方のコネク
   タによってそれぞれライン（９，１０）の電気的導体に
   リンクされている実質的に互いに平行な金属での経路
   （１６）で成っている請求項３または４に記載の装置。
6. 【請求項６】 金属での経路（１６）が，それら経路の
   各対について、少なくとも２０ナノヘンリーの長さ方向
   インダクタンスを有する請求項５記載の装置。
7. 【請求項７】 第１のライン（９）は２本の導体、第２
   のライン（１０）は４本の導体を含んでいて、第１の金
   属化面（Ｕ１，Ｕ２）はプリント配線板（４）の同じ層
   に位置しており、第２の金属化面（Ｒ×１，Ｒ×２，Ｔ
   ×１，Ｔ×２）は、第１の金属化面の層の各側に位置し
   ているプリント配線板の二つの層に分布配置されている
   請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
8. 【請求項８】 第１の金属化面（Ｕ１，Ｕ２）は、コネ
   クタ（７，８）が位置しているプリント配線板（４）の
   エッジに実質的に平行な二つのストリップで成ってお
   り、第２の金属化面は２対のプレート（Ｒ×１，Ｒ×
   ２；Ｔ×１，Ｔ×２）で成っていて、各対のプレートは
   互いに向き合って前記ストリップの二つのそれぞれの部
   分を挟んでいる請求項７記載の装置。