JPS6230359Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、デイジタル電子機器、特に自動車用
デイジタル電子機器より発生し、ラジオ等の通信
機器に受信妨害を与える雑音の漏洩を防止した雑
音防止装置に関するものである。

近年、デイジタル電子技術の発達により時計，
タイマ，マイクロコンピユータ付各種家電製品な
どのように民生機器のデイジタル化が急速に進行
している。一方、自動車においてもデイジタル・
ワイヤード・ロジツク回路またはマイクロコンピ
ユータを用いてエンジンや各種電装品の制御を行
なう技術が採用され始めている。

第１図はマイクロコンピユータを用いた自動車
用デイジタル電子機器の概略的な構成の一例を示
し、１はマイクロプロセツサ，２は水晶振動子を
用いたクロツク発振器であり、マイクロプロセツ
サ１は内部回路により水晶振動子の発振出力を波
形整形して、立上がり，立下がり時間がそれぞれ
数ns〜数＋nsの方形波クロツクパルスを得てい
る。３はメモリ，４Ａ〜４Ｄは制御回路，５Ａ〜
５Ｄは外部回路との信号の授受のためのＡ／Ｄ変
換器，Ｄ／Ａ変換器，センサアンプなど各種回路
を内蔵した入出力インタフエース群であり、これ
らメモリ，制御回路およびインタフエース群には
マイクロプロセツサ１との同期をとるために前述
したクロツクパルスまたはメモリ制御信号とクロ
ツクパルスとの論理積信号が供給されている。上
述した各部からなるデイジタルブロツク６は電源
部７とともに金属ケース８に納められている。９
Ａ〜９Ｄは入出力信号線，１０は電源線である。

ケース８は、第２図に示すように、車輌内の温
度，湿度などの環境条件が比較的良好な場所、た
とえばインスツルメントパネルの下や座席下など
に設置され、入出力信号線９Ａ〜９Ｄによつてデ
イジタルブロツク６の入出力信号、すなわち制御
パラメータを計算するための各種センサからの入
力信号と、これら信号をデイジタル処理してエン
ジンや各種電装品，アクチユエータなどの動作を
制御する制御出力信号を伝送している。

これら入出力信号源９Ａ〜９Ｄによつて本来伝
送される信号の周波数は０〜数＋ｋHzであり、ま
たこれらの信号線９Ａ〜９Ｄや電源線１０は通常
のビニール被覆電線を用い、他の電装品のハーネ
スとともに束ね、集中して配線されるのが普通で
ある。このような配線状態であるため、デイジタ
ル電子機器の入出力信号線９Ａ〜９Ｄおよび電源
線１０と他の電装品のハーネス、たとえば車載ラ
ジオ１１とアンテナ１２および１３間を接続する
ハーネス１４および１５とは誘導や電磁放射など
によつて高周波的にきわめて密な結合をしている
と言える。

また、自動車用デイジタル電子機器と他の電装
品は同一の車載バツテリ１６を電源としており、
さらに車輌ボデー１７を共通アースとして使用し
ているため、これら電源ラインやアースラインを
通じてもデイジタル電子機器と各電装品との間で
直接的な伝導結合がなされていると見ることがで
きる。

ところで、通常マイクロコンピユータなどのデ
イジタル電子機器の同期制御信号として用いられ
る数百ｋHz〜数ＭHzの方形波クロツクパルスは高
レベル（数Ｖ）の基本波とその高調波成分からな
り、その周波数は無線周波数帯の広い範囲、すな
わちAM帯からFM，TV帯にわたつて分布するた
め、一種の雑音源と見なすことができ、機器のデ
イジタルブロツク６からの入出力信号線９Ａ〜９
Ｄおよび電源線１０へのクロツクパルスの高周波
雑音成分の漏洩と、これら入出力信号線９Ａ〜９
Ｄおよび電源線１０とラジオハーネス１４または
アンテナとの直接，間接の結合により、ラジオ受
信出力のSN比の悪化やビード音妨害をひき起
し、受信音質が著しくそこなわれるという問題が
生じていた。

第３図はかかる自動車用のデイジタル電子機器
（本例では1MHzのクロツクを使用）によつて発生
した雑音を、ラジオ入力端子電圧として電界強度
測定器（中間周波帯域幅が10kHzのもの）により
測定した周波数スペクトラム図である。ここで、
横軸は周波数ＭHzを示し、縦軸は入力端子におけ
る電圧dBμＶを示す。本図に示される如く、端
子電圧は、周波数を示す横軸において、所定の間
隔を置いた特定の周波数毎に飛躍的に増大した数
値となつており、これはデイジタル電子機器の使
用によつて発生する雑音を表わすものである。ま
た、電圧５dBμＶ程度の小波動はバツクグラウ
ンドノイズであり、電子機器を使用しない状態に
おいても発生するノイズである。

このような雑音を防止するために、デイジタル
電子機器の全ての入出力信号線，電源線等のプリ
ント線が入出力端子と接続する部位に、高周波に
対しては十分に低いインピーダンスで車体あるい
は機器の金属ケースに電気的な接続を有するアー
ス導体をセラミツク・コンデンサフイルタ素子を
介して取付ける。このように構成することによつ
て、例えばマイクロコンピユータ等のデイジタル
電子機器に用いられるクロツクパルスのために生
ずるラジオの妨害電波やデイジタル機器の誤動作
の原因となる外来雑音が入出力線等を介して漏洩
するのが防止される。

なお、ここで全ての入出力信号線や電源線等の
プリント線に対してフイルタ素子を設ける理由と
しては、車載のマイクロコンピユータ機器が多機
能である外に各種の処理装置を有し、更にまた
種々の外部センサ、アクチユエータ等が接続され
るために、上述のプリント線の線数が多くなり、
これらの数多いプリント線の中からフイルタ素子
を必要とする線と必要としない線とを選定するこ
とは技術的に困難なためである。また、各々のプ
リント線における妨害波のレベルを相互間の誘導
現象もあつて、独立したものとして取扱うことが
できず、更にまた、同相のノズル等により大部分
の線にノズルが乗る可能性も考慮する必要がある
からである。

第４図は自動車用に使用される従来のデイジタ
ル電子機器の雑音防止装置の一例を示すもので、
ここで１９は入出力信号線および電源線であり、
２０はアース線である。アース線２０はプリント
基板２１の裏面に取付けられたアース導体２２に
接続され、更にコネクタ側で接地される。また、
２４は、入出力線等１９の端部に設けられた接続
部であり、この接続部２４にはコネクタ２５に入
出力線１９を導くコネクタピン２６がそれぞれ接
続される。更に、また、コンデンサ２３に設けた
２本の脚２３Ａおよび２３Ｂのうち、脚２３Ａは
この接続孔２４に接続され、他方の脚２３Ｂはプ
リント基板２１に設けた接続部２７を介して基板
２１裏面のアース導体２２に接続される。

しかしながら、第４図のように構成した雑音防
止装置にあつては、アース導体２２がプリント基
板２１の裏面に取付けられるので、このアース導
体２２が障害となつてプリント基板２１の裏面側
に入出力線、電源線１９やアース線２０をプリン
トして裏面でコネクタピン２６と接続することが
困難である。このためこの種雑音防止装置を用い
ようとすれば、プリント基板２１の上面にのみプ
リント線１９を配線したものに限定されてしま
う。

第５図は他の雑音防止装置の一例を示す。

以下で第４図に示したと同様の箇所には同一符
号を附してその詳細な説明は省略する。

本例ではアース導体基板２９をプリント基板２
１に直接取着せず別体に形成し、基板２９の裏面
側にアース導体２２を形成する。また、基板２９
の両端に設けたコネクタソケツト３０および３１
間で、入出力線等１９、電源線２０にコネクタピ
ン２６およびコンデンサ・フイルタ２３を接続
し、更にまた、コンデンサ・フイルタ２３にアー
ス導体２２を接続するようにしたものである。こ
こで、３２は入出力線等１９の端部３３とコネク
タピン２６の端部３４との間を接続する接続線で
ある。このように雑音防止装置を別体にまとめる
と組立の手順が容易となり、また、アース導体２
２を十分広い面積のものとすることができるので
雑音防止のフイルタ効果が得られるが、著しいコ
ストの上昇を招く。また、入出力線１９をコンデ
ンサ・フイルタ２３に取付けるための回線を複雑
に引き回わすとフイルタ２３を挿設した効果が低
減する虞がある。更にまたスペースを広くする必
要を生ずる。

本考案の目的は、上述した欠点を除去して、両
面に入出力信号線をプリントしたデイジタル電子
機器のプリント基板にも容易に組み込めて、しか
も従来より小さいスペースでコンパクトに纒めら
れ、デイジタル電子機器に使用されるクロツクパ
ルス基本波や高周波成分が入出力信号線や電源線
を介して外部に漏洩するのを効果的に防止する電
子制御装置の雑音防止装置を提供することにあ
る。

以下に図面に基づいて本考案を説明する。

第６図は本考案におけるプリント基板の一例を
示し、ここで１９Ａはプリント基板２１の裏面側
にプリントされた入出力線あるいは電源線等であ
り、破線で示す。１００は入出力線等１９，１９
Ａおよびアース線２０のコネクタソケツト２５側
端部に形成した接続用ランドである。接続用ラン
ド１００は、これらのプリント線１９，１９Ａお
よび２０がプリント基板２１の表面、裏面の何れ
の側に配設されているかにかかわらず全てプリン
ト基板２１の表面から裏面に貫通して形成する。
また、接続用ランド１００には貫通した第１接続
孔１０１、および貫通した第２接続孔１０２を形
成しておく。１０３はプリント基板２１の表面に
プリントしたアース導体パターンである。この導
体パターン１０３は例えば幅が３mmないし20mmの
帯状をなし、プリント基板２１のコネクタ２５側
端部に形成する。また、１０４はプリント基板２
１を取付けるための取付孔である。

第７図はコネクタピン２６を組み込んだコネク
タソケツト２５を、ねじ１０５を用いてプリント
基板２１に取付けた状態を示し、各々のコネクタ
ピン２６の端部２６Ａを、各プリント線１９，１
９Ａおよび２０の接続用ランド１００に設けた第
１接続孔に貫入し、以て、コネクタピン２６とプ
リント線１９，１９Ａおよび２０とを接続する。

第８図は、第６図および第７図に示したプリン
ト基板２１を用いて構成した本考案雑音防止装置
の一例を示し、コンデンサ・フイルタ２３の脚部
２３Ａを接続用ランド１００に設けた第２接続孔
１０２に貫入し、また脚部２３Ｂを導体パターン
１０３上に接地させる。ここで、脚部２３Ｂの脚
長を短くして導体パターン１０３に接地させる如
くなして、脚部２３Ｂ端部と導体パターン１０３
とをハンダ付け等により接合する。これらのコン
デンサ・フイルタ２３の容量は、共振周波数の点
からして、FM帯域で良好な減衰特性が得られる
ようにするために、100pF〜500pF程度のものと
するのが好適である。また、プリント基板２１を
ねじ１０５を用いて金属ケース１０６に固着す
る。しかして、アース導体１０３はねじ１０５を
介して金属ケース１０６と接続されるので、金属
ケース１０５との間で良好な導通が得られる。

このように構成したデイジタル電子機器の雑音
防止装置においては、フイルタ素子であるデイス
ク・セラミツクコンデンサ２３が高周波に対して
はバイパス作用として有効に働き、入出力線１９
およびアース線２０とボデーアース間の同一相ノ
イズ成分に対しては、導体パターン１０３がねじ
１０５を介して金属ケース１０６更にボデーアー
スに電気的に接続されているので、アース帰還路
がこれらノイズ成分に対して十分低いインピーダ
ンスで確保されるので、効果的にこれらのノイズ
がフイルタされる。

第９図は第３図に示したレベルの雑音を発生さ
せるデイジタル電子機器に本考案を適用した場合
の実験例であり、330PEセラミツクコンデンサ11
本をフイルタ素子として使用した時の雑音を、電
界強度測定器（中間周波帯域幅が10kHzのもの）
で測定した。

本図によつて示されるように、第３図に見られ
るような特定周波数毎の飛躍した端子電圧のピー
クが消滅してバツクグランドのノイズだけとな
り、ラジオや機器自体に有害な雑音が除去された
ことが分る。

第１０図は本考案の他の一実施例を示すもの
で、ここで１２３はフイルタ素子として用いるチ
ツプ形積層セラミツクコンデンサである。このよ
うにチツプ形のコンデンサ１２３を使用すると、
上述した例においてデイスク形のコンデンサ２３
を使用したときのように脚２３Ａ，２３Ｂがない
ので、フイルタ効果が一層良好となり、また、作
業性がよくなり信頼度も高い。本例においては、
チツプ形コンデンサ１２３を用いているので、第
８図に示す形式のコンデンサ２３のように脚部２
３Ａ，２３Ｂがなく、コンデンサ１２３を直接に
接続用ランド１００に固着できるので接続用ラン
ド１００には第１接続孔１０１だけを設けておけ
ばよい。

第１１図は本考案の更に他の一実施例を示す。
本例は２段構成としたピン１２６，１２７を有す
るコネクタソケツト１２８を用いる場合に適用す
る。ここで、プリント基板２１の表裏に配設され
たプリント線１９，１９Ａおよび２０の接続用ラ
ンド１２９にはその取付スペースを節約するため
に接続孔１３０をそれぞれ１個ずつ設ける。本例
においては、プリント線１９，１９Ａおよび２０
がコネククタピン１２６および１２７と接続する
接続用ランド１２９にコンデンサ２３の脚２３Ａ
をじか付けとすればよい。コンデンサ２３の脚２
３Ｂは導体パターン１０３にハンダ付けする。

以上説明してきたように、本考案によれば、デ
イジタル電子機器に用いられるクロツクパルスの
基本波および高周波成分が入出力信号線や電源線
等を介して外部に漏洩し車載ラジオ等の受信妨害
の雑音となるのを防止するために、プリント基板
にプリントされた入出力信号線や電源線等のコネ
クタ側端部近傍にプリント基板の表面から裏面に
貫通させてしかも貫通孔を有する接続用ランドを
形成し、この接続ランドとプリント基板表面の上
述したコネクタ側端辺との間には端辺に沿つた帯
状のアース導体パターンを形成してこの導体パタ
ーンを電子機器の金属ケースに接続し、接続ラン
ドの接続孔にコネクタのコネクタピンを裏面より
接合させ、また、接続ランドとアース導体パター
ンとの間にフイルタ素子としてのコンデンサを挿
設するように構成したので、両面に入出力線や電
源線をプリントしたプリント基板にも容易に適用
でき、取付の手順が極めて簡単でしかもコンパク
トに纒まり、また高い雑音防止効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の自動車用デイジタル電子機器の
構成の一例を示すブロツク図、第２図は自動車の
電子機器ならびに電装品の相対位置を示す説明
図、第３図は雑音防止装置を設けない従来の自動
車用デイジタル電子機器からの雑音を測定した周
波数スペクトラム図、第４図および第５図は自動
車用デイジタル電子機器に装備した従来の雑音防
止装置の２態様の構成をそれぞれ示す斜視図、第
６図および第７図は本考案におけるプリント基板
の一例を示す斜視図、第８図は本考案雑音防止装
置の一例を示す斜視図、第９図は本考案雑音防止
装置を装備したデイジタル電子機器からの雑音を
測定した周波数スペクトラム図、第１０図および
第１１図は本考案雑音防止装置の他の実施例の構
成をそれぞれ示す斜視図である。 １……マイクロプロセツサ、２……クロツク発
振器、３……メモリ、４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ…
…制御回路、５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ……入出力
インターフエース群、６……デイジタルブロツ
ク、７……電源部、８……ケース、９Ａ，９Ｂ，
９Ｃ，９Ｄ……入出力信号線、１０……電源線、
１１……ラジオ、１２，１３……アンテナ、１
４，１５……ハーネス、１６……バツテリ、１７
……ボデー、１９，１９Ａ……入出力信号線、電
源線、２０……アース線、２１……プリント基
板、２２……アース導体、２３……コンデンサ、
２３Ａ，２３Ｂ……脚、２４……接続部、２５…
…コネクタ、２６……コネクタピン、２６Ａ……
端部、２７……接続部、２９……アース導体基
板、３０，３１……コネクタソケツト、３２……
接続線、３３，３４……端部、１００……接続用
ランド、１０１，１０２……接続孔、１０３……
アース導体パターン、１０４……孔、１０５……
ねじ、１０６……金属ケース、１２３……コンデ
ンサ、１２６，１２７……ピン、１２８……コネ
クタ、１２９……接続用ランド、１３０……接続
孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. プリント基板と、該プリント基板の少なくとも
   表面にプリントした入出力信号線および電源線の
   出力を外部へ取り出すコネクタと、前記コネクタ
   近傍の前記プリント基板に配設したアース導体
   と、前記入出力信号線および電源線と前記アース
   導体との間に分装したコンデンサとを有し、金属
   ケースに収納してクロツクパルスを同期信号とし
   て用いる電子制御装置から、クロツクパルスの基
   本波および高周波成分の漏洩を防止するようにし
   た電子制御装置の雑音防止装置において、前記入
   出力信号線および電源線の前記コネクタ側端部に
   はそれぞれ前記プリント基板の表面から裏面に貫
   通する接続用ランドを形成して該接続用ランドを
   前記入出力信号線および電源線と接続し、前記接
   続用ランドには少なくとも１個の接続孔を設け、
   前記プリント基板の前記コネクタ側端部と前記接
   続用ランドとの間の前記プリント基板表面には前
   記コネクタ側端部に沿つた帯状のアース導体パタ
   ーンを形成し、前記接続用ランドの前記接続孔に
   前記コネクタのコネクタピンを接続し、前記接続
   用ランドと前記アース導体パターンとの間に前記
   コンデンサを介装し、前記アース導体パターンを
   前記金属ケースと電気的に接続したことを特徴と
   する電子制御装置の雑音防止装置。