JPH0316199A - 放射ノイズ抑制方法およびその回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 各々が半導体集積回路部品を搭載する複数のボードと、
各該ボードにクロック信号を供給するクロンク源とを有
する電子装置から放射されるノイズを抑制するための方
法に関し、 放射ノイズの発生原因を追求し、放射ノイズそのものの
発生を抑制して、電磁シールドを一切不要とした放射ノ
イズ抑制方法を提供することを目的とし、 前記クロック源から前記クロック信号を供給するタイミ
ングを、各前記ボード毎に相互にずらすように構或する
。

〔産業上の利用分野〕

本発明は各々が半導体集積回路部品を搭載する複数のボ
ードと、各該ボードにクロック信号を供給するクロック
源とを有する電子装置から放射されるノイズを抑制する
ための方法および回路に関する。

近年、電子装置から発生する放射ノイズが好ましくない
結果を引き起こすことが報告されている。

例えば他の電子装置（ＮＧ工作機械、コンピュータ、無
線装置等）が誤動作したり、鑞行のオンライン処理が停
止する等である。

このような状況のもとで、我国、米国等においては放射
ノイズに関する規格を制定し、これに合格した電子装置
でなければ販売が許可されないことになっている。この
ため電子装置からの放射ノイズの抑制対策が緊急に必要
とされている。

〔従来の技術〕

第１１図は本発明が適用される電子装置の一例を示す図
である。本図において、１１はボードであり、複数枚が
平行して並べられている。これらのボード１１上には多
数の半導体集積回路（以下、ＩＣと略称する〉部品１２
が搭載されている。これらのＩＣ部品１２が動作するた
めにはクロック信号ＣＫが必要であり、そのためのクロ
ック源１３が存在する。本発明の前提とする電子装置は
、少なくともこれらのボード１１、ＩＣ部品１２および
クロック源１３を含んで構威される。なお、一般には、
これらボード１１がマザー（ｍｏｔｈｅｒ）ボード１４
に保持されている。この場合、これらのボードｌ１はド
ーター（ｄａｕｇｈｔｅｒ）ボードと称される。

上記のような電子装置が、その動作中に放射ノイズＮを
発生し、隣接する他の電子装置に誤動作を引起こすこと
を防止するための慣例的な手法は、その放射ノイズＮの
発生源となる電子装置に対し電磁シールドを施すことで
ある。すなわち接地された金属製のハウジングで該電子
装置を包囲してしまう。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記電磁シールドの方法は、発生した放射ノイズを吸収
し外部に影響を与えないようにするものとしては確実な
手法である。しかしながら電磁シールドを完璧に実現し
ようとすると、電子装置は大形化し、高重量化すると共
にコスト高になるという問題を生じさせる。

本発明は放射ノイズの発生原因を追求し、放射ノイズそ
のものの発生を抑制して、電磁シールドを一切不要とし
た放射ノイズ抑制方法および回路を提供することを目的
とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の方法の原理を図解的に示す図である。

本図において、クロック源１３からのクロック信号ＣＫ
は各ボード１１に供給されるが、このクロック信号ＣＫ
を供給するタイξングは、全ボード一斉同時ではなく、
各ボード１１毎に相互にずらすようにする。第１図中の
各ボード１１対応で示した波形はクロック信号ＣＫのパ
ルス列を表しており、横方向を時間軸にとって考えると
、各パルスの立ち上がりに、各ボード間で少しずつずれ
を生じさせるようになっている。

第２図は本発明の方法を実施する回路の原理構或を示す
図である。本図において、１５はクロック信号ＣＫの分
配部、ｌ６は遅延部、１７はクロック分配線である。分
配部１５はクロック信号ＣＫを少なくとも２分岐する。

そのうちの１つは遅延部１６に入力され、残りは各ボー
ド１１上のＩＣ部品１２に本来のクロンクとして与えら
れる。

遅延部１６からのクロック信号ＣＫは次段の分配部１５
のクロック人力となる。つまりボード１１相互間で、前
段のボードの遅延部１６からのクロック信号ＣＫを次段
のボードの分配部ｌ５へのクロック入力とする。

〔作　用〕

第３図は第１１図におけるの点の電流波形を示す図であ
り、縦軸はその電流値ｉ、横軸は時間ｔを表す。Ｔはク
ロック信号ＣＫの周期である。第３図の示すところによ
れば極めて大きい電流値のクロック信号ＧＫがクロフク
ドライバ１９（第１１図）から周期的に供給されている
ことが分かる。１８は発振器である。

第４図は第１１図の■，■，■等の点での電流波形を示
す図であり、縦軸、横軸の意味は第３図の場合と同じで
ある。ただし、第４図では■．■，■の点の波形が重な
らないよう上下にずらして示しており、したがって電流
値は相対量を表す，第４図に表すとおり、■，■，■等
の各点（■より後段の点は簡略化のため図示省略する〉
におけるクロフク信号ＣＫは各々電流値としては小さい
が、各ボードに一斉同時的に供給されるから、各クロッ
ク周期での総量は第３図のように極めて大きいものとな
る。

ところで放射ノイズＮの電界強度Ｅ　（Ｖ／ｍ）になる
ことが予想される。

第５図は放射ノイズの電界強度と周波数の関係を示す図
であり、周波数ｆ　　（Ｈｚ）はクロック信号ＧＫの基
本波周波数とその高調波周波数を示す。

すなわち、各周波数間のピッチは１／Ｔである（Ｔは第
３図に示したクロック周期）。この周波数スペクトラム
に対し、放射ノイズ電界強度を規制するための規格値が
設けられ、その一例を示したのが一点鎖線で表したスレ
フショルドレベルＴＨである。周波数ｆの増大と共に階
段状に下降するのが普通である。

いずれにしても、何らの対策もない電子装置（第１１図
）からの放射ノイズ電界強度はスレフショルドレベルを
超えてしまう。

第６図は第１図における■．■，■・・・の各点におけ
る電流波形を示す図であり、既述の第４図と対応する。

第４図と同様、相互の波形は上下にずらして示す。この
図に示すとおり、クロック源１３からのクロフク信号Ｃ
Ｋは各ボード１１相互間でわずかずつタイミングをずら
して供給される。

この結果、クロック源１３からのクロック信号ＣＫは著
しく小さいものとなる。

第７図は第１図における■点の電流波形を示すもかなり
抑圧されることになる。

第８図は本発明を適用した場合の放射ノイズ電界強度と
周波数の関係を示す図であり、既述の第５図に対応する
。第５図の場合に比して放射ノイズ電界強度は著しく低
減される。

上記の方法を実施する回路は既述の第２図に示されてお
り、クロックｉｆ！Ｘ１３からのクロンク信号ＣＫは、
第１段のボードｌ１から第２段のボードｌ１へ、第２段
のボード１１から第３段のボード１１へと次々に転送さ
れる。この転送はクロック分配線１７によってなされる
が、このとき各ボード１１では前段からの受信クロック
信号ＣＫに対し遅延部１６にて遅延を与え、第６図に示
す供給タイミングのずれを生じさせる。

〔実施例〕

第９図は本発明に基づく電子装置の一実施例を示す図で
あり、分配部ｌ５はクロックレシーバ２５として示す。

そのファンアウト数は少なくとも２とする。さらに遅延
部１６はクロックドライバ２６で実現する。一般にＩＣ
内のゲートは、そこを通過する信号に必ず遅延を生じさ
せるので、この遅延を積極的に利用したものである。又
、クロックドライバ２６は増幅機能があるから、次段の
ボード１１へ転送するのに十分なレベルにクロック信号
レベルを引き上げることができる。次段のボード１１へ
クロック信号ＣＫを転送するために複数本の分配線１７
が導入されるが、これらはマザーボード１４上の空きス
ペースを利用して布線するのが便利である。なお、点ｖ
Ａ２７はマザーボード１４に対し、各ドーターボードｌ
１を差し込むためのコネクタを表している。

第９図によれば、クロックレシーバ２５およびクロック
ドライバ２６が新たに必要とされるが、各クロックレシ
ーバ２５は、第６図に示す小信号レベルのクロック信号
ＣＫを受信するのみであるから、容量の小さいゲートで
済むし、また、各クロックドライバ２６にしても、次段
のレシーバを１つ駆動するだけであるから容量の小さい
ゲートで済む。一方、第１１図のクロックドライバ１９
は大電流（第３図）を生戒するから極めて大容量のゲー
トが必要となるが、本発明のもとてのクロックドライバ
ｌ９は小信号レベルのクロック信号ＣＫ（第７図〉を生
或すれば良く、クロンク源１３は小形化が可能である。

本発明を適用するに際し、ボードｌ１の枚数が少ないと
きは余り問題とはならないが、例えばボード１１が数１
０枚に及ぶときは、第１段のボード１１上のクロック信
号ＣＫと最終段のボード１１上のクロック信号ＣＫとの
間に許容できないクロック信号のずれが生じ得る。した
がって、逆に言えば、電子装置の動作上、第１段のボー
ドｌｌ上のクロフク信号と最終段のボード１１上のクロ
ック信号との間のずれが、許容できるずれの範囲内にあ
るように、いもづる式に接続するボードの枚数を制限す
る必要がある。

第１０図は本発明に係る回路の変形例を示す図であり、
ボードの枚数が極めて多くなる場合には、ボードを２以
上の群（図では２分割〉に分割する。

このようにすればボード１１−１（クロック信号ＣＫ１
）から１１−ｎ（クロフク信号ＣＫｎ）までをいもつる
式につないだときに生ずるずれ（ＣＫＩ−ＣＫｎ）を、
約半分にすることができる。すなわち最大のずれは、（
ＣＫＩ−ＣＫｋ）または（ＣＫ　（ｋ　＋　１）　−　
ＣＫｎ）のいずれか大きい方で定まるが、いずれにして
も上記のずれ（ＣＫＩ　−　ＣＫｎ）に比べれば半滅す
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、電子装置全体とし
て見たときにクロック信号ＣＫは平均化されて発生して
おり、したがって、大電流のクロフク信号は存在しなく
なる。このため放射ノイズ

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の原理を図解的に示す図、第２図
は本発明の方法を実施する回路の原理構戒を示す図、 第３図は第１１図におけるの点の電流波形を示す図、 第４図は第１１図の■，■．■等の点での電流波形を示
す図、 第５図は放射ノイズの電界強度と周波数の関係を示す図
、 第６図は第１図における■．■，■・・・の各点におけ
る電流波形を示す図、 第７図は第１図における■点の電流波形を示す図、 第８図は本発明を適用した場合の放射ノイズ電界強度と
周波数の関係を示す図、 第９図は本発明に基づく電子装置の一実施例を示す図、 第１０図は本発明に係る回路の変形例を示す図、第１１
図は本発明が適用される電子装置の一例を示す図である
。 図において、 １１・・・ボード、 １２・・・半導体集積回路部品、 １３・・・クロック源、　　ｌ５・・・分配部、１６・
・・遅延部、　　　１７・・・クロック分配線、ＧＫ・
・・クロック信号。 本発明の方法の原理を図解的に示す図 第１図 １１・・・ボード １２・・・半導体集積回路部品 χ 第１１図におけ歌う点の電流波形を示す図第３図 本発明の方法を実施する装置の原理構成を示す図基２呂 １７・・・クＯツク分配線 放射ノイズの電界強度と周波数の関係を示す図即 一一ク ６ 同 虜−１ 尤 第１図におけＣ点の電流波形を示す図 本発明を適用した場合の放射ノイズ 電界強度と周波数の関係を示す図 票８ ８ 本発明に係る回路の変形例を示す図 弟１０図 本発明に基ブ〈電予装置の一実施例を示す図第９図 本発明が適用される電子装置の一例を示す図第１１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．各々が半導体集積回路部品（１２）を搭載する複数
   のボード（１１）と、各該ボード（１１）にクロック信
   号（ＣＫ）を供給するクロック源（１３）とを有する電
   子装置から発生する放射ノイズを抑制するための方法で
   あって、 前記クロック源（１３）から前記クロック信号（ＣＫ）
   を供給するタイミングを、各前記ボード（１１）毎に相
   互にずらすことを特徴とする放射ノイズ抑制方法。
2. ２．各々が半導体集積回路部品（１２）を搭載する複数
   のボード（１１）と、各該ボード（１１）にクロック信
   号（ＣＫ）を供給するクロック源（１３）とを有する電
   子装置から発生する放射ノイズを抑制するための回路で
   あって、 各該ボード（１１）毎に設けられ、供給された前記クロ
   ック信号（ＣＫ）を少なくとも２分岐する分配部（１５
   ）と、 該分配部（１５）から分岐された前記クロック信号（Ｃ
   Ｋ）の１つに遅延を加える遅延部（１６）と、各前記ボ
   ード（１１）相互間において、前段側の該ボード（１１
   ）における前記遅延部（１６）からの前記クロック信号
   （ＣＫ）を、次段側の該ボード（１１）における前記分
   配部（１５）に供給するクロック分配線（１７）とを具
   備し、初段の前記ボード（１１）における前記分配部（
   １５）には前記クロック源（１３）から前記クロック信
   号（ＣＫ）を供給することを特徴とする放射ノイズ抑制
   回路。