JPH0575370A

JPH0575370A - 電気回路からの電気的干渉を抑圧する方法及び装置

Info

Publication number: JPH0575370A
Application number: JP3065351A
Authority: JP
Inventors: Philip A Herman; フイリツプ・アーサー・ハーマン; William F Mccarthy; ウイリアム・フレデリツク・マツカーシー
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1990-05-04
Filing date: 1991-03-07
Publication date: 1993-03-26
Also published as: EP0454992A2; EP0454992A3; US5063362A

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明の目的は、電子回路からの電気的な干
渉を抑圧する方法及び装置を提供することにある。【構成】電子回路で電気的な干渉を放射しているノード
又は位置を見つけ、該電気的な干渉を抑圧すめために、
該放射されている周波数で共振する伝送線路として設計
されたスタブ部材が該ノードに結合される。電気的に互
いに絶縁されている２つの位置の間で抑圧する場合に
は、平衡線路を使用することができる。基本周波数の偶
数高調波に同調されたもう１つの並列スタブは該電気的
な干渉の基本的な周波数の偶数及び奇数高調波の両方の
抑圧に使用できる。並列スタブは多重極フィルタにおけ
るようにヌルを広げるためにも使用できる。可変キャパ
シタのような同調素子は抑圧すべき正確な周波数に同調
するスタブ部材とともに用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子回路から放射される
電磁波の干渉（ＥＭＩ）の抑圧に関し、より詳しくは電
子回路からの電気的干渉を抑圧するための固有の伝送線
路（ライン）の使用に関する。

【０００２】

【従来の技術】メインフレーム・コンピュータ・システ
ムのような大規模の電子システムには基本クロック周波
数及びその高調波に関し多くのＥＭＩ問題がある。この
放射の源は直接には該大規模システムの回路モジュール
に生じたデルタＩ切換え電流であるが、ある形式のアン
テナに結合されるまでは、ノイズ（雑音）は殆ど問題に
なっていない。大規模システムの場合には、該アンテナ
はＤＣ（直流）電力を回路モジュール基板に結合するた
めに使用されるバス・バー(bus bar) である。いったん
基板上にノイズが生じると、該ノイズはバス・バー上を
伝播して放射したり近くにあるケーブルに結合したりす
る。そしてノイズは該コンピュータのフレームの下部か
ら出るケーブルにより該コンピュータ・システムのキャ
ビネット又はボックスから出ることがある。

【０００３】このノイズを最小にするために、コンピュ
ータ・フレームにある出口の穴にカバーをし、ノイズが
生じる場所からケーブルを移動し、且つ使用可能ならば
導電性のあるペイント、ガスケット及びグロメットを使
用する等の種々の手法が試行されている。減結合セラミ
ック・キャパシタはバス・バーと回路モジュール基板が
結合する場所にも取付けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は電子回
路のノードに接続された、抑圧すべき干渉周波数の共振
伝送線路を用いて該電子回路のノードからの電気的な干
渉の抑圧を可能にすることである。

【０００５】更に本発明の目的は開放された共振伝送線
路を用いて電子回路のノードからの電気的な干渉の抑圧
を可能にすることである。

【０００６】更に本発明の目的は短絡された共振伝送線
路を用いて電子回路のノードからの電気的な干渉を抑圧
する装置を提供することである。

【０００７】更に本発明の目的は抑圧すべき周波数帯を
与える異なる周波数に各々が同調された複数の共振伝送
線路を提供することである。

【０００８】更に本発明の目的は伝送線路の共振周波数
に同調する同調素子を含む共振伝送線路を用いて電子回
路のノードからの電気的な干渉の抑圧を可能にすること
である。

【０００９】更に本発明の目的は可変キャパシタの同調
素子を有する共振伝送線路を用いて電気的な干渉の抑圧
を可能にすることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明では、抑圧すべき
ノイズ周波数の共振伝送線路が設計されて特定の位置に
接続され、当該位置で抑圧すべき放射のインピーダンス
を低くする。特定の位置には回路モジュール、又は抑圧
すべきノイズ周波数を有するカード又は基板上の回路中
の任意の位置に接続される電力バスを含むことがある。
もし該選択された位置が、短絡伝送線路が使用できない
ＤＣ電力分配システム内にあれば、開放伝送線路が用い
られる。線路の終端から１／４波長の奇数倍の長さを持
つ開放伝送線路は低いインピーダンスを生じ、当該１／
４波長で共振する奇数高調波周波数の短絡回路を作る。

【００１１】低いインピーダンスは該伝送線路が接続さ
れる位置で作られているから、任意の数の伝送線路スタ
ブは相互作用なしに並列に接続できる。もし現に抑圧す
べき周波数が幾つかあれば、所望しない周波数を排除す
る伝送線路を選択できる。ディジタル速度で切換わる１
つの基本クロック周波数については、１つの最も低い周
波数、基本周波数が優勢になる傾向があり、当該周波数
の全ての高調波が存在する。基本周波数に同調された共
振伝送線路は第１、第２、第３及びより高次の全ての奇
数高調波を抑圧する。第２の高調波に同調された第２の
共振伝送線路は第２、第６、第１０及びその他の奇数倍
の偶数高調波を抑圧する。該選択された位置がカード又
は基板上の回路にあるノードの場合、該共振伝送線路は
短絡された伝送線路である。

【００１２】

【実施例】本発明の伝送線路は同軸、平衡２線式等の任
意の形式をとることができる。該伝送線路は接地面上の
裸線又は平衡２線式給電線のような裸線で形成できる。
もし干渉を抑圧すべき位置が接地即ち信号基準面を基準
とするならば、本明細書に示すような普通の同軸伝送線
路を用いることができる。もし最も近いフレーム即ち基
準面に関してどちらも浮遊している２つの位置の間で抑
圧が行われるならば、損失即ち伝送スタブ自身からの放
射が小さくなるように、シールドされた平衡線路が用い
られる。

【００１３】伝送線路で作られた低インピーダンスは非
常に高いＱの特定周波数で共振するが、組立られたアセ
ンブリの物理的な変化に現われる周波数感度がありう
る。低いインピーダンスが作られるから、追加の並列ス
タブが用いられ、多重極(multi-pole)フィルタにおける
ようにナルを広げることができる。

【００１４】伝送線路のインピーダンスは、該線路の他
の端で、開放回路が、該線路の特性インピーダンスが該
作られた低インピーダンスと該線路の遠端にある該開放
回路の間の幾何学的な手段であるかのように、いかに良
好に反射するかに関係する。このインピーダンスは次の
式で説明される。

【数１】

【００１５】所望されているのはナルで非常に低いイン
ピーダンスを得ることであるから、低い線路インピーダ
ンスが用いられる。

【００１６】減衰、即ち線路損失は一般に直列抵抗によ
って左右される。減衰係数は次の式によって近似値が得
られる。

【数２】

【００１７】例えば、低い線路インピーダンスは該線路
上のより大きい容量を用いて作る。この容量の増加も容
量の平方根を係数として該線路上の伝播時間を増し、そ
れによって１／４波長を得るために必要な寸法を縮め
る。

【００１８】図１は複数の回路モジュール１１、１２及
び１３が取付けられているフレーム１０の透視図であ
る。回路モジュール１１、１２及び１３はエッジ・アセ
ンブリ１５によりバス・バー１６、１７、１８及び１９
に結合される。バス・バー１６〜１９はそれらが所定の
位置に固定され且つ電気的に互いに絶縁されるように絶
縁ブラケット部材２０によって所定の位置に保持され
る。スタブ部材２２、２４及び２６は開放共振伝送線路
である。これらはバス・バーの間に取付けられ、スタブ
２２、２４及び２６の共振周波数で、これらの周波数の
電気的な干渉を抑圧するためにバス・バーにヌル(null)
を提供する。スタブ２２はブラケット部材３０に結合さ
れ、ブラケット部材３０はスタブ２２の開放伝送線路と
バス・バー１６及び１７の間の接続を可能にする。同様
に、スタブ２４はブラケット部材３２によってバス・バ
ー１７及び１８の間に接続され、ブラケット部材３４は
バス・バー１８及び１９の間にスタブ部材２６を接続さ
せる。エッジ・アセンブリ１５によるバス・バー１６〜
１９と回路モジュール１１〜１３の回路の間の実際の結
合は当業者にはよく知られており且つそれらは本発明の
範囲ではないので、これ以上の説明は省略する。

【００１９】図２は、例えば、回路モジュール１１及び
１３の１つに存在することがある回路基板３６の透視図
である。回路基板３６は一般にクロック回路３８を含
む。クロック回路３８の切換え周波数による電気的な干
渉が回路基板３６の回路３９から放射される。本発明で
は、望ましくない電気的な干渉を生じる回路３９のノー
ド４０があり且つスタブ４２が該望ましくない電気的な
干渉を抑圧するためにノード４０に結合される。図２の
場合、スタブ４２は短絡された伝送線路を用いることが
ある、即ち、スタブ４２にある第１の導体はノード４０
に結合され、第２の導体はリード線４３によって４１で
該基板に短絡される。

【００２０】図３は図１のスタブ２２の１つを示す。ス
タブ２２は開放伝送線路である。それは、例えば、バス
・バー１６に結合されるブラケット３０ａに中心導体が
リード線４５によって接続され、且つリード線４６によ
って同軸シールドがもう１つのブラケット３０ｂに、そ
して更にバス・バー１７に接続される同軸ケーブルかも
知れない。図３に示すように、ブラケット３０ａ及び３
０ｂは、バス・バー１６及び１７がそれぞれの電位を維
持するように電気的に互いに絶縁されている。図４は図
３のスタブ２２の概略を示す。インダクタンス４７はブ
ラケット３０ａ及びリード線４５のインダクタンスを表
わし、インダクタンス４８はブラケット３０ｂ及びリー
ド線４６のインダクタンスを表わす。可変キャパシタ４
９はスタブ２２の遠端、即ちブラケット部材３０に結合
されるスタブの反対の端に取付けられることがある。ス
タブ２２の開放伝送線路が共振する正確な周波数に同調
するように可変キャパシタ４９が用いられ、それによっ
て、抑圧すべき電気的な干渉の周波数に同調することが
できる。

【００２１】図５は図２のスタブ４２の端とノード４０
を接続する可変キャパシタ５０を示す。この構成は該ス
タブの伝送線路が短絡伝送線路であるときに使用でき
る。同軸ケーブルを用いる場合に、中心導体は同軸シー
ルドに短絡され、同軸シールドはリード線４３により４
１で回路基板に短絡される。

【００２２】図６はバス・バー１６及び１７の間に結合
された伝送線路スタブ２２の１つ、及びリード線６２及
び６４によってバス・バー１６及び１７の間にも結合さ
れたもう１つのスタブ６０を示す。スタブ６０はスタブ
２２の基本周波数の偶数高調波を抑圧するように同調さ
れる、即ち多重極フィルタの方法で抑圧帯を提供するよ
うに同調されることがある。

【００２３】図７は伝送線路が基本周波数に同調される
ときの電気的な干渉の基本周波数及び奇数高調波の抑圧
を示すグラフである。図７で、伝送線路は１００メガヘ
ルツの基本周波数に同調され、そして図示のように、３
００メガヘルツ及び５００メガヘルツの奇数高調波も抑
圧される。

【００２４】図８は、基本周波数に同調された伝送線路
及び該基本周波数の偶数高調波に同調された伝送線路の
２つの伝送線路を用いるときの電気的な干渉の周波数の
抑圧を示すグラフである。図８の場合、基本周波数は１
００メガヘルツである。図示のように、第１の伝送線路
は１００メガヘルツの基本周波数及びその奇数高調波３
００メガヘルツ及び５００メガヘルツを抑圧する。該基
本周波数の偶数高調波に同調された第２の伝送線路は２
００メガヘルツ及び６００メガヘルツの電気的な干渉を
抑圧する。

【００２５】図９は接近した共振周波数を持つ２つの線
路を８０メガヘルツ及び１２５メガヘルツの間の電気的
な干渉帯の抑圧に用いるときの電気的な干渉の抑圧を示
すグラフである。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、電気的な干渉を抑圧す
る方法及び装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】メインフレーム・コンピュータ・システムの回
路モジュールに接続された電力バス・バー及び該バス・
バー間に接続された本発明の共振伝送線路を示す透視図
である。

【図２】印刷回路の１つのノードに接続された共振伝送
線路を有する印刷回路基板の一部の透視図である。

【図３】図１のバス・バーのブラケット間に接続された
本発明の共振伝送線路を示す図である。

【図４】図３の共振伝送線路の末端での同調キャパシタ
の接続を示す図である。

【図５】図２の短絡伝送線路の接続端での同調キャパシ
タの取付けを示す図である。

【図６】図１のバス・バーのブラケット間の共振伝送線
路対の接続を示す図である。

【図７】"１つの共振伝送線路の周波数" 対 "電気的な
干渉の抑圧" のグラフを示す図である。

【図８】抑圧すべき周波数の奇数及び偶数高調波をカバ
ーする並列伝送線路の効果を表わす、"共振伝送線路対
の周波数" 対 "電気的な干渉の抑圧"のグラフを示す図
である。

【図９】干渉周波数帯を抑圧するように同調された "２
重線路抑圧器の周波数" 対 "電気的な干渉の抑圧" のグ
ラフを示す図である。

【符号の説明】

１０フレーム１１回路モジュール１２回路モジュール１３回路モジュール１５エッジ・アセンブリ１６バス・バー１７バス・バー１８バス・バー１９バス・バー２０ブラケット部材２２スタブ部材２４スタブ部材２６スタブ部材３０ブラケット部材３２ブラケット部材３４ブラケット部材３６回路基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ウイリアム・フレデリツク・マツカーシーアメリカ合衆国12590、ニユーヨーク州、ワツピンジヤーズ・フオールス、トアロード 47番地

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子回路のノードからの電気的な干渉を抑
圧するための装置であって、前記装置は抑圧すべき干渉
周波数で共振する伝送線路であるように設計されたスタ
ブ部材、及び前記スタブ部材の１つの端を前記ノードに
取付けるための取付け手段を含む干渉抑圧装置。
【請求項２】請求項１記載の装置であって、前記スタブ
部材は開放伝送線路である干渉抑圧装置。
【請求項３】請求項１記載の装置であって、前記スタブ
部材は短絡伝送線路である干渉抑圧装置。
【請求項４】請求項１記載の装置であって、前記スタブ
部材は複数の線路素子を含み、各線路素子は特定の抑圧
すべき干渉周波数で共振するように設計されている干渉
抑圧装置。
【請求項５】請求項１記載の装置であって、前記スタブ
部材は複数の線路素子を含み、各線路素子は前記線路素
子の累積効果が所望の干渉周波数帯を抑圧するように設
計されている干渉抑圧装置。
【請求項６】請求項１記載の装置であって、形成された
伝送線路が共振する周波数に同調する、前記同調部材に
結合された同調素子を更に含む干渉抑圧装置。
【請求項７】請求項６記載の装置であって、前記同調素
子は可変キャパシタである干渉抑圧装置。
【請求項８】請求項１記載の装置であって、前記取付け
手段は電気的に互いに絶縁されたブラケット部材の対を
含み、且つ前記スタブ部材の該共振伝送線路は、前記ブ
ラケット部材の１つに結合された第１の導体及び前記ブ
ラケット部材の他の１つに結合された第２の導体を有す
る、開放伝送線路である干渉抑圧装置。
【請求項９】請求項８記載の装置であって、更に前記ス
タブ部材の端に着脱される同調部材を含み、前記取付け
手段により前記スタブ部材が前記ノードに取付けられる
干渉抑圧装置。
【請求項１０】請求項９記載の装置であって、前記同調
素子は可変キャパシタである干渉抑圧装置。
【請求項１１】電子回路で干渉を抑圧するための方法で
あって、前記方法は抑圧すべき干渉周波数を有するノー
ドを前記電子回路で見つけるステップ、抑圧すべき干渉周波数で共振する共振伝送線路を設計す
るステップ、及び前記共振伝送線路を前記ノードに結合
するステップを含む干渉抑圧方法。
【請求項１２】ＥＭＩ放射を抑圧する装置であって、互いに電気的に絶縁された別個の電気的な構成要素を持
ち、抑圧すべき放射を発するノードを有する電子回路、
及び前記別個の電気的な構成要素の１つに結合された第
１の導体及び前記別個の電気的な構成要素の他の１つに
結合された第２の導体を有し、共振伝送線路を形成する
スタブ部材を含むＥＭＩ放射抑圧装置。
【請求項１３】請求項１２記載の装置であって、前記ス
タブ部材に結合され、該形成された共振伝送線路が共振
する周波数に同調するための同調部材を更に含むＥＭＩ
放射抑圧装置。
【請求項１４】請求項１３記載の装置であって、前記同
調部材は可変キャパシタであるＥＭＩ放射抑圧装置。
【請求項１５】請求項１４記載の装置であって、前記可
変キャパシタは前記第１及び第２の導体の中間で前記第
１及び第２の導体の端に結合され前記別個の電気的な構
成要素に結合された端から取外されるＥＭＩ放射抑圧装
置。
【請求項１６】電子回路から、特定の周波数を有する放
射を抑圧する方法であって、前記方法は抑圧すべき特定
の周波数の放射を発するノードを見つけるステップ、該抑圧すべき周波数で共振する共振伝送線路を設計する
ステップ、及び前記共振伝送線路の１つの端を前記ノー
ドに取付けるステップを含む放射抑圧方法。