JPH0625028Y2 - 高周波雑音防止用プリント板 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は高周波雑音防止用プリント板、特に自身搭載
した高周波電流発生源からの高周波ノイズの発生防止と
外部からの高周波ノイズの受信を防止可能とした高周波
雑音防止用プリント板に関する。

［従来の技術］ 近年、自動車にはマイクロコンピュータを搭載した電子
機器の増大により、クロックパルスやパワートランジス
タのスイッチング信号から発生する高周波ノイズ電流成
分が電子機器筐体やワイヤハーネスから誘導，輻射し、
他の電子機器や無線装置、例えばＦＭラジオ、無線機、
ＴＶ、自動車電話等に悪影響を与え、ラジオ雑音を生じ
たり装置を誤動作させたり、あるいは機能が停止したり
するという問題が生じていた。

従来、このようなマイクロコンピュータからのクロック
ノイズ対策として、コンデンサや抵抗による素子フィル
ター、あるいはクロックパルスの立上り、立下りをなま
すことにより、ノイズの発生を防止するという方法が用
いられていた。

また、車両用ワイヤハーネスに重畳する高周波雑音を抑
制する対策として、本件出願人の出願に係る特公昭５７
−５９９６２号公報や特開昭５２−１４７６２２号公報
記載の技術が提案されている。

すなわち、車両用デフォガ熱線やワイヤハーネス等のノ
イズワイヤに沿ってλ／４（λはノイズ電流の伝搬波
長）のノイズトラップワイヤを設け、ノイズワイヤの途
中で高周波ノイズ電流を極めて小さい値に制御すること
によって、他のワイヤへのノイズの影響を減少させるよ
うにしたものである。

この従来技術のうち、例えば特公昭５７−５９９６２号
公報によれば、第５図に示されるように車載バッテリと
デフォガ熱線３０とを接続するノイズワイヤ３２には、
その全長にわたって、ノイズ電流ｉが生じており、ノイ
ズ電流ｉの重畳しているノイズワイヤ３２に第１の低イ
ンピーダンス分岐路３４を接続して高周波ノイズ電流に
よる定在波を強制的に形成させ、この定在波の節に相当
する位置に第２の低インピーダンス分岐路３６を接続し
て、ノイズ源となる高周波ノイズ電流が電子装置付近に
伸びる他のワイヤまで伝搬しないようにしたものであ
る。そして、これらのノイズトラップワイヤ３４，３６
はノイズワイヤ３２に沿ってテーピングされ、ノイズ電
流強度を他のワイヤに影響を与えない程度にまで低減す
ることができる。

［考案が解決しようとする問題点］ 従来の問題点 しかしながら、前述した素子フィルタ等によるクロック
ノイズ対策によるといずれも実装上や制御上の限界があ
り、また、ノイズトラップワイヤによれば、ワイヤハー
ネスの本数も多いためこれら各本毎にノイズトラップワ
イヤをテーピングするのは、工数が増大するという問題
があった。

以上の理由から、今日、車載電子機器に設けられたマイ
クロコンピュータ等の電子回路が、放送局や高出力無線
機等による外部からの強電磁界の影響を受けないように
するニーズが高まっており、このため、車載電機機器の
プリント板にコンパクトにノイズ防止装置を実現したい
という要望が高まっていた。

しかし、現在のところプリント板の回路配線パターンに
着目した高周波ノイズ防止に関する技術は未だ提案され
ていなかった。

考案の目的 この考案は係る問題点を解決するためになされたもの
で、プリント基板に低インピーダンスのノイズトラップ
パターンを形成するとともに、該ノイズトラップパター
ンと同一平面上に隣接してアースパターンを形成し、こ
れによって高周波ノイズによる影響を防止するようにし
たプリント板の提供を目的とする。

［問題点を解決するための手段及び作用］ 前記目的を達成するために、本考案は各種電子部品が実
装されるプリント基板の回路配線パターン側端子に一端
が接続され他端が開放されてその長さが λ／４＋λ／２×ｎ （λはノイズ電流の伝搬波長，ｎ＝０，１，２，…） である低インピーダンスのノイズトラップパターンを形
成するとともに、該ノイズトラップパターンと同一平面
上に隣接してアースパターンを形成し、高周波ノイズに
よる影響を防止するようにしたことを特徴とする。

前記構成により、マイクロコンピュータから発せられる
クロックパルスに含まれる高周波成分は、電子機器筐体
やワイヤハーネスから誘導，輻射され、ＦＭラジオ，Ｔ
Ｖ，自動車電話等の無線機に妨害を与えるおそれがある
が、回路配線パターンと同一平面上に隣接して形成した
高周波ノイズトラップパターンにより、波長がλ／４で
共振する周波数領域を選択的にノイズトラップパターン
側に引き込み、高周波ノイズをトラップすることができ
る。

すなわち、ノイズトラップパターンの引出し点では高周
波電流の定在波の腹が形成され、ノイズトラップパター
ンと同一平面上に隣接して形成されたアースパターンと
の静電結合によりノイズが吸収され、高周波ノイズの防
止と電子回路素子への逆誘導を防止することができる。

［実施例］ 以下、図面に基づき本考案の好適な実施例を説明する。

第１図（ａ），（ｂ）には本考案に係る高周波雑音防止
用プリント板の実施例が示されている。同図において、
マイクロコンピュータ１０等の電子部品や外部との接続
を行うコネクタ１２が実装されたプリント基板１４が導
電性のケース１６内に収容されており、このケース１６
はアース接続（１８）されている。

ここで本考案の特徴的なことは、各種電子部品が実装さ
れるプリント基板の回路配線パターン側端子に一端が接
続され他端が開放されてその長さが λ／４＋λ／２×ｎ （λはノイズ電流の伝搬波長，ｎ＝０，１，２，…） である低インピーダンスのノイズトラップパターンを形
成するとともに、該ノイズトラップパターンと同一平面
上に隣接してアースパターンが形成されていることであ
る。

すなわち、本実施例において、マイクロコンピュータ１
０のクロツク端子１０−１とコネクタ１２の端子１２−
１とが回路配線パターン２０によって接続されており、
この回路配線パターン２０と同一平面上に隣接して低イ
ンピーダンスのノイズトラップパターン２２が形成され
ている。このノイズトラップパターン２２は、回路配線
パターン２０と同様の銅箔等にて形成され、一端が前記
コネクタ端子１２−１に接続されるとともに他端が開放
されていて、その長さはノイズ電流の伝搬波長をλとし
た場合に λ／４＋λ／２×ｎ （λはノイズ電流の伝搬波長，ｎ＝０，１，２，…） となっている。

このようにノイズトラップパターン２２を形成した場
合、ノイズトラップパターン２２の引出し部において、
ノイズトラップパターン２２側とコネクタ１２を含むワ
イヤハーネス側のインピーダンスとを比較してみると、
ワイヤハーネス側のインピーダンスは極めて大きい反
面、ノイズトラップパターン２２側のインピーダンスは
極めて小さいので、高周波電流は大部分ノイズトラップ
パターン側に流れ、ワイヤハーネス側にはほとんど流れ
ことなく、例えば自身搭載したマイクロコンピュータ等
のクロックパルス信号に含まれる高周波クロックノイズ
の外部への発生が有効に防止される。

このノイズトラップパターン２２の長さは、ｎ＝０の時
のλ／４の長さが実用的であり、例えば76〜90MHzのＦ
Ｍ帯で75cm、200MHzのＴＶ帯で30cm、430MHzのアマチュ
ア無線帯で15cm、800MHzの自動車電話の場合7.5cm程度
となる。

また、本考案においては、このノイズトラップパターン
２２と同一平面上に隣接してアースパターン２４が形成
されていることを特徴とする。

すなわち、マイクロコンピュータ１０からのクロックノ
イズ等は、ノイズトラップパターン２２により高周波ノ
イズがトラップされ、その引出し点であるコネクタ端子
１２−１では高周波電流の定在波の腹が形成され、ノイ
ズトラップパターン２２と同一平面上に隣接して形成さ
れたアースパターン２４との静電結合により高周波ノイ
ズが吸収される。

従って、第１図（ｂ）のように定在波の腹に近い引出点
（１２−１）付近において、ケーブル２６によりアース
パターン２４をアース接続すればフィルタ効果が極めて
大きくなる。このアースパターン２４とノイズトラップ
パターン２２との間の隙間は小さいほど静電結合が強
く、ノイズ防止効果も大きくなるため実用上は0.1〜５m
mの間隙で形成される。

また、高周波電流の表皮効果によってノイズ電流はもっ
ぱら表面に集中して流れるため、前記ノイズパターン２
２とアースパターン２４の膜厚は、通常の回路配線パタ
ーン２０の銅箔厚さ（例えば25μｍ）で充分であるが、
アースパターン２４の幅は大きいほどフィルタ効果が良
いことが知られている。

なお、本実施例における導電性ケース１６がプラスチッ
ク等の非導電材である時は、特にノイズトラップパター
ン２２と同一平面上に隣接してアースパターン２４を形
成することで極めて有効なフィルタリング作用が行われ
る。

以上説明したように、マイクロコンピュータから発せら
れるクロックパルス等による高周波成分は、通常回路配
線パターンを通してコネクタ端子からワイヤハーネスを
伝わり、外部に出てＦＭラジオ、ＴＶ、自動車電話等の
無線機に妨害を与えるおそれがあるが、本実施例によれ
ば、コネクタ端子１２−１に接続されたノイズトラップ
パターン２２により、λ／４にて共振する周波数領域を
選択的にノイズトラップパターン２２側に引き込み、更
にアースパターン２４との静電結合により雑音の防止が
図られることとなる。

すなわち、本考案の実施例によれば、アースパターン２
４によってノイズトラップパターン２２にトラップされ
た高周波ノイズの外部への二次幅射を抑え、容量結合に
より低インピーダンスのアースパターン２４にてプロテ
クトすることができるため、第２図に示されるように、
従来のプリント板に比べて３〜13dBほどフィルタ効果が
増し、ノイズレベルを一層低減することができる。

また、自身プリント板に搭載したＥＣＵ（Electronic C
ontrol Unit）などの高周波電流発生源から、外部への
高周波ノイズの発生を防止することができるのみなら
ず、外部からのＥＭＩ（Electro Magnetic I nterferec
eの略であって自動車雑音と放送波による外来雑音が含
まれる）に対しても効果がある。

さらに、本考案の実施例によれば、プリント基板の製造
工程で、通常の回路配線パターンと同様にかつ任意にノ
イズトラップパターンとアースパターンを形成すること
ができ、従来用いられていた回路素子にる雑音防止フィ
ルタ等を不要として、低コストで実用的な高周波ノイズ
防止を行うことができる。

第３図には、ノイズトラップパターンの周囲にアースパ
ターンを形成した実施例が示されている。

すなわち、ノイズトラップパターン１２２を取り囲むよ
うに該ノイズトラップパターン１２２の周囲にアースパ
ターン１２４が形成され、このアースパターン１２４は
ケーブル１２６にて接地されている。

この実施例によれば、第１図実施例に比較しさらにシー
ルド効果を２〜3dB向上させることができる。

第４図には、コネクタ端子に沿ってノイズトラップパタ
ーンとアースパターンを形成した実施例が示されてい
る。

すなわち、コネクタ１１２の各端子１１２−１に沿って
ノイズトラップパターン２２２が形成されているととも
に、コネクタ端子２２４とノイズトラップパターン２２
２との間にアースパターン１２４が形成されている。

この実施例によれば、例えばマイクロコンピュータのク
ロック端子に接続されたコネクタ端子１１２−１以外の
他のコネクタ端子１１２−２，〜１１２−５への高周波
ノイズの二次結合を、アースパターン２２４にて防止す
ることができ、第１実施例に比較し全体としてフィルタ
効果が４〜5dB向上することになる。

［考案の効果］ この考案は以上説明したとおり、プリント基板に低イン
ピーダンスのノイズトラップパターンを形成するととも
に、該ノイズトラップパターンと同一平面上に隣接して
アースパターンを形成したことにより、回路素子により
雑音防止フィルタ等を用いることなく高周波雑音を有効
に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る高周波雑音防止用プリント板の実
施例説明図、 第２図は本考案の実施例によるフィルタ効果を示す図、 第３図はノイズトラップパターンの周囲にアースパター
ンを形成した実施例を示す図、 第４図はコネクタ端子に沿ってノイズトラップパターン
とアースパターンを形成した実施例を示す図、 第５図は車両用ワイヤハーネスに重畳する高周波雑音を
防止する従来例を示す図である。 １０…マイクロコンピュータ １２…コネクタ １４…プリント基板 １６…導電性ケース ２０…回路配線パターン ２２，１２２，２２２…ノイズトラップパターン ２４，１２４，２２４…アースパターン

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】各種電子部品が実装されるプリント基板の
   回路配線パターン側端子に一端が接続され他端が開放さ
   れてその長さが、 λ／４＋λ／２×ｎ （λはノイズ電流の伝搬波長，ｎ＝０，１，２，…） である低インピーダンスのノイズトラップパターンを形
   成するとともに、該ノイズトラップパターンと同一平面
   上に隣接してアースパターンを形成したことを特徴とす
   る高周波雑音防止用プリント板。