(57)【要約】【課題】プリント配線板の大型化を回避しながら、ＥＭＩを抑制することができるプリント回路板を提供する。【解決手段】プリント回路板１００は、プリント配線板２００と、プリント配線板２００に実装され、デジタル信号を送信する送信回路３００と、を備えている。プリント配線板２００は、送信回路３００に接続され、デジタル信号を伝送する主配線パターン２１０と、一端が主配線パターン２１０に接続された接続端２１、他端が開放された開放端２２である配線パターン２０１とを有する。また、プリント配線板２００は、一端が接地された接地端２３、他端が開放された開放端２４であり、配線パターン２０１の延びる方向に沿って延びて形成された配線パターン２０２を有する。配線パターン２０２は、配線パターン２０２の接地端２３が配線パターン２０１の接続端２１及び開放端２２のうちいずれか一方に近接するように配置されている。【選択図】図１
2014204297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント配線板と、
前記プリント配線板に実装され、デジタル信号を送信する送信回路と、を備え、
前記プリント配線板は、
前記送信回路に接続され、前記デジタル信号を伝送する主配線パターンと、
一端が前記主配線パターンに接続された接続端、他端が開放された開放端である第１配線パターンと、
一端が接地された接地端、他端が開放された開放端であり、前記第１配線パターンの延びる方向に沿って延びて形成された第２配線パターンと、を有し、
前記第２配線パターンは、前記第２配線パターンの接地端が前記第１配線パターンの接続端及び開放端のうちいずれか一方に近接するように配置されていることを特徴とするプリント回路板。
【請求項２】
前記第１配線パターンの接続端から開放端までの電気長が、前記デジタル信号の基本周波数の１／４波長に対して±１０％の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のプリント回路板。
【請求項３】
前記第２配線パターンの接地端から開放端までの電気長が、前記第１配線パターンの１／２の電気長に対して±１．５％の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプリント回路板。
【請求項４】
前記送信回路が、前記デジタル信号として一対の差動信号を送信する差動回路であり、前記差動回路には、前記主配線パターンが一対接続され、
前記一対の主配線パターンのそれぞれに対応して、前記第１配線パターン及び前記第２配線パターンが設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプリント回路板。
【請求項５】
前記第２配線パターンは、前記第１配線パターンの両側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプリント回路板。
【請求項６】
プリント配線板と、
前記プリント配線板に実装され、デジタル信号を送信する送信回路と、を備え、
前記プリント配線板は、
前記送信回路に接続され、前記送信回路に直流電圧を印加する主電源配線パターンと、
一端が前記主電源配線パターンに接続された接続端、他端が開放された開放端である第１電源配線パターンと、
一端が接地された接地端、他端が開放された開放端であり、前記第１電源配線パターンの延びる方向に沿って延びて形成された第２電源配線パターンと、を有し、
前記第２電源配線パターンは、前記第２電源配線パターンの接地端が前記第１電源配線パターンの接続端及び開放端のうちいずれか一方に近接するように配置されていることを特徴とするプリント回路板。
【請求項７】
前記第１電源配線パターンの接続端から開放端までの電気長が、前記デジタル信号の基本周波数の１／４波長に対して±１０％の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項６に記載のプリント回路板。
【請求項８】
前記第２電源配線パターンの接地端から開放端までの電気長が、前記第１電源配線パターンの１／２の電気長に対して±１．５％の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項６又は７に記載のプリント回路板。
【請求項９】
前記第２電源配線パターンは、前記第１電源配線パターンの両側に設けられていることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載のプリント回路板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気・電子機器等に搭載され、デジタル信号を伝送する伝送線路を有するプリント配線板を備えたプリント回路板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のデジタル複合機やデジタルカメラ等の機器では、高速化・高精彩化の要求により大容量のデジタル信号を高速に伝送する必要があるため、少ない伝送線路で高速に大容量のデータを伝送することが可能なシリアル伝送が広く用いられるようになっている。
【０００３】
シリアル伝送方式とは、データやアドレス、制御線といった低速なパラレル信号をシリアル化して伝送線路に差動信号として出力し、送られてきたシリアル信号を受信側でデシリアライズしてパラレル信号に変換するものである。シリアル化したデータ列にクロック信号を埋め込んで伝送し、受信側ではクロックとデータが再生される。
【０００４】
一方、ケーブル等の長い有損失伝送線路上に高速な信号が伝送された場合、信号成分の一部がケーブルをアンテナとして放射され、他の機器の動作に影響を与える恐れがある。そのため、機器からのＥＭＩ（Electromagnetic  interference：不要電磁ノイズ）を抑制する必要がある。
【０００５】
クロック埋め込み型のシリアル伝送では、データと同期クロックが一緒にシリアル化され、ハイレベルとローレベルの論理遷移率が５０％になるように符号化されたデータが伝送される。そのため、伝送されるシリアル信号は、ローレベル又はハイレベルが多ビットで連続することがなく、１ビットを基本周期とした繰り返し波形が支配的に現れることになる。従って、シリアル伝送系からの強いＥＭＩが、シリアル信号の１ビット周期の整数倍で観測される。また、矩形波で伝送されるシリアル信号のスペクトラムは、ｓｉｎｃ関数で表され、１ビット周期の整数倍の周波数にはスペクトラムを持たないことが知られている。つまり、伝送信号のスペクトラムが無い周波数においてＥＭＩが発生することになる。
【０００６】
このＥＭＩの発生を抑制するために、コイル素子やコンデンサ素子等の集中定数素子からなる集中定数回路で構成されたバンドエリミネーションフィルタ又はノッチフィルタを使用することが考えられている（非特許文献１参照）。この非特許文献１の構成では、フィルタを集中定数素子にて構成するため、ＧＨｚ帯のような高周波領域では部品素子値が非常に小さな値となり、標準的な部品では希望する遮断周波数を得にくい。
【０００７】
そこで、従来、分布定数回路にてバンドエリミネーションフィルタを構成したものが知られている（特許文献１参照）。この特許文献１では、基本周波数に対して１／４波長となる電気長のオープンスタブを、ノイズ源となるＬＳＩに接続された線路（この場合電源ライン）に接続し、基本周波数に対する奇数倍の周波数のノイズを減衰させている。また、特許文献１には、基本周波数の偶数倍の周波数、例えば２倍の周波数に対して減衰を与えるために、２倍の周波数に対して１／４波長のオープンスタブをさらに接続することが示唆されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−１６０４２８号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】佐藤利三郎著「伝送回路」コロナ出版（１９６３年６月３０日、Ｐ２７７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１に記載の従来例では、基本周波数に対して電気長が１／４波長となるオープンスタブと、基本周波数の２倍の周波数に対して電気長が１／４波長となるオープンスタブとを配置しているが、スタブ間の距離は規定されていない。
【００１１】
スタブ間の間隔を狭くするほど、スタブ間の相互の電気的な結合が増加するので、基本周波数の２倍の周波数に対しての減衰が得られない、もしくはそれぞれのスタブの共振周波数がずれ、所望の減衰が得られなくなることがある。
【００１２】
したがって、スタブ間の間隔はスタブ間の結合の影響を除去するために、ある程度広くする必要があるが、２つのスタブによって構成されるバンドエリミネーションフィルタの占有領域（面積）が大きくなり、プリント配線板が大型化する問題があった。
【００１３】
そこで、本発明は、プリント配線板の大型化を回避しながら、ＥＭＩを抑制することができるプリント回路板を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のプリント回路板は、プリント配線板と、前記プリント配線板に実装され、デジタル信号を送信する送信回路と、を備え、前記プリント配線板は、前記送信回路に接続され、前記デジタル信号を伝送する主配線パターンと、一端が前記主配線パターンに接続された接続端、他端が開放された開放端である第１配線パターンと、一端が接地された接地端、他端が開放された開放端であり、前記第１配線パターンの延びる方向に沿って延びて形成された第２配線パターンと、を有し、前記第２配線パターンは、前記第２配線パターンの接地端が前記第１配線パターンの接続端及び開放端のうちいずれか一方に近接するように配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、プリント配線板を小型化しながらも、デジタル信号の基本周波数に対する整数倍の周波数の成分を減衰することができ、ＥＭＩを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプリント回路板の概略構成を示す説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るプリント回路板のバンドエリミネーションフィルタの原理を説明するための図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るプリント回路板のシミュレーションモデル及びシミュレーション結果を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るプリント回路板におけるシミュレーション結果を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るプリント回路板の概略構成を示す平面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るプリント回路板のシミュレーションモデル及びシミュレーション結果を示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るプリント回路板の概略構成を示す説明図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係るプリント回路板のバンドエリミネーションフィルタの原理を説明するための図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係るプリント回路板のシミュレーションモデル及びシミュレーション結果を示す図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係るプリント回路板及びシミュレーション結果を示す図である。
【図１１】本発明の第５実施形態に係るプリント回路板の概略構成を示す平面図である。
【図１２】本発明の第６実施形態に係るプリント回路板の概略構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
［第１実施形態］
図１（ａ）は、プリント回路板を示す斜視図、図１（ｂ）は、プリント回路板を示す平面図である。図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すプリント回路板１００は、不図示の電気・電子機器に搭載されている。このプリント回路板１００は、プリント配線板２００と、プリント配線板２００に実装された送信回路３００と、プリント配線板２００に実装されたコネクタ４００と、を備えている。
【００１９】
プリント配線板２００は、多層（本実施形態では２層）構造であり、一方の表層に送信回路３００及びコネクタ４００が実装され、他方の表層に導体のパターンであるグラウンドパターン２３０が配置されている。このグラウンドパターン２３０は、例えば電気・電子機器の不図示の金属筐体等に接地されている。なお、一方の表層において、電源パターン、グラウンドパターン、他の信号パターン等の図示は省略している。
【００２０】
送信回路３００は、シングルエンド方式で所定の伝送レート［ｂｐｓ］のデジタル信号を送信するものであり、例えば半導体パッケージで構成され、送信端子３１を有している。つまり、デジタル信号は、送信端子３１から送信される。
【００２１】
デジタル信号の伝送レートに相当する周波数が基本周波数（繰り返し周波数）［Ｈｚ］であり、例えば、デジタル信号の伝送レートが１［Ｇｂｐｓ］の場合、デジタル信号の基本周波数は１［ＧＨｚ］である。換言すると、基本周波数は、１ビット当たりの周期に対応する周波数である。
【００２２】
コネクタ４００には、不図示の受信回路にデジタル信号を伝送するためのケーブルが接続される。
【００２３】
プリント配線板２００は、デジタル信号の伝送線路となる、導体のパターンで形成された主配線パターン２１０を有し、一端が送信回路３００の送信端子３１に接続され、他端がコネクタ４００の端子４１に接続されている。
【００２４】
送信回路３００から送信されて主配線パターン２１０を伝送するデジタル信号には、データ信号を示す信号成分のほか、送信回路３００で発生するノイズ成分や外部から入力されるノイズ成分が含まれていることがある。信号成分は、基本周波数の整数倍の周波数においてスペクトラムを持たないのに対し、ノイズ成分は、基本周波数の整数倍の周波数において強いピークを持つ。そのため、本実施形態では、プリント配線板２００は、基本周波数の整数倍の周波数の成分を減衰させるバンドエリミネーションフィルタ（以下、単に「フィルタ」という）２２０を備えている。このフィルタ２２０は、プリント配線板２００の導体パターンである配線パターン２０１と配線パターン２０２により形成されており、分布定数回路を構成している。フィルタ２２０は、プリント配線板２００における一方の表層に形成されている。
【００２５】
第１配線パターンである配線パターン２０１は、一端（接続端２１）が主配線パターン２１０に接続されており、他端（開放端２２）が開放されている。また、第２配線パターンである配線パターン２０２は、一端（接地端２３）が接地されており、他端（開放端２４）が開放されており、配線パターン２０１の延びる方向（長手方向）に沿って延びて形成されている。
【００２６】
配線パターン２０２は、配線パターン２０１，２１０と非接触状態であり、配線パターン２０１に対して電気的に結合する距離だけ離間して配置されている。配線パターン２０２の接地端２３は、スルーホール２４０を介してグラウンドパターン２３０に接続されている。
【００２７】
配線パターン２０２は、接地端２３が配線パターン２０１の接続端２１及び開放端２２のうちいずれか一方、本第１実施形態では接続端２１に近接するように配置されている。ここで言う近接とは、配線パターン２０１に配線パターン２０２が電磁結合する間隔範囲であり、一般的には０．１［ｍｍ］から１．０［ｍｍ］間隔程度である。
【００２８】
配線パターン２０１の接続端２１から開放端２２までの配線長は、デジタル信号の基本周波数の奇数倍の周波数に対して電圧の減衰効果のある長さに設定されている。具体的には、配線パターン２０１は、デジタル信号の基本周波数に対する電気長で１／４波長、或いは電圧の減衰効果のある範囲で１／４波長からずれた長さに設定されている。なお、デジタル信号の基本周波数とは、１ビット当たりの周期に対応する周波数であり、デジタル信号から再生したクロック信号周波数で計測することができる。
【００２９】
また、配線パターン２０２の接地端２３（本実施形態ではスルーホール２４０の中心位置）から開放端２４までの配線長は、デジタル信号の基本周波数の偶数倍の周波数に対して電圧の減衰効果のある長さに設定されている。具体的には、配線パターン２０２は、基本周波数に対する電気長で１／８波長、或いは電圧の減衰効果のある範囲で１／８波長からずれた長さに設定されている。
【００３０】
なお、配線パターン２０１，２０２は、直線状の線状パターンに形成されているのが好ましいが、屈曲した形状のパターンであってもよい。
【００３１】
また、主配線パターン２１０と配線パターン２０１との電気的な結合は小さいほどよく、配線パターン２０１は、主配線パターン２１０に対して直交して接続されるのが好ましいが、主配線パターン２１０に対して交差して接続されていればよい。即ち、主配線パターン２１０と配線パターン２０１との交差角度が主配線パターン２１０と配線パターン２０１との電気的な結合の影響が許容される範囲で９０度からずれていてもよい。
【００３２】
また、配線パターン２０１と配線パターン２０２とは、配線パターン２０１と配線パターン２０２との電気的な結合を均一にする観点から、互いに平行であるのが好ましいが、平行な状態から僅かにずれていてもよい。即ち、配線パターン２０１と配線パターン２０２との電気的な結合が十分に得られる範囲であれば平行な状態からずれていてもよい。つまり、配線パターン２０１と配線パターン２０２とが、平行な状態を含む略平行な状態であればよい。
【００３３】
次に、このように構成されたフィルタ２２０の作用について、図２を用いて説明する。なお、以下の説明では、配線パターン２０１は、主配線パターン２１０に対して直交する直線状のパターンであり、配線パターン２０２は、配線パターン２０２の延びる方向が配線パターン２０１に対して平行に形成された直線状のパターンであるとする。配線パターン２０１は、その接続端２１から開放端２２までの配線長が、デジタル信号の基本周波数に対する電気長で、１／４波長（λ／４：λは波長）の線路であるものとする。配線パターン２０２は、その接地端２３から開放端２４までの配線長が、デジタル信号の基本周波数に対する電気長で、１／８波長（λ／８）の線路、つまり、配線パターン２０１の１／２の電気長の線路であるものとする。
【００３４】
図２（ａ）は、プリント回路板に受信回路を付加した構成の模式図である。図２（ｂ）は、デジタル信号の基本周波数の奇数倍の周波数に対する特性を説明するための図、図２（ｃ）は、デジタル信号の基本周波数の偶数倍の周波数に対する特性を説明するための図である。
【００３５】
図２（ａ）に示すように、送信回路３００は、信号源３０１と内部抵抗３０２とで表され、内部抵抗３０２は、主配線パターン２１０と同じインピーダンス値であるとする。また、主配線パターン２１０の他端には、受信回路と等価な負荷抵抗５００が接続されているものとする。
【００３６】
ここでは、デジタル信号の伝送レートが１［Ｇｂｐｓ］、即ち基本周波数が１［ＧＨｚ］としたときを例に説明する。
【００３７】
図２（ｂ）に示すように、基本周波数に対して電気長がλ／４であるオープンスタブである配線パターン２０１上には、奇数倍の周波数の電圧に対して定在波が発生する。基本周波数の信号成分に対しては電圧分布Ｅ１、基本周波数の３倍の信号成分に対しては電圧分布Ｅ３となる。
【００３８】
配線パターン２０１の開放端２２で電圧が最大となり、そこから電気長でλ／４離れた接続端２１においては電圧が最小となる。これは接続端２１において、基本周波数に対するインピーダンスが最小となり、負荷抵抗５００に通過する基本周波数の信号成分が少なくなる。即ち、配線パターン２０１は、主配線パターン２１０を通過するデジタル信号の基本周波数の奇数倍の周波数である１［ＧＨｚ］、３［ＧＨｚ］、５［ＧＨｚ］…の信号成分に対して減衰を与える。
【００３９】
次に、図２（ｃ）に示すように、配線パターン２０１には、基本周波数の２倍の周波数に対し、接続端２１及び開放端２２における電圧が最大となる電圧分布Ｅ２１の定在波が生じる。接続端２１においては、基本周波数の２倍の周波数に対しインピーダンスが最大となる。したがって、配線パターン２０１による２倍の周波数の電圧成分の減衰は極めて小さい。
【００４０】
これに対し、配線パターン２０２には、配線パターン２０１と配線パターン２０２との電気的な結合により、基本周波数の２倍の周波数に対しては、接地端２３において電圧最小で開放端２４において電圧最大となる電圧分布Ｅ２２の定在波が生じる。なお、この電圧分布Ｅ２２は、インピーダンスの分布と同じ波形である。
【００４１】
接地端２３が接続端２１に近接しているので、電圧分布Ｅ２２は、電圧分布Ｅ２１と相反し、接続端２１のインピーダンスを下げるように作用し、基本周波数の偶数倍、特に２倍の周波数の電圧成分に対し減衰を与えるようになる。
【００４２】
これにより、伝送に必要な信号成分（デジタル信号）はほとんど減衰することなく主配線パターン２１０を伝送され、伝送に不要な基本周波数の整数倍の信号成分（ノイズ成分）は、フィルタ２２０により減衰させることができる。したがって、ＥＭＩを抑制することができる。
【００４３】
また、配線パターン２０１と配線パターン２０２とが互いに近接して配置されているので、プリント配線板２００におけるフィルタ２２０の占有領域（占有面積）を小さくすることができ、プリント配線板２００を小型化することができる。
【００４４】
次に、上記構成におけるシミュレーション結果について図３を用いて説明する。ここで、配線パターン２０１の接続端２１に対する配線パターン２０２の接地端２３の長手方向のずれ量（距離）をｄ、配線パターン２０１と配線パターン２０２との長手方向に直交する方向の間隔（距離）をｓとする。図３（ａ）は、プリント回路板に受信回路を付加したシミュレーションモデルを示す図である。図３（ｂ）は、距離ｓを一定とし距離ｄを変更した場合の基本周波数、基本周波数の２倍の周波数、及び基本周波数の３倍の周波数に対する減衰量のシミュレーション結果を示すグラフである。図３（ｃ）は、距離ｄを一定とし距離ｓを変更した場合の基本周波数、基本周波数の２倍の周波数、及び基本周波数の３倍の周波数に対する減衰量のシミュレーション結果を示すグラフである。
【００４５】
シミュレーションはＳＰＩＣＥ系回路解析ツールを用い、図３（ａ）に示す端子（ポート）３１と端子（ポート）４１との間のＳパラメータ（Ｓ２１）について上記３種類の周波数について計算した。
【００４６】
ここで距離ｄは、基本周波数に対する電気角（単位は度）で表している。基本周波数を１［ＧＨｚ］とし、プリント配線板２００の厚みが０．８［ｍｍ］のＦＲ−４基板を使用した場合、電気角１５度は約７［ｍｍ］に相当する。なお、図３（ｂ）のシミュレーション結果を算出したときの配線パターン２０１と配線パターン２０２との距離ｓは０．２［ｍｍ］とした。図３（ｂ）から、距離ｄが電気角で３０度以下であれば、２倍の周波数に対して６［ｄＢ］以上の減衰が得られることがわかった。つまり、距離ｄを小さくするほど、偶数倍（特に２倍）の周波数に対して大きな減衰量が得られることがわかった。更に距離ｄを電気角で３０度以下とすることで、６［ｄＢ］以上の減衰が得られ、より効果的であることがわかった。
【００４７】
また、図３（ｃ）のシミュレーション結果を算出したときの距離ｄは電気角で５度とした。距離ｓが０．５［ｍｍ］以下であれば２倍の周波数に対して６［ｄＢ］以上の減衰が得られることがわかった。つまり、距離ｓを小さくするほど、偶数倍（特に２倍）の周波数に対して大きな減衰量が得られることがわかった。更に距離ｓを０．５［ｍｍ］以下とすることで、６［ｄＢ］以上の減衰が得られ、より効果的であることがわかった。
【００４８】
図４（ａ）は、配線パターン２０１の配線長を、電気長でλ／４からずらした場合に対する基本周波数１［ＧＨｚ］における信号の減衰量のシミュレーション結果を示すグラフである。図４（ｂ）は、配線パターン２０１の配線長を電気長でλ／４とし、配線パターン２０２の配線長を、電気長でλ／８からずらした場合に対する２倍の周波数２［ＧＨｚ］における信号の減衰量のシミュレーション結果を示すグラフである。
【００４９】
図４（ａ）に示すように、配線パターン２０１の接続端２１から開放端２２までの電気長が、デジタル信号の伝送レートに相当する基本周波数の１／４波長に対して±１０％の範囲内である場合に、基本周波数のノイズの減衰量が１０［ｄＢ］以上得られる。つまり、配線パターン２０１の接続端２１から開放端２２までの電気長が１／４波長に対して±１０％の範囲内でずれていても、基本周波数における減衰量が１０［ｄＢ］以上得られる。したがって、配線パターン２０１を電気長で１／４波長の±１０％の範囲に設定することで、より効果的にノイズを低減でき、より効果的にＥＭＩを抑制することができる。
【００５０】
また、図４（ｂ）に示すように、配線パターン２０１の電気長を１／４波長としたとき、配線パターン２０２の電気長が、基本周波数の１／８波長に対して±１．５％の範囲内である場合に、２倍の周波数のノイズの減衰量が６［ｄＢ］以上得られる。つまり、配線パターン２０２の接地端２３から開放端２４までの電気長が、配線パターン２０２の１／２の電気長に対して±１．５％の範囲内でずれていても、２倍の周波数における減衰量が６［ｄＢ］以上得られる。したがって、配線パターン２０２の電気長を、配線パターン２０１の１／２の電気長の±１．５％の範囲に設定することで、より効果的にノイズを低減でき、より効果的にＥＭＩを抑制することができる。
【００５１】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係るプリント回路板について図５を用いて説明する。なお、本第２実施形態において、上記第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。
【００５２】
上記第１実施形態では、第２配線パターンである配線パターン２０２を、配線パターン２０１の片側のみに設けた場合について説明した。本第２実施形態では、プリント回路板１００Ａのプリント配線板２００Ａは、上記第１実施形態のフィルタ２２０とは異なる構成のフィルタ２２０Ａを有している。具体的に説明すると、フィルタ２２０Ａは、上記第１実施形態と同様の構成の配線パターン２０１と、配線パターン２０１の両側に配置された２つの第２配線パターンである配線パターン２０２，２０２とを有している。各配線パターン２０２，２０２は、上記第１実施形態と同様の構成である。
【００５３】
図６（ａ）は、プリント回路板に受信回路を付加した構成の模式図である。図６（ｂ）は、フィルタ２２０Ａにおける２倍の周波数に対する減衰特性を示すグラフである。図６（ｂ）中破線は配線パターン２０２を片側に配置したときで、実線は配線パターン２０２を両側に配置したときの特性である。配線パターン２０１の両側に配線パターン２０２，２０２を配置した場合、片側のときよりも３［ｄＢ］以上大きな減衰が得られている。したがって、上記第１実施形態よりもより効果的に基本周波数に対する偶数倍の周波数の信号成分（ノイズ成分）を減衰させることができ、より効果的にＥＭＩを抑制することができる。
【００５４】
［第３実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係るプリント回路板について図７を用いて説明する。図７（ａ）は、プリント回路板を示す斜視図、図７（ｂ）は、プリント回路板を示す平面図である。なお、本第３実施形態において、上記第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。
【００５５】
本第３実施形態では、プリント回路板１００Ｂのプリント配線板２００Ｂは、バンドエリミネーションフィルタ（フィルタ）２２０Ｂを有している。
【００５６】
このフィルタ２２０Ｂは、上記第１実施形態で説明した第１配線パターンである配線パターン２０１と、上記第１実施形態の配線パターン２０２と配置が異なる第２配線パターンとしての配線パターン２０２Ｂとを有している。
【００５７】
配線パターン２０２Ｂは、一端が接地された接地端２３Ｂであり、他端が開放された開放端２４Ｂであり、配線パターン２０１の延びる方向（長手方向）に沿って延びて形成されている。
【００５８】
配線パターン２０２Ｂは、配線パターン２０１，２１０と非接触状態であり、配線パターン２０１に対して電気的に結合する距離だけ離間して配置されている。配線パターン２０２Ｂの接地端２３Ｂは、スルーホール２４０Ｂを介してグラウンドパターン２３０に接続されている。
【００５９】
配線パターン２０２Ｂは、接地端２３Ｂが配線パターン２０１の接続端２１及び開放端２２のうちいずれか一方、本第３実施形態では開放端２２に近接するように配置されている。
【００６０】
配線パターン２０２Ｂの接地端２３Ｂ（本実施形態ではスルーホール２４０Ｂの中心位置）から開放端２４Ｂまでの配線長は、デジタル信号の基本周波数の偶数倍の周波数に対して電圧の減衰効果のある長さに設定されている。具体的には、配線パターン２０２Ｂは、デジタル信号の基本周波数に対する電気長で１／８波長、或いは電圧の減衰効果のある範囲で１／８波長からずれた長さに設定されている。
【００６１】
なお、配線パターン２０１，２０２Ｂは、直線状の線状パターンに形成されているのが好ましいが、屈曲した形状のパターンであってもよい。
【００６２】
また、配線パターン２０１と配線パターン２０２Ｂとは、配線パターン２０１と配線パターン２０２Ｂとの電気的な結合を均一にする観点から、互いに平行であるのが好ましいが、平行な状態から僅かにずれていてもよい。即ち、配線パターン２０１と配線パターン２０２Ｂとの電気的な結合が十分に得られる範囲であれば平行な状態からずれていてもよい。つまり、配線パターン２０１と配線パターン２０２Ｂとが、平行な状態を含む略平行な状態であればよい。
【００６３】
次に、このように構成されたフィルタ２２０Ｂの作用について、図８を用いて説明する。なお、以下の説明では、配線パターン２０１は、主配線パターン２１０に対して直交する直線状のパターンであり、配線パターン２０２Ｂは、配線パターン２０２Ｂの延びる方向が配線パターン２０１に対して平行に形成された直線状のパターンであるとする。配線パターン２０１は、その接続端２１から開放端２２までの配線長が、デジタル信号の基本周波数に対する電気長で、１／４波長（λ／４）の線路であるものとする。配線パターン２０２Ｂは、その接地端２３Ｂから開放端２４Ｂまでの配線長が、デジタル信号の基本周波数に対する電気長で、１／８波長（λ／８）の線路、つまり、配線パターン２０１の１／２の電気長の線路であるものとする。
【００６４】
図８（ａ）は、プリント回路板に受信回路を付加した構成の模式図である。図８（ｂ）は、デジタル信号の基本周波数の偶数倍の周波数に対する特性を説明するための図である。
【００６５】
図８（ａ）に示すように、送信回路３００は、信号源３０１と内部抵抗３０２とで表され、内部抵抗３０２は、主配線パターン２１０と同じインピーダンス値であるとする。また、主配線パターン２１０の他端には、受信回路と等価な負荷抵抗５００が接続されているものとする。
【００６６】
ここでは、デジタル信号の伝送レートが１［Ｇｂｐｓ］、即ち基本周波数が１［ＧＨｚ］としたときを例に説明する。
【００６７】
図８（ｂ）に示すように、配線パターン２０１には、基本周波数の２倍の周波数に対し、接続端２１及び開放端２２における電圧が最大となる電圧分布Ｅ２１の定在波が生じる。接続端２１においては、基本周波数の２倍の周波数に対しインピーダンスが最大となる。したがって、配線パターン２０１による２倍の周波数の電圧成分の減衰は極めて小さい。
【００６８】
これに対し配線パターン２０２Ｂには、配線パターン２０１と配線パターン２０２Ｂとの電気的な結合により、基本周波数の２倍の周波数に対しては、接地端２３Ｂにおいて電圧最小で開放端２４Ｂにおいて電圧最大となる電圧分布Ｅ２２の定在波が生じる。なお、電圧分布Ｅ２２は、インピーダンスの分布と同じ波形である。
【００６９】
配線パターン２０２Ｂ上の電圧分布Ｅ２２は、配線パターン２０１の開放端２２のインピーダンスを下げるように作用する。即ち、開放端２２の近傍に接地端２３Ｂがあるので、基本周波数の２倍の周波数に対しては、開放端２２が電圧波形の定在波の節（電圧が極小）となるように作用する。その結果、接続端２１のインピーダンスを下げるように作用し、基本周波数の２倍の周波数に対し減衰を与えるようになる。
【００７０】
これにより、伝送に必要な信号成分（デジタル信号）はほとんど減衰することなく主配線パターン２１０を伝送され、伝送に不要な基本周波数の整数倍の信号成分（ノイズ成分）は、フィルタ２２０Ｂにより減衰させることができる。したがって、ＥＭＩを抑制することができる。
【００７１】
また、配線パターン２０１と配線パターン２０２Ｂとが互いに近接して配置されているので、プリント配線板２００Ｂにおけるフィルタ２２０Ｂの占有領域（占有面積）を小さくすることができ、プリント配線板２００Ｂを小型化することができる。
【００７２】
次に、上記構成におけるシミュレーション結果について図９を用いて説明する。ここで、配線パターン２０１の開放端２２に対する配線パターン２０２Ｂの接地端２３Ｂの長手方向のずれ量（距離）をｄ、配線パターン２０１と配線パターン２０２Ｂとの長手方向に直交する方向の間隔（距離）をｓとする。
【００７３】
図９（ａ）は、プリント回路板に受信回路を付加したシミュレーションモデルを示す図である。図９（ｂ）は、距離ｓを一定とし距離ｄを変更した場合の基本周波数、基本周波数の２倍の周波数、及び基本周波数の３倍の周波数に対する減衰量のシミュレーション結果を示すグラフである。
【００７４】
シミュレーションはＳＰＩＣＥ系回路解析ツールを用い、図９（ａ）に示す端子（ポート）３１と端子（ポート）４１との間のＳパラメータ（Ｓ２１）について上記３種類の周波数について計算した。
【００７５】
ここで距離ｄは、基本周波数に対する電気角（単位は度）で表している。図９（ｂ）のシミュレーション結果を算出したときの配線パターン２０１と配線パターン２０２Ｂとの距離ｓは０．２［ｍｍ］とした。図９（ｂ）から、距離ｄが電気角で３０度以下であれば、２倍の周波数に対して６［ｄＢ］以上の減衰が得られることがわかった。つまり、距離ｄを小さくするほど、偶数倍（特に２倍）の周波数に対して大きな減衰量が得られることがわかった。更に距離ｄを電気角で３０度以下とすることで、６［ｄＢ］以上の減衰が得られ、より効果的であることがわかった。
【００７６】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係るプリント回路板について図１０を用いて説明する。図１０（ａ）は、プリント回路板を示す斜視図、図１０（ｂ）は、バンドエリミネーションフィルタにおける２倍の周波数に対する減衰特性を示すグラフである。なお、本第４実施形態において、上記第１〜３実施形態と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。
【００７７】
本第４実施形態では、プリント回路板１００Ｃのプリント配線板２００Ｃは、上記第１〜３実施形態のフィルタとは異なる構成のフィルタ２２０Ｃを有している。
【００７８】
フィルタ２２０Ｃは、上記第１実施形態と同様の構成の配線パターン２０１と、配線パターン２０１の両側に配置された２つの第２配線パターンである配線パターン２０２，２０２Ｂとを有している。つまり、配線パターン２０１の両側に、上記第１実施形態と同様の構成の配線パターン２０２と、上記第３実施形態と同様の構成の配線パターン２０２Ｂとが配置されている。
【００７９】
このように配置されたときの、基本周波数の２倍の周波数に対する減衰特性を、図１０（ｂ）に示す。図１０（ｂ）中破線は、配線パターン２０２のみを結合配置したときの減衰特性であり、実線は配線パターン２０２，２０２Ｂの両方を配線パターン２０１に結合配置したときの減衰特性である。
【００８０】
配線パターン２０１の両側に配線パターン２０２，２０２Ｂを配置した場合、片側のときよりも３［ｄＢ］以上大きな減衰が得られている。したがって、上記第１実施形態よりもより効果的に基本周波数に対する偶数倍の周波数の信号成分（ノイズ成分）を減衰させることができ、より効果的にＥＭＩを抑制することができる。
【００８１】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態に係るプリント回路板について図１１を用いて説明する。上記第１〜第４実施形態では、送信回路３００がシングルエンド方式でデジタル信号を送信する場合について説明したが、本第５実施形態では、送信回路が差動方式でデジタル信号を送信する場合について説明する。
【００８２】
プリント回路板１００Ｄは、プリント配線板２００Ｄと、プリント配線板２００Ｄに実装された送信回路３００Ｄと、プリント配線板２００Ｄに実装されたコネクタ４００Ｄと、を備えている。
【００８３】
プリント配線板２００Ｄは、多層（例えば２層）構造であり、一方の表層に送信回路３００Ｄ及びコネクタ４００Ｄが実装され、他方の表層に導体のパターンであるグラウンドパターン（不図示）が配置されている。このグラウンドパターンは、例えば電気・電子機器の不図示の金属筐体等に接地されている。なお、一方の表層において、電源パターン、グラウンドパターン、他の信号パターン等の図示は省略している。
【００８４】
送信回路３００Ｄは、差動方式で所定の伝送レート［ｂｐｓ］のデジタル信号を送信する差動回路であり、例えば半導体パッケージで構成され、一対の送信端子３１１，３１２を有している。デジタル信号は、一対の差動信号からなり、一対の送信端子３１１，３１２から送信される。
【００８５】
コネクタ４００Ｄには、不図示の受信回路にデジタル信号を伝送するためのケーブルが接続される。
【００８６】
プリント配線板２００Ｄは、デジタル信号の伝送線路となる、導体のパターンで形成された一対の主配線パターン２１０１，２１０２を有している。
【００８７】
主配線パターン２１０１の一端は、送信回路３００Ｄの送信端子３１１に接続され、他端は、コネクタ４００Ｄの端子４１１に接続されている。同様に、主配線パターン２１０２の一端は、送信回路３００Ｄの送信端子３１２に接続され、他端は、コネクタ４００Ｄの端子４１２に接続されている。つまり、送信回路３００Ｄには、主配線パターンが一対接続されている。
【００８８】
本第５実施形態では、プリント配線板２００Ｄは、基本周波数の整数倍の周波数の成分を減衰させる、上記第１実施形態と同様の構成のバンドエリミネーションフィルタ（フィルタ）２２０を一対備えている。即ち、プリント配線板２００Ｄは、一対の主配線パターン２１０１，２１０２のそれぞれに対応して、フィルタ２２０１，２２０２のそれぞれが設けられている。これらフィルタ２２０１，２２０２は、プリント配線板２００Ｄの導体パターンで形成された分布定数回路で構成されている。
【００８９】
即ち、フィルタ２２０１，２２０２は、一端が主配線パターン２１０１，２１０２に接続された接続端２１１，２１２であり、他端が開放された開放端２２１，２２２である第１配線パターンとしての配線パターン２０１１，２０１２を有している。また、フィルタ２２０１，２２０２は、一端が接地された接地端２３１，２３２であり、他端が開放された開放端２４１，２４２である第２配線パターンとしての配線パターン２０２１，２０２２を有している。なお、接地端２３１，２３２は、上記第１実施形態と同様、スルーホールを介して別の層のグラウンドパターン（不図示）に接続されて接地されている。
【００９０】
配線パターン２０２１，２０２２は、接地端２３１，２３２が配線パターン２０１１，２０１２の接続端２１１，２１２及び開放端２２１，２２２のうちいずれか一方、本第５実施形態では接続端２１１，２１２に近接するように配置されている。
【００９１】
ここで、送信回路３００Ｄが出力する差動信号（デジタル信号）は、ノーマルモードの信号であるが、例えば主配線パターン２１０１，２１０２の配線長のアンバランスにより、コモンモードノイズが発生することがある。このコモンモードノイズは、上記第１実施形態で説明したのと同様、デジタル信号の基本周波数の整数倍の周波数で強いピークをもつ。
【００９２】
本第５実施形態では、各主配線パターン２１０１，２１０２に、フィルタ２２０１，２２０２を設けたので、コモンモードノイズが低減され、ＥＭＩを抑制することができる。
【００９３】
なお、本第５実施形態の各フィルタ２２０１，２２０２を、上記第２〜第４実施形態と同様に構成してもよく、その場合もコモンモードノイズが低減され、ＥＭＩを抑制することができる。
【００９４】
［第６実施形態］
次に、本発明の第６実施形態のプリント回路板について図１２を用いて説明する。上記第１〜第５実施形態で説明したノイズは、電源ラインについても発生する可能性がある。上記第１〜第５実施形態では、フィルタをデジタル信号の伝送線路である主配線パターンに適用する場合について説明したが、本第６実施形態では、電源ラインである主電源配線パターンに適用する場合について説明する。
【００９５】
図１２に示すプリント回路板１００Ｅは、不図示の電気・電子機器に搭載されている。このプリント回路板１００Ｅは、プリント配線板２００Ｅと、プリント配線板２００Ｅに実装された送信回路３００Ｅと、プリント配線板２００Ｅに実装された電源回路６００と、を備えている。
【００９６】
プリント配線板２００Ｅは、多層（本実施形態では２層）構造であり、一方の表層に送信回路３００Ｅ及び電源回路６００が実装され、他方の表層に導体のパターンであるグラウンドパターン（不図示）が配置されている。このグラウンドパターンは、例えば電気・電子機器の不図示の金属筐体等に接地されている。なお、一方の表層において、グラウンドパターン、信号パターン等の図示は省略している。
【００９７】
送信回路３００Ｅは、シングルエンド方式（又は差動方式）で所定の伝送レート［ｂｐｓ］のデジタル信号を送信するものであり、例えば半導体パッケージで構成されている。また、送信回路３００Ｅは、直流電圧が印加されて動作するものであり、直流電圧の入力を受ける電源端子３３を有している。電源回路６００は、直流電圧を出力する電源端子６１を有している。
【００９８】
プリント配線板２００Ｅは、直流電圧の電源ラインとなる、導体のパターンで形成された主電源配線パターン７１０を有し、一端が送信回路３００Ｅの電源端子３３に接続され、他端が電源回路６００の電源端子６１に接続されている。
【００９９】
本第６実施形態では、プリント配線板２００Ｅは、基本周波数の整数倍の周波数の成分を減衰させる、上記第１実施形態のフィルタ２２０と同様の構成のバンドエリミネーションフィルタ（以下、単に「フィルタ」という）７２０を備えている。このフィルタ７２０は、プリント配線板２００Ｅの導体パターンで形成された分布定数回路で構成されている。
【０１００】
フィルタ７２０は、一端が主電源配線パターン７１０に接続された接続端７１であり、他端が開放された開放端７２である第１電源配線パターンとしての配線パターン７０１を有する。また、フィルタ７２０は、一端が接地された接地端７３であり、他端が開放された開放端７４であり、配線パターン７０１の延びる方向（長手方向）に沿って延びて形成された第２電源配線パターンとしての配線パターン７０２を有している。
【０１０１】
配線パターン７０２は、配線パターン７０１，７１０と非接触状態であり、配線パターン７０１に対して電気的に結合する距離だけ離間して配置されている。配線パターン７０２の接地端７３は、スルーホール７４０を介して別の層のグラウンドパターン（不図示）に接続されている。
【０１０２】
配線パターン７０２は、接地端７３が配線パターン７０１の接続端７１及び開放端７２のうちいずれか一方、本第６実施形態では接続端７１に近接するように配置されている。
【０１０３】
配線パターン７０１の接続端７１から開放端７２までの配線長は、デジタル信号の基本周波数の奇数倍の周波数に対して電圧の減衰効果のある長さに設定されている。具体的には、配線パターン７０１は、デジタル信号の基本周波数に対する電気長で１／４波長、或いは電圧の減衰効果のある範囲で１／４波長からずれた長さに設定されている。
【０１０４】
また、配線パターン７０２の接地端７３（本実施形態ではスルーホール７４０の中心位置）から開放端７４までの配線長は、デジタル信号の基本周波数の偶数倍の周波数に対して電圧の減衰効果のある長さに設定されている。具体的には、配線パターン７０２は、基本周波数に対する電気長で１／８波長、或いは電圧の減衰効果のある範囲で１／８波長からずれた長さに設定されている。
【０１０５】
なお、配線パターン７０１，７０２は、直線状の線状パターンに形成されているのが好ましいが、屈曲した形状のパターンであってもよい。
【０１０６】
また、主電源配線パターン７１０と配線パターン７０１との電気的な結合は小さいほどよく、配線パターン７０１は、主電源配線パターン７１０に対して直交して接続されるのが好ましいが、主電源配線パターン７１０に対して交差して接続されていればよい。即ち、主電源配線パターン７１０と配線パターン７０１との交差角度が主電源配線パターン７１０と配線パターン７０１との電気的な結合の影響が許容される範囲で９０度からずれていてもよい。
【０１０７】
また、配線パターン７０１と配線パターン７０２とは、配線パターン７０１と配線パターン７０２との電気的な結合を均一にする観点から、互いに平行であるのが好ましいが、平行な状態から僅かにずれていてもよい。即ち、配線パターン７０１と配線パターン７０２との電気的な結合が十分に得られる範囲であれば平行な状態からずれていてもよい。つまり、配線パターン７０１と配線パターン７０２とが、平行な状態を含む略平行な状態であればよい。
【０１０８】
これにより、直流電圧はほとんど減衰することなく主電源配線パターン７１０を介して送信回路３００Ｅに印加され、基本周波数の整数倍のノイズ成分は、フィルタ７２０により減衰させることができ、ＥＭＩを抑制することができる。
【０１０９】
また、配線パターン７０１と配線パターン７０２とが互いに近接して配置されているので、プリント配線板２００Ｅにおけるフィルタ７２０の占有領域（占有面積）を小さくすることができ、プリント配線板２００Ｅを小型化することができる。
【０１１０】
また、上記第１実施形態と同様に、配線パターン７０１の電気長が、デジタル信号の伝送レートに相当する基本周波数の１／４波長に対して±１０％の範囲内である場合に、基本周波数のノイズ成分の減衰量が１０［ｄＢ］以上得られる。つまり、配線パターン７０１の接続端７１から開放端７２までの電気長が１／４波長に対して±１０％の範囲内でずれていても、基本周波数における減衰量が１０［ｄＢ］以上得られる。したがって、配線パターン７０１を電気長で１／４波長の±１０％の範囲に設定することで、より効果的にノイズを低減でき、より効果的にＥＭＩを抑制することができる。
【０１１１】
また、上記第１実施形態と同様に、配線パターン７０１の電気長を１／４波長としたとき、配線パターン７０２の電気長が、基本周波数の１／８波長に対して±１．５％の範囲内である場合に、２倍の周波数のノイズの減衰量が６［ｄＢ］以上得られる。つまり、配線パターン７０２の接地端７３から開放端７４までの電気長が、配線パターン７０２の１／２の電気長に対して±１．５％の範囲内でずれていても、２倍の周波数における減衰量が６［ｄＢ］以上得られる。したがって、配線パターン７０２の電気長を、配線パターン７０１の１／２の電気長の±１．５％の範囲に設定することで、より効果的にノイズを低減でき、より効果的にＥＭＩを抑制することができる。
【０１１２】
なお、フィルタ７２０の構成を、上記第２〜第４実施形態のフィルタ２２０Ａ〜２２０Ｃと同様に構成してもよく、その場合であっても、効果的にノイズを低減でき、効果的にＥＭＩを抑制することができる。
【０１１３】
なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。
【０１１４】
上記第１〜第５実施形態では、受信回路がプリント配線板２００〜２００Ｄとは別に配置される場合について説明したが、これに限定するものではなく、プリント配線板２００〜２００Ｄに受信回路が実装されていてもよい。
【０１１５】
また、上記第６実施形態では、電源回路６００がプリント配線板２００Ｅに実装される場合について説明したが、これに限定するものではなく、プリント配線板２００Ｅに実装したコネクタを介して電源回路に接続するように構成してもよい。
【符号の説明】
【０１１６】
２１…接続端（第１配線パターンの接続端）、２２…開放端（第１配線パターンの開放端）、２３…接地端（第２配線パターンの接地端）、２４…開放端（第２配線パターンの開放端）、１００…プリント回路板、２００…プリント配線板、２０１…配線パターン（第１配線パターン）、２０２…配線パターン（第２配線パターン）、２１０…主配線パターン、３００…送信回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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