(57)【要約】【課題】互いに対向しない位置に信号伝送端子を配した信号伝送装置において、周波数の高低、電流ループの形成にかかわらず、電磁波の放射ノイズを防止する。【解決手段】基板ＰＢの表面には、一対の信号伝送端子ＴＩ、ＴＯを互いに接続する第１の導電パターンＰ１とは異なる第２の導電パターンＰ２を隣接させて平行に形成し、導電パターンＰ１を通じて信号伝送端子ＴＩ、ＴＯの一方側から他方側へ、所定のクロック信号に基づいたデジタル信号を伝送するときには、そのクロック信号と同一の周波数かつ逆位相のクロック信号を、第２の導電パターンＰ２を通じて逆方向から伝送する。【選択図】図１
2006121003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向しない位置に配された、少なくとも一対の信号伝送端子と、これらを接続する第１の導電パターンとを基板の表面に形成し、この基板の裏面には上記導電パターンを含む広がりを有したグランドパターンを形成した信号伝送装置において、
上記基板の表面には、上記第１の導電パターンとは異なる第２の導電パターンを、上記第１の導電パターンに隣接させて平行に形成し、かつ
上記第１の導電パターンを通じて上記一対の信号伝送端子の一方側から他方側へ、所定のクロック信号に基づいたデジタル信号を伝送するときに、そのクロック信号と同一の周波数で、かつ逆位相のクロック信号を、上記第２の導電パターンを通じて逆方向から伝送する構成としていることを特徴とする信号伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル信号を伝送する信号伝送装置、特に、液晶モニター付インターホンなどの装置において、制御部と液晶表示ユニットとを互いに接続するために使用される回路基板などに好適に適用される信号伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、互いに対向しない位置に一対の信号伝送端子を配した、この種の信号伝送装置では、信号伝送端子同士を互いに接続するのに必要な導電パターンを基板の表面に形成し、グランドパターンを裏面全体に形成してシールド効果を持たせるような構成とされていた。
【０００３】
しかし、そのような構成としても、制御部と液晶表示ユニットとの間にパルス電圧を印加してデジタル信号を伝送させた場合に磁気ノイズを発生させ、他の電子部品に影響を与えることがあった。
【０００４】
下記特許文献１には、ノイズ源となる高周波電流自体を抑制することなく、高周波電流によって発生する磁界を抑制し、放射ノイズを軽減するプリント基板のパターン配線方法等が開示されている。
【特許文献１】特開平８−２７４４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような信号伝送装置の磁気ノイズについて、発明者らによる考察を説明する。図３は、従来の信号伝送装置１００の例を模式的に示した図である。
【０００６】
信号伝送装置１００は、液晶表示ユニットＬＣＤを備えた表示装置Ｓに組み込まれ、表示装置Ｓの全体を制御する制御部ＭＣＵと、液晶表示ユニットＬＣＤとの間に介在し、両者を電気的に接続して、デジタル信号を伝送する機能を有する。
信号伝送装置１００の基板ＰＢの表面Ａには、一対の信号伝送端子（入力側の信号伝送端子ＴＩ、出力側の信号伝送端子ＴＯ）と、これらを接続する導電パターンＰａとが形成され、裏面Ｂの全面には、グランドに接続するグランドパターンＰｇが形成されている。ここで、ＩＣは、基板ＰＢの表面Ａに設けた電子部品である。
【０００７】
このような信号伝送装置１００では、デジタル信号の伝送時には、信号伝送端子ＴＩに電圧パルスを印加することで、導電パターンＰａには、所定の周波数のデジタル信号が伝送されるが、そのとき、往路Ｒａでは、デジタル信号におけるパルス電圧の立ち上がりと立下りで異なる方向の電流が発生する。
【０００８】
ここで、その際に発生する磁気ノイズを考察すると、基板ＰＢにおいて、表面Ａの導電パターンＰａを流れる往路Ｒａの電流に対応して、裏面ＢのグランドパターンＰｇでも、同時に復路Ｒｂの電流が流れ、その結果として、この往路Ｒａの電流と復路Ｒｂの電流とが電流ループを形成して、磁気ノイズを発生させることが推察される。
【０００９】
これに関する本発明者らの実験では、試験用の基板ＰＢで、導電パターンＰａに、１０ＭＨｚと２００ＭＨｚとの２つのデジタル信号を伝送したところ、２００ＭＨｚの信号伝送時には特に問題はなかったものの、１０ＭＨｚの信号伝送時には、他の電子部品ＩＣに誤動作を起こさせる程の磁界が観測され、その磁界の強さはデジタル信号のクロック周波数に強く依存しているようであった。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みて提案されるもので、互いに対向しない位置に配された、少なくとも一対の信号伝送端子間で、デジタル信号を伝送する信号伝送装置において、デジタル信号を伝送するクロック信号の周波数の影響を受けずに電磁波の放射ノイズを低減することのできる信号伝送装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明では、互いに対向しない位置に配された、少なくとも一対の信号伝送端子と、これらを接続する第１の導電パターンとを基板の表面に形成し、この基板の裏面には上記導電パターンを含む広がりを有したグランドパターンを形成した信号伝送装置において、上記基板の表面には、上記第１の導電パターンとは異なる第２の導電パターンを、上記第１の導電パターンに隣接させて平行に形成し、かつ、第１の導電パターンを通じて上記一対の信号伝送端子の一方側から他方側へ、所定のクロック信号に基づいたデジタル信号を伝送するときには、そのクロック信号と同一の周波数かつ逆位相のクロック信号を、上記第２の導電パターンを通じて逆方向から伝送する構成としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１によれば、信号伝送装置には、一対の信号伝送端子に電圧パルスを印加させて、デジタル信号を伝送させるときに、第１の導電パターンとグランドパターンとで形成される電流ループと、第２の導電パターンとグランドパターンとで形成される電流ループの２つの電流ループが発生するが、第２の導電パターンが第１の導電パターンに隣接して平行に形成されているので、それぞれの電流ループが流れる寄生的な回路は、ほぼ同等の特性を有する。
そして、この信号伝送装置では、所定のクロック信号に基づいたデジタル信号を、第１の導電パターンを通じて伝送するときに、そのクロック信号と同一の周波数かつ逆位相のクロック信号を、上記第２の導電パターンを通じて伝送するようにしている。
そのために、クロック信号に対応したデジタル信号（パルス電圧）があるときには、２つの電流ループでは同時に逆向きの電流が流れて磁界が相殺され、電子部品等への悪影響が低減される。またこのような構成は、デジタル信号の周波数の高低にかかわらず、適用可能である。
更に、第１の導電パターンによって送信したデジタル信号に対して、第２の導電パターンを通じてクロック信号が返信されてくるので、前者のデジタル信号が伝送されたことを、送信側では確認できるという効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明の信号伝送装置の一例を模式的に示した図である。ここで、信号伝送装置１は、表示装置Ｓに組み込まれており、表示装置Ｓの全体を制御する制御部ＭＣＵと、液晶表示ユニットＬＣＤとの間に介在し、両者を電気的に接続して、デジタル信号を伝送する機能を有する。
信号伝送装置１の基板ＰＢでは、互いに対向しない位置に配された、一対の信号伝送端子ＴＩ、ＴＯと、これらを接続する第１の導電パターンＰ１とを基板ＰＢの表面Ａに形成し、裏面Ｂの全面には、グランドと接続されるグランドパターンＰｇを形成している。
そして、表面Ａの信号伝送端子ＴＯからは、第２の導電パターンＰ２を、導電パターンＰ１に隣接させて平行に形成している。なお、ＩＣは、基板ＰＢの表面Ａに設けられた電子部品である。
【００１４】
また、グランドパターンＰｇは、この例では裏面Ｂの全面に広がっているが、これに限られず、２つの導電パターンＰ１、Ｐ２を含む広がりを有していればよい。
【００１５】
本発明は、上記信号伝送装置１において、所定のクロック信号に基づいたデジタル信号を、第１の導電パターンＰ１を通じて一対の信号伝送端子ＴＩ、ＴＯの一方側から他方側へ伝送するときには、そのデジタル信号と同一の周波数かつ逆位相のクロック信号を、第２の導電パターンＰ２を通じて逆方向から伝送する構成としている。
【００１６】
なお、ここでいう所定のクロック信号に基づいた信号とは、具体的には、制御部ＭＣＵから液晶表示ユニットＬＣＤへ送信される様々な制御信号としてのデジタル信号であり、個々のデジタル信号の基本となるクロック信号も、複数の種類が適宜使用される。
従って、第１の導電パターンＰ１はただ一つとは限られず、複数である場合も含まれる。また、導電パターンＰ１によって伝送される信号の基本となるクロック信号は、異なった周波数の複数のクロック信号を切り替えたものでもよく、第２の導電パターンＰ２もただ１つとは限られず、複数としてもよい。
【００１７】
一方の液晶表示ユニットＬＣＤは、制御部ＭＣＵと通信して表示を制御する表示制御部ＭＣＵ２を備えており、この表示制御部ＭＣＵ２は、導電パターンＰ１から信号伝送端子ＴＯを介して受け付けたデジタル信号の種別（周波数）を判別し、そのデジタル信号と同一の周波数、かつ逆位相のクロック信号を、信号伝送端子ＴＯを介して、導電パターンＰ２に出力する機能を有している。具体的構成では、表示制御部ＭＣＵ２の並列なプログラマブルＩ／Ｏポートにおいて、第１の導電パターンＰ１によって伝送される信号を受け付けるポートに隣接したポートを、そのクロック信号の出力のために用いることができる。
【００１８】
図２は、信号伝送端子ＴＯを介して、導電パターンＰ１から受け付けたデジタル信号Ｓ１と、信号伝送端子ＴＯを介して、導電パターンＰ２に出力されるクロック信号Ｓ２との関係を示す波形図である。
【００１９】
図２に示すように、デジタル信号Ｓ１（導電パターンＰ１側）のパルス電圧の変化点と、クロック信号Ｓ２（導電パターンＰ２側）の変化点とは、多くの場合に一致し、そのときには、デジタル信号Ｓ１とクロック信号Ｓ２とで互いに逆方向に電流が流れることがわかる。
【００２０】
これは、デジタル信号Ｓ１のパルス電圧がプラス側に変化する場合には、信号伝送端子ＴＩ、導電パターンＰ１、グランドパターンＰｇ（導電パターンＰ１とグランドパターンＰｇとの間では、層間容量を介した変位電流が流れる）、グランドパターンＰｇの接地点という経路の電流が流れ、このとき、クロック信号Ｓ２はマイナス側に変化するので、グランドパターンＰｇの接地点、グランドパターンＰｇ、導電パターンＰ２（グランドパターンＰｇと導電パターンＰ２との間では、層間容量を介した変位電流が流れる）、信号伝送端子ＴＯという経路の電流が流れることから理解される。また、デジタル信号Ｓ１のパルス電圧がマイナス側に変化する場合に関しても同様である。
【００２１】
本発明では、第１の導電パターンＰ１と、第２の導電パターンＰ２とを互いに隣接して平行に配し、更に、磁気ノイズを発生させる周波数域のデジタル信号Ｓ１を、信号伝送端子ＴＩ側から、導電パターンＰ１を通じて信号伝送端子ＴＯへ伝送するときに、そのデジタル信号Ｓ１と同一の周波数かつ逆位相のクロック信号Ｓ２を、信号伝送端子ＴＯ側から、導電パターンＰ２を通じて伝送するようにしたので、導電パターンＰ１と導電パターンＰ２とにおいて、導電パターンＰ１によって伝送されるデジタル信号Ｓ１が、導電パターンＰ２に出力されるクロック信号Ｓ２と同期して存在するときには、互いに逆方向の電流が流れて、それぞれの電流経路のループから発生する磁界を互いに相殺するので、電子部品ＩＣ等への磁気ノイズによる悪影響が低減される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による信号伝送装置の模式図。
【図２】第１の導電パターンにより伝送されるデジタル信号と、第２の導電パターンにより伝送されるクロック信号を示す波形図。
【図３】従来の信号伝送装置の模式図。
【符号の説明】
【００２３】
１  信号伝送装置
Ｐ１  第１の導電パターン
Ｐ２  第２の導電パターン
ＰＢ  基板
Ｐｇ  グランドパターン
ＴＩ、ＴＯ一対の信号伝送端子
【図１】
2006121003.tif 000003
【図２】
2006121003.tif 000004
【図３】
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