(57)【要約】      （修正有）【課題】外部装置と電子装置とを接続する通信ケーブルに流れるコモンモード電流を抑制可能な電子装置を提供する。【解決手段】電子装置１０は、第１のグラウンド線１０２を含む電子回路１００と、電子回路１００の周辺に配置された導体層１０５と、第２のグラウンド線１１７を含むとともに、入力電圧と出力電圧とが同様に変化するように構成されたアンプ回路１１０と、第２のグラウンド線１１７が電気的に接続された接地端子１１８と、を備え、第１のグラウンド線１０２は、通信ケーブル２５を介して第１の外部装置に電気的に接続されるように構成されており、アンプ回路１１０は、入力インピーダンスが出力インピーダンスよりも高くなるように構成されており、アンプ回路１１０の入力端子は、第１のグラウンド線１０２に電気的に接続されており、アンプ回路１１０の出力端子は、導体に電気的に接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ケーブルを介して第1の外部装置に電気的に接続されるように構成された電子装置であって、
第１のグラウンド線を含む電子回路と、
前記電子回路の周辺に配置された導体と、
第２のグラウンド線を含むとともに、入力電圧と出力電圧とが同様に変化するように構成されたアンプ回路と、
前記第２のグラウンド線が電気的に接続された接地端子と、
を備え、
前記第１のグラウンド線は、前記通信ケーブルを介して前記第１の外部装置に電気的に接続されるように構成されており、
前記アンプ回路は、入力インピーダンスが出力インピーダンスよりも高くなるように構成されており、
前記アンプ回路の入力端子は、前記第１のグラウンド線に電気的に接続されており、
前記アンプ回路の出力端子は、前記導体に電気的に接続されている、電子装置。
【請求項２】
前記アンプ回路は、入力電圧と出力電圧とが同一となるように構成された帰還型アンプ回路である、請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記接地端子は、第２の外部装置に接続された伝送ケーブルの接地電位線に接続されるように構成されている、請求項１又は請求項２に記載の電子装置。
【請求項４】
前記電子回路の電源は、絶縁型ＤＣＤＣコンバータの二次側の回路、電源トランスの二次側の回路、又は、電池によって構成されている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項５】
前記第１の外部装置は、前記電子回路に信号を出力するように構成されており、
前記電子回路は、前記第１の外部装置によって出力された信号の入力を受けるように構成されている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項６】
前記電子回路は、前記第１の外部装置に信号を出力するように構成されており、
前記第１の外部装置は、前記電子回路から入力された信号に基づいて生成された信号を出力するように構成されている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項７】
前記第１の外部装置は、前記電子回路に信号を出力するように構成されているとともに、前記電子回路から入力された信号に基づいて生成された信号を出力するように構成されており、
前記電子回路は、前記第１の外部装置によって出力された信号の入力を受けるように構成されているとともに、前記第１の外部装置に信号を出力するように構成されている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項８】
前記導体は、前記電子回路の周囲を覆う筐体の内面のみに配置されている、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項９】
前記導体は、前記電子回路の周囲を覆う筐体によって構成されており、
前記筐体の表面は、非導電体によって塗装されている、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項１０】
基板をさらに含み、
前記電子回路は、前記基板上に実装されており、
前記導体は、前記基板上に配置されており、
前記基板上において、前記第１のグラウンド線は、前記導体によって周囲が取り囲まれている、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項１１】
前記第１の外部装置は、前記通信ケーブルを介して前記電子回路にアナログ信号を送信するように構成されており、
前記電子回路は、受信された前記アナログ信号を処理するように構成されたアナログ回路を含む、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項１２】
前記第１の外部装置は、センサ又はプローブであり、
前記電子回路は、前記第１の外部装置の出力値を計測するように構成された計測装置である、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項１３】
前記電子回路は、アナログ信号を生成するように構成されたアナログ回路を含み、
前記電子回路は、生成された前記アナログ信号を前記通信ケーブルを介して前記第１の外部装置に送信するように構成されている、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項１４】
前記電子装置は、前記通信ケーブルを介して前記第１の外部装置に電力を供給するように構成されており、
前記第１の外部装置は、前記電子装置から供給された電力を用いることによって作動するアナログ回路を含む、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項１５】
前記接地端子には、前記第２のグラウンド線が直接又は第１のキャパシタを介して接続されており、
前記アンプ回路の入力端子には、前記第１のグラウンド線が直接又は第２のキャパシタを介して接続されており、
前記アンプ回路の出力端子には、前記導体が直接又は第３のキャパシタを介して接続されている、請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項１６】
複数の回路モジュールを備え、前記複数の回路モジュールの各々は、通信ケーブルを介して外部装置に電気的に接続されるように構成されている、電子装置であって、
前記複数の回路モジュールの各々は、
第１のグラウンド線を含む電子回路と、
前記電子回路の周辺に配置された導体と、
第２のグラウンド線を含むとともに、入力電圧と出力電圧とが同様に変化するように構成されたアンプ回路と、
前記第２のグラウンド線が電気的に接続された接地端子と、
を含み、
前記複数の回路モジュールの各々において、
前記第１のグラウンド線は、前記通信ケーブルを介して前記外部装置に電気的に接続されるように構成されており、
前記アンプ回路は、入力インピーダンスが出力インピーダンスよりも高くなるように構成されており、
前記アンプ回路の入力端子は、前記第１のグラウンド線に電気的に接続されており、
前記アンプ回路の出力端子は、前記導体に電気的に接続されている、電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、通信ケーブルを介して外部装置に接続されるように構成された電子装置が知られている。たとえば、特開２０１４−２１１７９１号公報（特許文献１）及び特開２０１５−５２５２５号公報（特許文献２）には、そのような電子装置が開示されている。
【０００３】
図６は、従来から知られている電子装置を含む通信システムの一例を示す図である。図６に示すように、この通信システムは、電子装置７０と、外部装置８０とを備える。電子装置７０と外部装置８０とは、通信ケーブル８５を介して相互に通信可能に接続されている。
【０００４】
電子装置７０は、電子回路７２と、筐体７８とを含む。電子回路７２には信号線７１と、グラウンド線７４とが設けられている。信号線７１及びグラウンド線７４の各々は、通信ケーブル８５を介して外部装置８０に接続されている。筐体７８は、たとえば、導体で構成されている。グラウンド線７４は筐体７８に電気的に接続されており、筐体７８は接地線９０を介して地球に電気的に接続されている。一方、外部装置８０は、接地線８２を介して地球に電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２１１７９１号公報
【特許文献２】特開２０１５−５２５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図６に示される通信システムにおいては、グラウンド線７４、筐体７８、接地線９０、地球、接地線８２、外部装置８０、及び、通信ケーブル８５を経由するグラウンドループ９２が形成される。グラウンドループ９２を潜り抜ける磁束が変化すると、グラウンドループ９２においてコモンモード電流が発生してしまう。
【０００７】
また、図６に示される通信システムにおいて、電子装置７０及び外部装置８０の各々が地球に接地されていない場合を考える。電子装置７０と外部装置８０とは必ずしも同一環境に存在するとは限らず、電子装置７０と外部装置８０との間には電位差が生じる場合がある。この電位差に起因して、電子装置７０と外部装置８０との間（通信ケーブル８５）においては、コモンモード電流が流れ得る。
【０００８】
電子装置７０及び外部装置８０の各々が地球に接地されていない場合に、グラウンド線７４と筐体７８とが接続されていないときは、コモンモード電流に起因する電荷は主にグラウンド線７４の表面に蓄えられるが、グラウンド線７４と筐体７８とが接続されているときは、コモンモード電流に起因する電荷は主として筐体７８の表面に蓄えられる。すなわち、コモンモード電流に起因する電荷が蓄えられる領域の面積が拡大し、環境との間で容量結合が生じやすくなる。その結果、通信ケーブル８５に流れるコモンモード電流が増大してしまう。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、外部装置と電子装置とを接続する通信ケーブルに流れるコモンモード電流を抑制可能な、ＥＭＣ（Electromagnetic Compatibility）に高耐性を有する電子装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る電子装置は、通信ケーブルを介して第１の外部装置に電気的に接続されるように構成されている。電子装置は、第１のグラウンド線を含む電子回路と、電子回路の周辺に配置された導体と、第２のグラウンド線を含むとともに、入力電圧と出力電圧とが同様に変化するように構成されたアンプ回路と、第２のグラウンド線が電気的に接続された接地端子と、を備え、第１のグラウンド線は、通信ケーブルを介して第１の外部装置に電気的に接続されるように構成されており、アンプ回路は、入力インピーダンスが出力インピーダンスよりも高くなるように構成されており、アンプ回路の入力端子は、第１のグラウンド線に電気的に接続されており、アンプ回路の出力端子は、導体に電気的に接続されている。
【００１１】
この電子装置においては、アンプ回路の入力インピーダンスが高いため、アンプ回路には小さい電流（コモンモード電流を含む。）しか流入しない。したがって、この電子装置によれば、第２のグラウンド線（アンプ回路のグラウンド線）が接続された接地端子を経由するコモンモード電流を抑制することができる。また、この電子装置においては、アンプ回路の出力端子が導体に接続されることによって第１のグラウンド線（電子回路のグラウンド線）と導体（電子回路の周辺に配置されている。）との電位差の変化が抑制される。したがって、この電子装置によれば、第１のグラウンド線から導体（環境）を経由して流れるコモンモード電流を抑制することができる。
【００１２】
上記電子装置において、アンプ回路は、入力電圧と出力電圧とが同一となるように構成された帰還型アンプ回路とすることができる。
【００１３】
この電子装置によれば、第１のグラウンド線と導体との電位差が０（ゼロ）に近づくため、第１のグラウンド線から導体（環境）を経由して流れるコモンモード電流を抑制することができる。
【００１４】
上記電子装置において、接地端子は、第２の外部装置に接続された伝送ケーブルの接地電位線に接続されるように構成することができる。
【００１５】
この電子装置によれば、第２の外部装置（たとえば、パーソナルコンピュータ等のホスト機器）の伝送ケーブルの接地電位線を介して接地することができる。
【００１６】
上記電子装置において、電子回路の電源は、絶縁型ＤＣＤＣコンバータの二次側の回路、電源トランスの二次側の回路、又は、電池によって構成することができる。
【００１７】
この電子装置によれば、絶縁型ＤＣＤＣコンバータの一次側等の外界に起因するコモンモード電流の流入が抑制されるため、結果的に通信ケーブルに流れるコモンモード電流を抑制することができる。
【００１８】
上記電子装置において、第１の外部装置は、電子回路に信号を出力するように構成することができ、電子回路は、第１の外部装置によって出力された信号の入力を受けるように構成することができる。
【００１９】
上記電子装置において、電子回路は、第１の外部装置に信号を出力するように構成することができ、第１の外部装置は、電子回路から入力された信号に基づいて生成された信号を出力するように構成することができる。
【００２０】
上記電子装置において、第１の外部装置は、電子回路に信号を出力するように構成することができるとともに、電子回路から入力された信号に基づいて生成された信号を出力するように構成することができ、電子回路は、第１の外部装置によって出力された信号の入力を受けるように構成することができるとともに、第１の外部装置に信号を出力するように構成することができる。
【００２１】
上記電子装置において、導体は、電子回路の周囲を覆う筐体の内面のみに配置することができる。
【００２２】
この電子装置によれば、筐体の外面には導体が露出されないようにすることができる。
【００２３】
上記電子装置において、導体は、電子回路の周囲を覆う筐体によって構成することができ、筐体の表面は、非導電体によって塗装することができる。
【００２４】
この電子装置によれば、筐体の外面には導体が露出されないようにすることができる。
【００２５】
上記電子装置は基板をさらに含み、電子回路は基板上に実装されてもよく、導体は基板上に配置されてもよい。基板上において、第１のグラウンド線は、導体によって周囲が取り囲まれてもよい。
【００２６】
この電子装置によれば、基板上において第１のグラウンド線（電子回路に設けられたグラウンド線）が導体によって取り囲まれた状態で第１のグラウンド線と導体との電位差の変化が抑制されるため、第１のグラウンド線から導体（環境）を経由して流れるコモンモード電流を抑制することができる。
【００２７】
上記電子装置において、第１の外部装置は、通信ケーブルを介して電子回路にアナログ信号を送信するように構成することができ、電子回路は、受信されたアナログ信号を処理するように構成されたアナログ回路を含むことができる。
【００２８】
上記電子装置において、第１の外部装置は、センサ又はプローブとすることができ、電子回路は、第１の外部装置の出力値を計測するように構成された計測装置とすることができる。
【００２９】
上記電子装置において、電子回路は、アナログ信号を生成するように構成されたアナログ回路を含むことができ、電子回路は、生成されたアナログ信号を通信ケーブルを介して第１の外部装置に送信するように構成することができる。
【００３０】
上記電子装置は、通信ケーブルを介して第１の外部装置に電力を供給するように構成することができ、第１の外部装置は、電子装置から供給された電力を用いることによって作動するアナログ回路を含むことができる。
【００３１】
上記電子装置において、接地端子には、第２のグラウンド線を直接又は第１のキャパシタを介して接続することができ、アンプ回路の入力端子には、第１のグラウンド線を直接又は第２のキャパシタを介して接続することができ、アンプ回路の出力端子には、導体を直接又は第３のキャパシタを介して接続することができる。
【００３２】
本発明の他の局面に従う電子装置は、複数の回路モジュールを備え、複数の回路モジュールの各々は、通信ケーブルを介して外部装置に電気的に接続されるように構成されている。電子装置において、複数の回路モジュールの各々は、第１のグラウンド線を含む電子回路と、電子回路の周辺に配置された導体と、第２のグラウンド線を含むとともに、入力電圧と出力電圧とが同様に変化するように構成されたアンプ回路と、第２のグラウンド線が電気的に接続された接地端子と、を含み、複数の回路モジュールの各々において、第１のグラウンド線は、通信ケーブルを介して外部装置に電気的に接続されるように構成されており、アンプ回路は、入力インピーダンスが出力インピーダンスよりも高くなるように構成されており、アンプ回路の入力端子は、第１のグラウンド線に電気的に接続されており、アンプ回路の出力端子は、導体に電気的に接続されている。
【００３３】
この電子装置においては、複数の外部装置の各々に対応する回路モジュールが設けられており、各回路モジュールによって各外部装置に起因するコモンモード電流が抑制される。その結果、この電子装置によれば、電子装置に複数の外部装置が接続される場合であっても、外部装置と電子装置との間のコモンモード電流を抑制することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、外部装置と電子装置とを接続する通信ケーブルに流れるコモンモード電流を抑制可能な、ＥＭＣに高耐性を有する電子装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施の形態１に係る電子装置が適用される通信システムの構成を示す図である。
【図２】アンプ回路の回路構成の一例を示す図である。
【図３】実施の形態２における基板上のプリント配線のパターンを示す図である。
【図４】比較例の基板上におけるプリント配線のパターンを示す図である。
【図５】実施の形態３に係る電子装置が適用される通信システムの構成を示す図である。
【図６】従来から知られている電子装置を含む通信システムの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明に係る電子装置の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００３７】
＜１．実施の形態１＞
＜１−１．システム構成＞
図１は、本実施の形態１に係る電子装置１０が適用される通信システム１の構成を示す図である。図１に示すように、通信システム１は、電子装置１０と外部装置２０とを備える。電子装置１０と外部装置２０とは、通信ケーブル２５を介して相互に通信可能に接続されている。電子装置１０と外部装置２０とは、たとえば、通信ケーブル２５を介してアナログ信号の通信を行なうように構成されている。外部装置２０は、接地線２２を介して地球に電気的に接続されている。以下、電子装置１０、外部装置２０及び通信ケーブル２５について詳細に説明する。
【００３８】
＜１−１−１．電子装置＞
電子装置１０は、電子回路ユニット１０７と、アンプ回路１１０と、接地端子１１８とを含む。電子装置１０は、接地端子１１８に接続された接地線３０を介して地球に電気的に接続されている。
【００３９】
＜１−１−１−１．電子回路ユニット＞
電子回路ユニット１０７は、電子回路１００と、筐体１０６とを含む。電子回路１００は、たとえば、電子装置１０の主要な機能を実現するための回路である。電子回路１００は、信号線１０１と、グラウンド線１０２とを含む。信号線１０１及びグラウンド線１０２の各々は、通信ケーブル２５を介して外部装置２０に接続されるように構成されている。
【００４０】
信号線１０１は、外部装置２０と電子回路１００との間でアナログ信号等のやりとりをするように構成されている。グラウンド線１０２は、電子回路１００のグラウンドである。グラウンド線１０２は、アンプ回路１１０に接続されるために分岐している。
【００４１】
筐体１０６は、電子回路１００を内部に収容するように構成されている。筐体１０６は絶縁体で構成されており、筐体１０６の内側の表面（内面）には銅等の導体で構成される導体層１０５が全体的に形成されている。筐体１０６には、通信ケーブル２５を通すための孔と、グラウンド線１０２を通すための孔とが設けられている。
【００４２】
＜１−１−１−２．アンプ回路＞
アンプ回路１１０は、たとえば、入力電圧と出力電圧とが同一となるように構成された帰還型アンプ回路である。より具体的には、アンプ回路１１０は、たとえば、オペレーショナルアンプ１１２（後述）の出力からオペレーショナルアンプ１１２の−（マイナス）入力に負帰還がかかる１倍の非反転増幅回路で構成されている。
【００４３】
アンプ回路１１０は、オペレーショナルアンプ１１２と、入力端子１１４と、出力端子１１６と、グラウンド線１１７とを含む。オペレーショナルアンプ１１２の＋（プラス）入力及び−（マイナス）入力は、たとえば、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）で構成されている。オペレーショナルアンプ１１２の入力は、ＦＥＴで構成されているため、高インピーダンスであるとともに低電気容量である。オペレーショナルアンプ１１２の入力インピーダンスは出力インピーダンスよりも高く、その結果、アンプ回路１１０の入力インピーダンスは出力インピーダンスよりも高い。
【００４４】
アンプ回路１１０の入力端子１１４は、電子回路１００に設けられたグラウンド線１０２に電気的に接続されているとともに、オペレーショナルアンプ１１２の＋（プラス）入力に電気的に接続されている。なお、入力端子１１４とグラウンド線１０２とは、必ずしも直接接続される必要はなく、不図示のキャパシタを介して接続されてもよい。オペレーショナルアンプ１１２の出力は、オペレーショナルアンプ１１２の−（マイナス）入力に電気的に接続されているとともに、アンプ回路１１０の出力端子１１６に電気的に接続されている。
【００４５】
出力端子１１６は、筐体１０６の導体層１０５に電気的に接続されている。たとえば、筐体１０６には、出力端子１１６に接続された配線を通すための孔が設けられている。この孔に配線を通すことよって、筐体１０６の導体層１０５と出力端子１１６とを電気的に接続することができる。なお、出力端子１１６と筐体１０６の導体層１０５とは、必ずしも直接接続される必要はなく、不図示のキャパシタを介して接続されてもよい。グラウンド線１１７は、接地端子１１８に電気的に接続されている。なお、グラウンド線１１７と接地端子１１８とは、必ずしも直接接続される必要はなく、不図示のキャパシタを介して接続されてもよい。
【００４６】
なお、電子回路１００及びアンプ回路１１０の各々の電源は、直流的には外界と遮断されている。すなわち、電子回路１００及びアンプ回路１１０の各々の電源は、たとえば、電源トランスの二次側の回路、電池、又は、絶縁型ＤＣＤＣコンバータの二次側の回路によって構成される。これにより、電子装置１０によれば、電源を介して外界のノイズが通信システム１に侵入することを抑制することができる。
【００４７】
＜１−１−１−３．アンプ回路の構成の一例＞
図２は、アンプ回路１１０の回路構成の一例を示す図である。図２に示すように、アンプ回路１１０は、オペレーショナルアンプ１１２の他、複数の電子部品（キャパシタ、トランジスタ等）を含む。まず各電子部品の電気的な接続関係について説明し、次に各電子部品のスペックについて説明し、その後アンプ回路１１０の動作について説明する。
【００４８】
接地端子１１８とノードＮ１との間にはキャパシタＣ２が接続されており、接地端子１１８とノードＮ２との間にはキャパシタＣ１が接続されている。ノードＮ１とノードＮ２との間には電源Ｖ１が接続されている。ノードＮ３とノードＮ４との間にはキャパシタＣＣ１が接続されている。ノードＮ５とノードＮ６との間にはキャパシタＣ４が接続されており、ノードＮ６とノードＮ７との間には電源Ｖ２が接続されており、ノードＮ７とノードＮ８との間にはキャパシタＣ３が接続されている。ノードＮ９とノードＮ１０との間にはキャパシタＣＣ２が接続されている。ノードＮ１１とノードＮ１２との間には抵抗Ｒ２が接続されており、ノードＮ１２とノードＮ１３との間には抵抗Ｒ１が接続されている。
【００４９】
グラウンド線１０２は、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ１との間に設けられたノードＮ１２を介してオペレーショナルアンプ１１２の＋（プラス）入力に接続されている。オペレーショナルアンプ１１２は、ノードＮ１４とノードＮ１５との間に接続されている。オペレーショナルアンプ１１２の出力は、ノードＮ１６を介してオペレーショナルアンプ１１２の−（マイナス）入力に接続されているとともに、ノードＮ１６，Ｎ１７，Ｎ１８を介してキャパシタＣ５に接続されている。
【００５０】
ノードＮ１１とノードＮ１５との間にはトランジスタＴｒ２とダイオードＺ１とが直列に接続されている。ノードＮ１１は、トランジスタＴｒ２のコレクタに接続されており、トランジスタＴｒ２のエミッタは、ダイオードＺ１のカソードに接続されており、ダイオードＺ１のアノードは、ノードＮ１５に接続されている。トランジスタＴｒ２のベースとノードＮ１８との間には抵抗Ｒ４が接続されている。
【００５１】
ノードＮ１４とノードＮ１３との間にはダイオードＺ２とトランジスタＴｒ１とが直列に接続されている。ノードＮ１４はダイオードＺ２のカソードに接続されており、ダイオードＺ２のアノードはトランジスタＴｒ１のエミッタに接続されている。トランジスタＴｒ１のコレクタはノードＮ１３に接続されている。トランジスタＴｒ１のベースとノードＮ１７との間には抵抗Ｒ３が接続されている。ノードＮ１８と導体層１０５との間にはキャパシタＣ５が接続されている。
【００５２】
次に各電子部品のスペックの一例について説明する。電源Ｖ１，Ｖ２の各々は、たとえば、絶縁型ＤＣＤＣコンバータの二次側の回路で構成されている。電源Ｖ１の電圧は１００Ｖ（たとえば、＋５０Ｖ，−５０Ｖ）であり、電源Ｖ２の電圧は２４Ｖ（たとえば、＋１２Ｖ，−１２Ｖ）である。抵抗Ｒ１，Ｒ２の各々の抵抗値は、１０ＭΩである。キャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ５の各々の電気容量は、０．１μＦである。キャパシタＣ３，Ｃ４の各々の電気容量は、０．０１Ｆである。キャパシタＣＣ１，ＣＣ２（電解コンデンサ）の各々の電気容量は、１００μＦである。
【００５３】
ダイオードＺ１，Ｚ２の各々の尖頭逆電圧は、１２Ｖである。抵抗Ｒ３，Ｒ４の各々の抵抗値は、１ｋΩである。トランジスタＴｒ１は、ＰＮＰ型のトランジスタであり、増幅率（Ｈｆｅ）は２００である。トランジスタＴｒ２は、ＮＰＮ型のトランジスタであり、増幅率（Ｈｆｅ）は２００である。オペレーショナルアンプ１１２の差動利得は１３０ｄＢである。
【００５４】
次に図２に示されるアンプ回路１１０の動作について説明する。グラウンド線１０２に印加される電圧が±１２Ｖ（電源Ｖ２の電圧）の範囲内に収まっている場合には、オペレーショナルアンプ１１２は、電源Ｖ２から供給される電圧に従って、入力電圧と同一の電圧を導体層１０５に出力することができる。
【００５５】
しかしながら、グラウンド線１０２に印加される電圧は、±１２Ｖの範囲を超えて振れる可能性がある。図２に示されるアンプ回路１１０によれば、このような場合であっても入力電圧と同一の電圧を出力することができる。
【００５６】
たとえば、グラウンド線１０２に印加される電圧が＋１２Ｖを上回ると、抵抗Ｒ４を介してトランジスタＴｒ２のベースに電流が供給されることによって、トランジスタＴｒ２及びダイオードＺ１（尖頭逆電圧：１２Ｖ）に大きい電流が流れる。この電流は、電源Ｖ１に起因するものである。電源Ｖ１に起因する電流がトランジスタＴｒ２及びダイオードＺ１に流れることによって、オペレーショナルアンプ１１２に印加される電圧も電源Ｖ１の電圧に引き寄せられる。その結果、グラウンド線１０２に印加される電圧が＋１２Ｖを上回ったとしても、オペレーショナルアンプ１１２は、電源Ｖ１の電圧（＋５０Ｖ）を上回るまでは、入力電圧と同一の電圧を出力することができる。
【００５７】
また、グラウンド線１０２に印加される電圧が−１２Ｖを下回ると、抵抗Ｒ３を介してトランジスタＴｒ１のベースに電流が供給されることによって、トランジスタＴｒ１及びダイオードＺ２（尖頭逆電圧：１２Ｖ）に大きい電流が流れる。この電流は、電源Ｖ１に起因するものである。電源Ｖ１に起因する電流がトランジスタＴｒ１及びダイオードＺ２に流れることによって、オペレーショナルアンプ１１２に印加される電圧も電源Ｖ１の電圧に引き寄せられる。その結果、グラウンド線１０２に印加される電圧が−１２Ｖを下回ったとしても、オペレーショナルアンプ１１２は、電源Ｖ１の電圧（−５０Ｖ）を下回るまでは、入力電圧と同一の電圧を出力することができる。
【００５８】
＜１−１−２．外部装置＞
外部装置２０は、たとえば、マイクロホン、センサ、カメラ、プリアンプ、記録装置等の信号入力装置とすることができる。なお、この場合には、電子回路１００は、外部装置２０によって出力された信号の入力を受けるように構成される。
【００５９】
また、外部装置２０は、たとえば、スピーカ、パワーアンプ、ディスプレイ、再生装置等の信号出力装置とすることができる。なお、この場合には、電子回路１００は、外部装置２０に外部装置２０の種類に応じた信号を出力するように構成される。
【００６０】
また、外部装置２０は、記録再生装置等の信号入出力装置とすることができる。なお、この場合には、電子回路１００は、外部装置２０によって出力された信号の入力を受けるように構成されるとともに、外部装置２０に信号を出力するように構成される。
【００６１】
また、別の観点から、外部装置２０は、通信ケーブル２５を介して電子回路１００にアナログ信号を送信するように構成することができる。なお、この場合には、電子回路１００は、受信されたアナログ信号を処理するように構成されたアナログ回路を含む。
【００６２】
また、外部装置２０は、センサ又はプローブとすることができる。なお、この場合には、電子回路１００は、外部装置２０の出力値を計測するように構成された計測装置とすることができる。
【００６３】
また、たとえば、電子回路１００は、アナログ信号を生成するように構成されたアナログ回路を含むことができる。この場合に、電子回路１００は、生成されたアナログ信号を通信ケーブル２５を介して外部装置２０に送信可能とすることができる。この場合に、外部装置２０は、受信されたアナログ信号を処理するように構成されたアナログ回路を含むことができる。
【００６４】
また、電子装置１０は、通信ケーブル２５を介して外部装置２０に電力を供給可能とすることができ、外部装置２０は、電子装置１０から供給された電力を用いることによって作動するアナログ回路を含むことができる。この場合に、通信ケーブル２５を介したアナログ信号の送受信が行われず、デジタル信号の送受信のみが行われる場合であっても、本実施の形態１に係る電子装置１０によれば、電子装置１０と外部装置２０との通信に起因するノイズを低減することができる。電子装置１０の電源が直流的には外界から独立しており、電子装置１０から外部装置２０に供給される電源電圧が安定するためである。
【００６５】
＜１−１−３．通信ケーブル＞
通信ケーブル２５は、たとえば、同軸ケーブル又は平衡型ケーブルとすることができる。ただし、同軸ケーブルの方が平衡型ケーブルよりもコモンモード電流に起因するノイズが生じやすいため、通信ケーブル２５が同軸ケーブルである場合の方が、通信ケーブル２５が平衡型ケーブルである場合よりも本実施の形態１における効果がより顕著に表れる。
【００６６】
＜１−２．実施の形態１の特徴＞
本実施の形態１によれば、次の効果を得ることができる。たとえば、電子装置１０において仮にアンプ回路１１０が設けられていなかったとすると、外部装置２０、通信ケーブル２５、電子装置１０及び地球を経由するグラウンドループが形成され、このグラウンドループに大きいコモンモード電流が流れる可能性がある。また、グラウンド線１０２と環境とが容量結合することにより形成される経路をコモンモード電流が流れる可能性もある。
【００６７】
しかしながら、本実施の形態１に係る電子装置１０においては、グラウンド線１０２と接地端子１１８との間にアンプ回路１１０が設けられている。上述のように、アンプ回路１１０の入力インピーダンスは高インピーダンスであるため、アンプ回路１１０には小さい電流（コモンモード電流を含む。）しか流入しない。したがって、電子装置１０によれば、グラウンド線１０２から接地端子１１８を経由して流れるコモンモード電流を抑制することができる。
【００６８】
また、アンプ回路１１０は入力電圧と出力電圧とが同一となるように構成されているため、入力端子１１４に接続されているグラウンド線１０２の電位と、出力端子１１６に接続されている筐体１０６の導体層１０５の電位とは同一となる。すなわち、グラウンド線１０２は、同電位の導電層に周囲を囲まれることになる。その結果、電子装置１０によれば、グラウンド線１０２と環境とが容量結合する可能性が低減され、グラウンド線１０２から環境を経由して流れるコモンモード電流を抑制することができる。
【００６９】
このように、本実施の形態１に係る電子装置１０によれば、グラウンド線１０２から接地端子１１８を経由して流れるコモンモード電流、及び、グラウンド線１０２から環境を経由して流れるコモンモード電流の両方を抑制することができる。
【００７０】
＜２．実施の形態２＞
上記実施の形態１においては、アンプ回路１１０の出力端子は、筐体１０６の導体層１０５に電気的に接続された。しかしながら、アンプ回路１１０の出力端子の接続先は、必ずしも筐体１０６の導体層１０５に限られない。本実施の形態２においては、アンプ回路１１０の出力端子は、筐体１０６の導体層１０５ではなく、電子回路１００が実装された基板上に設けられた導体に接続される。以下、本実施の形態２における基板について詳細に説明する。なお、実施の形態１と同様の部分については説明を繰り返さない。
【００７１】
＜２−１．基板における配線パターン＞
図３は、本実施の形態２における基板上のプリント配線のパターンを示す図である。図３に示すように、基板１０３Ａには、電子回路１００Ａが実装されるとともに、導体１０５Ａが配置されている。基板１０３Ａ上において、電子回路１００Ａと導体１０５Ａとの間には、絶縁のための領域（以下、「絶縁領域」とも称する。）が設けられている。導体１０５Ａは、右下がりのハッチングで示される領域である。電子回路１００Ａは、導体１０５Ａ及び絶縁領域以外の領域である。
【００７２】
電子回路１００Ａにはグラウンド線１０２Ａが設けられている。グラウンド線１０２Ａは、右上がりのハッチングで示される領域である。グラウンド線１０２Ａは、非常に細い領域に設けられている。グラウンド線１０２Ａは、アンプ回路１１０の入力端子１１４（図１）に接続されている。
【００７３】
導体１０５Ａは、基板１０３Ａにおいて電子回路１００Ａを取り囲むように配置されており、グラウンド線１０２Ａも取り囲んでいる。導体１０５Ａは、アンプ回路１１０の出力端子１１６（図１）に接続されている。
【００７４】
グラウンド線１０２Ａが入力端子１１４に接続され、導体１０５Ａが出力端子１１６に接続されているため、グラウンド線１０２Ａと、導体１０５Ａとは同電位となる。すなわち、グラウンド線１０２Ａは、非常に細く構成されるとともに、同電位の導体１０５Ａによって囲まれることになる。したがって、グラウンド線１０２Ａは、環境と容量結合しにくくなっている。その結果、本実施の形態２における基板１０３Ａのレイアウトを実現することによって、グラウンド線１０２Ａから導体１０５Ａ（環境）を経由して流れるコモンモード電流を抑制することができる。
【００７５】
図４は、比較例の基板上におけるプリント配線のパターンを示す図である。図４に示すように、基板７５Ａには、電子回路７２Ａが実装されている。電子回路７２Ａには、グラウンド線７４Ａが設けられている。グラウンド線７４Ａは、右上がりのハッチングで示される領域であり、非常に広い領域に設けられている。仮にこのようなレイアウトが用いられると、グラウンド線７４Ａの領域が非常に広いためグラウンド線７４Ａが環境と容量結合しやすくなってしまい、グラウンド線７４Ａから環境を経由して流れるコモンモード電流が増大してしまう。
【００７６】
＜２−２．実施の形態２の特徴＞
本実施の形態２によれば、次の効果を得ることができる。基板１０３Ａ上においてグラウンド線１０２Ａが導体１０５Ａによって取り囲まれた状態で、グラウンド線１０２Ａと導体１０５Ａとが同電位となる。したがって、本実施の形態２によれば、グラウンド線１０２Ａと導体１０５Ａ（環境）とが容量結合しにくいため、グラウンド線１０２Ａから導体１０５Ａ（環境）を経由するコモンモード電流を抑制することができる。
【００７７】
＜３．実施の形態３＞
上記実施の形態１，２においては、外部装置２０が１つ設けられる場合が想定されていた。しかしながら、外部装置２０は、必ずしも１つである必要はない。本実施の形態３においては、電子装置に複数の外部装置が接続されている。以下、本実施の形態３に係る電子装置について詳細に説明する。なお、実施の形態１，２と同様の部分については説明を繰り返さない。
【００７８】
＜３−１．システム構成＞
図５は、本実施の形態３に係る電子装置１０Ｂが適用される通信システム１Ｂの構成を示す図である。図５に示すように、通信システム１Ｂは、電子装置１０Ｂと、外部装置２０Ｂ１，２０Ｂ２とを備える。電子装置１０Ｂは、外部装置２０Ｂ１と通信ケーブル２５Ｂ１を介して接続されているとともに、外部装置２０Ｂ２と通信ケーブル２５Ｂ２を介して接続されている。電子装置１０Ｂは、たとえば、外部装置２０Ｂ１，２０Ｂ２の双方とアナログ信号をやり取りする。外部装置２０Ｂ１，２０Ｂ２は、それぞれ接地線２２Ｂ１，２２Ｂ２を介して地球に電気的に接続されている。
【００７９】
電子装置１０Ｂは、回路モジュール１２Ｂ１，１２Ｂ２と、筐体１４Ｂとを含む。筐体１４Ｂは、回路モジュール１２Ｂ１，１２Ｂ２を内部に収容する。回路モジュール１２Ｂ１は外部装置２０Ｂ１に対応付けて設けられており、回路モジュール１２Ｂ２は外部装置２０Ｂ２に対応付けて設けられている。回路モジュール１２Ｂ１，１２Ｂ２は、同一の機能を実現するためのモジュールであってもよいし、異なる機能を実現するためのモジュールであってもよい。
【００８０】
回路モジュール１２Ｂ１，１２Ｂ２の各々において、コモンモード電流を抑制するための構成は、上記実施の形態１と同様である。すなわち、電子回路１００Ｂ１，１００Ｂ２の各々は、電子回路１００に対応し、筐体１０５Ｂ１，１０５Ｂ２の各々は、筐体１０５に対応する。アンプ回路１１０Ｂ１，１１０Ｂ２の各々は、アンプ回路１１０に対応する。信号線１０１Ｂ１，１０１Ｂ２の各々は、信号線１０１に対応する。グラウンド線１０２Ｂ１，１０２Ｂ２の各々は、グラウンド線１０２に対応する。入力端子１１４Ｂ１，１１４Ｂ２の各々は、入力端子１１４に対応し、出力端子１１６Ｂ１，１１６Ｂ２の各々は、出力端子１１６に対応する。接地端子１１８Ｂ１，１１８Ｂ２の各々は、接地端子１１８に対応する。接地端子１１８Ｂ１，１１８Ｂ２の各々は、接地線３０Ｂを介して地球に電気的に接続されている。
【００８１】
＜３−２．実施の形態３の特徴＞
本実施の形態３によれば、次の効果を得ることができる。本実施の形態３に係る電子装置１０Ｂにおいては、外部装置２０Ｂ１，２０Ｂ２にそれぞれ対応する回路モジュール１２Ｂ１，１２Ｂ２が設けられており、各回路モジュールによって各外部装置に起因するコモンモード電流が抑制される。したがって、本実施の形態３に係る電子装置１０Ｂによれば、電子装置に複数の外部装置が接続される場合であっても、外部装置２０Ｂ１，２０Ｂ２と電子装置１０Ｂとの間のコモンモード電流を抑制することができる。
【００８２】
＜４．変形例＞
以上、実施の形態１〜３について説明したが、本発明は、上記実施の形態１〜３に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。以下、変形例について説明する。但し、以下の変形例は適宜組合せ可能である。
【００８３】
＜４−１＞
上記実施の形態１，３においては、筐体１０５，１０５Ｂ１，１０５Ｂ２の各々は、絶縁体で構成されることとしたが、たとえば、各筐体を導体で構成することもできる。この場合には、各筐体の内面に導体層を形成する必要はない。また、各筐体が導体で構成された場合に、各筐体の外側の表面（外面）は、非導電体によって塗装されていてもよい。このようにすることによって、筐体の外面には導体が露出されないようにすることができる。
【００８４】
＜４−２＞
上記実施の形態１〜３において、アンプ回路１１０，１１０Ｂ１，１１０Ｂ２の各々は、１倍の非反転増幅回路とされた。しかしながら、各アンプ回路において、入力電圧と出力電圧とは完全に同一となる必要はない。各アンプ回路は、入力電圧と出力電圧との差が変動しない、すなわち、入力電圧と出力電圧とが同様に変化するような構成であればよい。
【００８５】
＜４−３＞
上記実施の形態１において、アンプ回路１１０は、筐体１０５の外側に配置されたが、筐体１０５の内側に配置されてもよい。
【００８６】
＜４−４＞
上記実施の形態１〜３において、オペレーショナルアンプ１１２の入力はＦＥＴとされたが、オペレーショナルアンプ１１２の入力は、必ずしもＦＥＴで構成される必要はなく、高インピーダンス、かつ、低電気容量であればよい。
【００８７】
＜４−５＞
上記実施の形態１〜３において、接地端子１１８，１１８Ｂ１，１１８Ｂ２の各々は、接地線３０又は接地線３０Ｂを介して地球に電気的に接続されたが、各接地端子は、たとえば、パーソナルコンピュータ等のホスト機器に接続される伝送ケーブル（たとえば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus））の接地電位線（たとえば、シールド）に電気的に接続されてもよい。これにより、電子装置は、ホスト機器に接続された伝送ケーブルの接地電位線を介して接地することができる。
【００８８】
＜４−６＞
上記実施の形態２において、アンプ回路１１０は、基板１０３Ａとは別体とされたが、アンプ回路１１０は、基板１０３Ａ上に実装されてもよい。この場合であっても、アンプ回路の入力端子にはグラウンド線１０２Ａが接続され、アンプ回路の出力端子には導体１０５Ａが接続される。
【００８９】
＜４−７＞
上記実施の形態１〜３において、電子回路１００，１００Ｂ１，１００Ｂ２の各々が周辺機器と信号のやり取りをする場合には、たとえば、フォトカプラ、ディジタルアイソレータ等を介するようにしてもよい。これにより、電子回路１００，１００Ｂ１，１００Ｂ２の各々が周辺機器と信号のやり取りをする場合に、周辺機器からのノイズの侵入を抑制することができる。
【００９０】
＜４−８＞
上記実施の形態３において、電子装置１０Ｂには、２つの外部装置２０Ｂ１，２０Ｂ２が接続されたが、電子装置に接続される外部装置の数は３つ以上であってもよい。この場合には、少なくとも外部装置の数（外部装置が接続可能なポートの数）と同数の回路モジュールが電子装置内に設けられる。なお、複数の外部装置の各々は、電子装置の設けられたポートにコネクタを介して接続されてもよいし、電子装置の電子回路に通信ケーブルの端子が半田付けされることによって接続されてもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１  通信システム
１０  電子装置
１０５  導体層
１０６  筐体
２０  外部装置
２５  通信ケーブル
１００  電子回路
１０２  グラウンド線（第１のグラウンド線）
１１０  アンプ回路
１１２  オペレーショナルアンプ
１１４  入力端子
１１６  出力端子
１１７  グラウンド線（第２のグラウンド線）
１１８  接地端子
【図１】
2018200509.tif 000003
【図２】
2018200509.tif 000004
【図３】
2018200509.tif 000005
【図４】
2018200509.tif 000006
【図５】
2018200509.tif 000007
【図６】
2018200509.tif 000008