(57)【要約】【課題】  基板に混在して実装されたアナログ回路及びデジタル回路の動作の安定化を図る。【解決手段】  アナログ回路に接続された第１のグランドラインとデジタル回路に接続された第２のグランドラインとの間に上記各グランドライン間の電位差を抑制する第１のダイオード及び第２のダイオードを接続する。第１のダイオード及び第２のダイオードは、各グランドラインの間に互いに極性が逆向きになるように接続される。この第１のダイオード及び第２のダイオードにより、アナログ回路のグランドラインとデジタル回路のグランドラインとの電位差を各ダイオードの順方向の電圧降下までに抑制されることで、基板に混在して実装されたアナログ回路及びデジタル回路の動作を安定させることができる。【選択図】  図１
2011216708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ信号を処理するアナログ回路と、
前記アナログ回路に接続された第１のグランドラインと、
デジタル信号を処理するデジタル回路と、
前記デジタル回路に接続され、前記第１のグランドラインと独立して設けられた第２のグランドラインと、
前記第１のグランドラインと前記第２のグランドラインとの電位差を抑制するように前記第１のグランドラインと前記第２のグランドラインとの間に互いに極性が逆向きに接続された第１のダイオード及び第２のダイオードのペアを有する
電子回路基板。
【請求項２】
請求項１に記載の電子回路基板であって、
前記アナログ回路及び前記デジタル回路を有する電子回路を複数有し、
前記互いに極性が逆向きに接続された第１のダイオード及び第２のダイオードのペアを複数有し、
個々の前記ペアが個々の前記電子回路の近傍に設けられる
電子回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アナログ回路及びデジタル回路が混在する電子回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
アナログ信号を処理するアナログ回路とデジタル信号を処理するデジタル回路が混在する電子回路基板は様々な分野で利用されている。例えば、電気自動車の駆動機構用の電動機に駆動パルスを供給するインバータにおいては、バッテリの時間的な出力変動にリアルタイムに追従しつつ電動機に供給する駆動パルスのオンパルス幅を制御するために、アナログ回路とデジタル回路を用いて次のような処理が行われる。
【０００３】
まず、インバータは、バッテリの出力の監視結果であるアナログ信号をＡ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換する。続いてインバータは、このデジタル信号をもとに電動機に供給する駆動パルスのオンパルス幅をデジタルシグナルプロセッサにて演算する。そしてインバータは、その演算結果のデジタル信号をＤ／Ａ変換器によりアナログ信号に変換し、外部の駆動パルス生成部に出力する。これにより、バッテリの出力が低下した場合には、その低下分に応じて駆動パルスのオンパルス幅を拡げ、逆にバッテリの出力が上昇した場合には、その上昇分に応じて駆動パルスのオンパルス幅を狭めることによって、バッテリの時間的な出力変動による電動機の駆動への影響を軽減している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２５２６３号公報（段落００３５、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようにアナログ回路及びデジタル回路が混在する電子回路基板では、周辺回路との間でのレイアウト的な制約から、アナログ回路のグランドラインとデジタル回路のグランドラインとを完全に分離することは困難である。アナログ回路のグランドラインとデジタル回路のグランドラインとが分離されていない場合、アナログ回路からの信号がグランドラインを通るときに発生する微弱な電圧がデジタル回路にとってのノイズとなり得る。逆も同様であり、デジタル回路からの信号がグランドラインを通るときに発生する微弱な電圧がアナログ回路にとってのノイズとなり得る。これにより、アナログ回路及びデジタル回路の双方とも動作が不安定になるおそれがあった。同様に、インバータにおいてもバッテリの時間的な出力変動に追従した制御を良好に行うことが困難になるという問題があった。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、アナログ回路の基準電位とデジタル回路の基準電位との差を抑制して各回路をより安定に動作させることのできる電子回路基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る電子回路基板は、アナログ信号を処理するアナログ回路と、前記アナログ回路に接続された第１のグランドラインと、デジタル信号を処理するデジタル回路と、前記デジタル回路に接続され、前記第１のグランドラインと独立して設けられた第２のグランドラインと、前記第１のグランドラインと前記第２のグランドラインとの電位差を抑制するように前記第１のグランドラインと前記第２のグランドラインとの間に互いに極性が逆向きに接続された第１のダイオード及び第２のダイオードのペアを有する。
【０００８】
本発明では、アナログ回路に接続された第１のグランドラインの電位とデジタル回路に接続された第２のグランドラインの電位との差を、それぞれのグランドライン間に接続された第１のダイオード及び第２のダイオードによって抑制することができる。つまり、アナログ回路に接続された第１のグランドラインの電位がデジタル回路に接続された第２のグランドラインの電位より高い場合には第１のダイオードにより、各グランドライン間の電位差を最大でも第１のダイオードの順方向の電圧降下に抑制できる。同様にアナログ回路に接続された第１のグランドラインの電位がデジタル回路に接続された第２のグランドラインの電位より低い場合には、第２のダイオードにより、各グランドライン間の電位差を最大でも第２のダイオードの順方向の電圧降下に抑制できる。したがって、順方向の電圧降下の十分小さいダイオードを用いることで、各グランドライン間の電位差をアナログ回路及びデジタル回路の動作に問題無い程度とすることができ、アナログ回路及びデジタル回路の動作を安定させることができる。
【０００９】
上記アナログ回路及び上記デジタル回路を有する電子回路を複数有し、上記互いに極性が逆向きに接続された第１のダイオード及び第２のダイオードのペアを複数有し、個々の上記ペアが個々の上記電子回路の近傍に設けられるようにしてもよい。これにより、例えばそれぞれの第１のグランドラインと第２のグランドラインとが接続されている接続点より遠い箇所では、それぞれのペアのない場合には急峻なノイズの影響で大きなグランドの電圧変動があり得るが、本発明によれば、個々の上記ペアが個々の上記電子回路の近傍に設けられるので、それぞれの第１のグランドラインと第２のグランドラインとの間の電位差を抑制できる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明によれば、互いに接続されたアナログ回路とデジタル回路それぞれのグラントライン間の電位差を抑制して上記各回路の動作の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子回路基板を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る他の電子回路基板を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明の一実施形態に係る電子回路基板を示すブロック図である。  
【００１３】
電子回路基板１は、アナログ回路１１、第１のグランドライン１２、デジタル回路１３、第２のグランドライン１４、電位差抑制回路１５、第１のグランド１６，第２のグランド１７、及びこれを実装する基板１８等で構成される。
【００１４】
アナログ回路１１は第１のグランドライン１２と接続され、デジタル回路１３は第２のグランドライン１４と接続されている。第１のグランドライン１２及び第２のグランドライン１４はそれぞれ基板１８上に設けられたパターンであり、基板１８に独立して設けられた第１のグランド１６，第２のグランド１７にそれぞれ個別に接続されている。
【００１５】
電位差抑制回路１５は、アナログ回路１１の第１のグランドライン１２の電位（基準電位）とデジタル回路１３の第２のグランドライン１４の電位（基準電位）との電位差を抑制する回路である。この電位差抑制回路１５は、２つのダイオード１５１，１５２で構成されている。各ダイオード１５１，１５２はそれぞれアナログ回路１１の第１のグランドライン１２とデジタル回路１３の第２のグランドライン１４との間に互いに極性が逆向きに接続されている。
【００１６】
ダイオード１５１，１５２には、例えばショットキーダイオード、ツェナーダイオード等、所定の順電圧降下（ＶＦ）を有するダイオードが用いられる。
【００１７】
以上のように構成された電子回路基板１では、電位差抑制回路１５によって、アナログ回路１１の第１のグランドライン１２の電位とデジタル回路１３の第２のグランドライン１４の電位との差をダイオード１５１及びダイオード１５２それぞれの順方向の電圧降下（ＶＦ）にまで抑制することができる。これにより順方向の電圧降下（ＶＦ）の十分小さいダイオード１５１及びダイオード１５２を用いることで、アナログ回路１１及びデジタル回路１３の双方とも他方のグランドラインからのノイズによる影響を回避することができ、動作を安定させることができる。
【００１８】
＜第２の実施の形態＞
【００１９】
次に、本発明に係る第２の実施形態について図面を用いて説明する。
【００２０】
本実施形態は、電気自動車の駆動機構に用いられる電動機に駆動パルスを供給するインバータを制御するコントローラ用の電子回路基板に本発明を適用したものである。
【００２１】
図２は本実施形態の電子回路基板を示すブロック図である。
同図に示すように、本実施形態の電子回路基板２は、入力部２１、Ａ／Ｄ変換器２２、第１のグランドライン２３、第２のグランドライン２４、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）２５、Ｄ／Ａ変換器２６、第３のグランドライン２７、第４のグランドライン２８、出力部２９、第１の電位差抑制回路３０，第２の電位差抑制回路３１、信号ライン３２，３３，３４，３５、第１のグランド３６，第２のグランド３７，第３のグランド３８，第４のグランド３９、及びこれを実装する基板４０等で構成される。
【００２２】
入力部２１は、図示しないバッテリの出力を示すアナログ信号を外部よりとりこみ、信号ライン３２を通じてＡ／Ｄ変換器２２に出力する。Ａ／Ｄ変換器２２は、信号ライン３２を通じて入力部２１より入力されたバッテリ出力のアナログ信号をデジタル信号に変換し、信号ライン３３を通じてデジタルシグナルプロセッサ２５に出力する。デジタルシグナルプロセッサ２５は、信号ライン３３を通じてＡ／Ｄ変換器２２より入力されたバッテリ出力のデジタル信号に基づき所定の演算処理を実行し、演算結果を信号ライン３４を通じてＤ／Ａ変換器２６に出力する。ここで、所定の演算処理とは、例えば、バッテリ出力のデジタル信号をもとに電動機に供給する駆動パルスのオンパルス幅を演算する処理等である。Ｄ／Ａ変換器２６は、信号ライン３４を通じてデジタルシグナルプロセッサ２５より入力された駆動パルスオンパルス幅のデジタル信号をアナログ信号に変換し、信号ライン３５を通じて出力部２９に出力する。出力部２９は、信号ライン３５を通じてＤ／Ａ変換器２６から入力された駆動パルスオンパルス幅のアナログ信号を電子回路基板２の外部に出力する。
【００２３】
Ａ／Ｄ変換器２２には、アナログ信号を処理するアナログ回路２２１とデジタル信号を処理するデジタル回路２２２とが混在する。アナログ回路２２１は第１のグランドライン２３と接続され、デジタル回路２２２は第２のグランドライン２４と接続されている。第１のグランドライン２３及び第２のグランドライン２４はそれぞれ、基板４０上に独立して設けられたパターンであり、基板４０に独立して設けられた第１のグランド３６及び第２のグランド３７に個別に接続されている。
【００２４】
一方、Ｄ／Ａ変換器２６内にもデジタル信号を処理するデジタル回路２６１とアナログ信号を処理するアナログ回路２６２とが混在する。デジタル回路２６１は第３のグランドライン２７と接続され、アナログ回路２６２は第４のグランドライン２８と接続されている。第３のグランドライン２７及び第４のグランドライン２８はそれぞれ基板４０上に独立して設けられたパターンであり、基板４０に独立して設けられた第３のグランド３８及び第４のグランド３９に個別に接続されている。
【００２５】
第１の電位差抑制回路３０は、第１のグランドライン２３の電位（アナログ回路２２１の基準電位）と第２のグランドライン２４の電位（デジタル回路２２２の基準電位）との電位差を抑制する回路である。この第１の電位差抑制回路３０は、２つのダイオード３０１，３０２で構成されている。各ダイオード３０１，３０２はそれぞれ第１のグランドライン２３と第２のグランドライン２４との間に互いに極性が逆向きに接続されている。電子回路であるダイオード３０１，３０２のペアはＡ／Ｄ変換器２２の近傍に設けられている。
【００２６】
一方、第２の電位差抑制回路３１は、第３のグランドライン２７の電位（デジタル回路２６１の基準電位）と第４のグランドライン２８の電位（アナログ回路２６２の基準電位）との電位差を抑制する回路である。この第２の電位差抑制回路３１は、２つのダイオード３１１，３１２で構成されている。各ダイオード３１１，３１２はそれぞれ第３のグランドライン２７と第４のグランドライン２８との間に互いに逆向きに接続されている。電子回路であるダイオード３１１，３１２のペアはＤ／Ａ変換器２６の近傍に設けられている。つまり、個々のペアが個々の電子回路の近傍に設けられている。
【００２７】
以上のように構成された電子回路基板２では、第１の電位差抑制回路３０によって、Ａ／Ｄ変換器２２内のアナログ回路２２１に接続された第１のグランドライン２３の電位とＡ／Ｄ変換器２２内のデジタル回路２２２に接続された第２のグランドライン２４の電位との差をダイオード３０１及びダイオード３０２の順方向の電圧降下（ＶＦ）にまで抑制することができる。これにより順方向の電圧降下（ＶＦ）の十分小さいダイオード３０１及びダイオード３０２を用いることで、Ａ／Ｄ変換器２２内のアナログ回路２２１及びデジタル回路２２２の双方とも他方のグランドライン２３，２４からのノイズによる影響を回避することができ、Ａ／Ｄ変換器２２の動作を安定させることができる。
【００２８】
同様に、第２の電位差抑制回路３１によって、Ｄ／Ａ変換器２６内のデジタル回路２６１に接続された第３のグランドライン２７の電位とＤ／Ａ変換器２６内のアナログ回路２６２に接続された第４のグランドライン２８の電位との差をダイオード３１１及びダイオード３１２の順方向の電圧降下（ＶＦ）にまで抑制することができる。これにより順方向の電圧降下（ＶＦ）の十分小さいダイオード３１１及びダイオード３１２を用いることで、Ｄ／Ａ変換器２６内のデジタル回路２６１及びアナログ回路２６２の双方とも他方のグランドライン２７，２８からのノイズによる影響を回避することができ、Ｄ／Ａ変換器２６の動作を安定させることができる。
【００２９】
本実施形態では、電子回路基板２が大きくＡ／Ｄ変換器２２やＤ／Ａ変換器２６が入り組んで実装されている。このような場合には、例えば第１のグランドライン２３、第２のグランドライン２４とが接続されている接続点から遠い箇所では、各ダイオード３０１，３０２のない場合には急峻なノイズの影響で大きなグランドの電圧変動があり得る。仮に、この接続点から遠い箇所でも第１のグランドライン２３、第２のグランドライン２４とを接続すると、グランド間がループすることになり、Ａ／Ｄ変換器２２に悪影響を及ぼす。しかし、本実施形態によれば、この接続点から遠いＡ／Ｄ変換器２２の近傍にダイオード３０１，３０２が設けられているので、第１のグランドライン２３と第２のグランドライン２４との間の電位差を抑制できる。同様に、ダイオード３１１，３１２はＤ／Ａ変換器２６の近傍に設けられているので、第３のグランドライン２７及び第４のグランドライン２８についても電位差を抑制できる。
【００３０】
本発明に係る実施形態は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態が考えられる。
【００３１】
上記実施形態では、電位差抑制回路１５，３０，３１としてダイオードを用いる例を示したが、ダイオードに代えてトランジスタを用いて電位差抑制回路１５，３０，３１を構成することも可能である。
【００３２】
また、第２の実施形態では、電気自動車の駆動機構用の電動機に供給する駆動パルスを生成するインバータ用のコントローラの電子回路基板に本発明を適用した場合を説明したが、本発明は、アナログ回路とデジタル回路とが実装されたものであれば、その他の様々な構成の電子回路基板に適用できる。
【符号の説明】
【００３３】
１，２…電子回路基板
１１，２２１，２６２…アナログ回路
１２，２３…第１のグランドライン
１３，２２２，２６１…デジタル回路
１４，２４…第２のグランドライン
１５，３０，３１…電位差抑制回路
１６…第１のグランド
１７…第２のグランド
１８，４０…基板
２７…第３のグランドライン（第２のグランドライン）
２８…第４のグランドライン（第１のグランドライン）
１５１，１５２，３０１，３０２，３１１，３１２…ダイオード（第１のダイオード、第２のダイオード）
【図１】
2011216708.tif 000003
【図２】
2011216708.tif 000004