(57)【要約】【課題】信号伝送路における電磁波の輻射を低減する。【解決手段】グランドに接続されたグランド端子（ＧＮＤ）と、一対のクロックライン（ＣＬＫ１・ＣＬＫ２）に接続された一対の信号端子とが配置されたコネクタ部（１２）と、クロックライン（ＣＬＫ２）と接続され、出力部がグランド端子（ＧＮＤ）に接続されており、クロックライン（ＣＬＫ２）への出力信号の位相を反転する位相反転回路（１４）とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
上記基板に実装され、グランドに接続されたグランド端子と、上記基板に実装された回路に差動信号を出力するための一対の信号線に接続された一対の信号端子とが配置されたコネクタと、
入力部が上記一対の信号線のうち一方である接続線と接続され、出力部が上記グランド端子に接続されており、上記接続線への出力信号の位相を反転する位相反転回路とを備えていることを特徴とする回路基板。
【請求項２】
上記位相反転回路は、オペアンプを備えていることを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
上記オペアンプの出力部は、コンデンサを介して上記グランド端子に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の回路基板。
【請求項４】
上記オペアンプの出力部は、並列接続された複数のコンデンサを介して上記グランド端子に接続されており、
上記複数のコンデンサのインピーダンス特性は互いに異なっていることを特徴とする請求項２に記載の回路基板。
【請求項５】
上記位相反転回路は、上記接続線と接続された一次コイルと、上記グランド端子と接続された二次コイルと、を有するトランスであることを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項の回路基板を備えるテレビジョン受像機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板及びテレビジョン受像機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＶ及びモニターを製品として販売する際、その製品が発する電磁波が他の機器に影響を与えないことを保証する必要があり、そのため許容輻射量を周波数ごとに規定されたＥＭＩ(Electromagnetic Immunity)規格を準拠する設計が求められる。
【０００３】
電磁波の主たる輻射源としてＴＶ内の基板上の伝送路が考えられ、従来は、伝送周波数を分散する(Spread Spectrum)等の手法を用いて周波数ごとのエネルギーを分散し、ＥＭＩ規格内におさめるなどの対策が講じられてきた。
【０００４】
また、特許文献１には、高周波信号によって発生する電磁波ノイズの配線基板端面からの輻射を低減した多層配線基板が記載されている。特許文献１の多層配線基板は、電源層とグランド層と反転増幅回路とループアンテナとを有しており、電源層とグランド層との層間で多層配線基板の端面方向へ発生する電磁波ノイズにより変化した、電源層とグランド層の端面におけるノイズ電圧を反転させて増幅し、ループアンテナは、反転増幅回路により生成された電圧に基づいて電磁波ノイズの逆位相となる電磁波を生成する。これにより、互いに逆位相の電磁波が合成され打ち消されるため、多層プリント配線基板端面より輻射する電磁波ノイズを低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−８１１７５号公報（２００９年４月１６日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の従来技術は、電磁波ノイズを低減するためにループアンテナを用いる必要があり、基板の実装面積が増大するという問題がある。特に複数の周波数帯の電磁波ノイズを低減する必要がある場合には、対応する複数の周波数帯の電磁波を生成するために複数のループアンテナが必要となり、基板の実装面積が増大する。
【０００７】
また、高速で信号を伝送する信号伝送路に並走するグランドガード線を設けた構成では、信号伝送路のノイズがグランドガード線に伝搬し、グランドガード線がアンテナとなって電磁波ノイズが輻射する。特に、高速映像／音声入力端子であるＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface、登録商標）コネクタで信号を受信する回路基板の場合、ＨＤＭＩの伝送に関する規格が定められており、従来用いられてきたノイズ対策を適用することができない。
【０００８】
本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、信号伝送路における電磁波の輻射を低減するための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】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る回路基板は、基板と、上記基板に実装され、グランドに接続されたグランド端子と、上記基板に実装された回路に差動信号を出力するための一対の信号線に接続された一対の信号端子とが配置されたコネクタと、入力部が上記一対の信号線のうち一方である接続線と接続され、出力部が上記グランド端子に接続されており、上記接続線への出力信号の位相を反転する位相反転回路とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、信号伝送路における電磁波の輻射を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態１に係る表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】コンデンサの特性を示す図であり、（ａ）はコンデンサの等価回路図を示し、（ｂ）はコンデンサのインピーダンスの周波数特性を示す。
【図３】回路基板における各信号波形を示し、（ａ）は本実施形態の位相反転回路を用いないときのクロックラインの信号波形であり、（ｂ）はグランド端子に入力される信号波形であり、（ｃ）は本実施形態の位相反転回路を用いたときのクロックラインの信号波形である。
【図４】本発明の実施形態２に係る表示装置の構成を示す概略図である。
【図５】本発明の実施形態３に係る表示装置の構成を示す概略図である。
【図６】表示装置の外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
〔実施形態１〕
以下、本発明の実施の形態について、図１〜３、および図６に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図６は、本発明の実施形態１に係る表示装置の外観を示す図である。また、図１は、本実施形態に係る表示装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、表示装置１００（テレビジョン受像機）は、画像を表示する表示部１と、表示部１に入力する画像データを処理する回路基板１０とを備えている。
【００１４】
回路基板１０は基板１１を備えており、基板１１上には、コネクタ部１２、データ受信回路１３（回路）、位相反転回路１４、およびコンデンサ１６が実装されている。
【００１５】
コネクタ部１２は、外部機器からデータを取り込むためのレセプタクル側のコネクタであり、例えば、ＨＤＭＩコネクタであってもよい。コネクタ部２には、表示装置１００と外部機器とを繋ぐケーブルが接続される複数の信号端子と、グランドに接続されたグランド端子ＧＮＤとが配置されている。グランド端子ＧＮＤからは、信号線と並走する図示しないグランドガード線が引き伸ばされている。信号端子からは、図１に示す一対のクロックラインＣＬＫ１・ＣＬＫ２、および図示しないデータラインなどの複数の信号線が引き伸ばされており、データ受信回路１３に接続されている。一対のクロックラインＣＬＫ１・ＣＬＫ２は、データ受信回路３に差動信号を出力する。
【００１６】
データ受信回路１３は、コネクタ部２および信号線を介して伝送された信号を受信し、必要な信号処理を施し、画像を表示するための表示信号を表示部１に供給する。
【００１７】
位相反転回路１４は、オペアンプ１５と、抵抗Ｒ１・Ｒ２を含んで構成されている。オペアンプ１５は、プラス側入力端子がグランドに接続されており、マイナス側入力端子（入力部）が抵抗Ｒ１を介して一方のクロックラインＣＬＫ２（接続線）に接続されており、出力端子が抵抗Ｒ２を介してマイナス側入力端子に接続されている。すなわち、オペアンプ１５は、反転増幅回路を構成しており、マイナス側入力端子に入力されるクロックラインＣＬＫ２の信号の位相を反転して出力する。また、オペアンプ１５の出力端子（出力部）は、コンデンサ１６の一端に接続されている。抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２を変化させることによって、オペアンプ１５の出力信号の振幅を調整することができる。
【００１８】
コンデンサ１６の他端は、コネクタ部１２のグランド端子ＧＮＤに接続されている。すなわち、オペアンプ１５の出力端子は、コンデンサ１６を介してグランド端子ＧＮＤに接続されている。
【００１９】
図２は、コンデンサの特性を示す図であり、（ａ）はコンデンサの等価回路図を示し、（ｂ）はコンデンサのインピーダンスの周波数特性を示す。図２の（ｂ）のグラフ中、横軸は周波数であり、縦軸はインピーダンスである。
【００２０】
図２の（ａ）に示すように、コンデンサ１６は、キャパシタンスと直列に、等価直列インダクタンスＥＳＬ（寄生インダクタンス）および等価直列抵抗ＥＳＲの成分を含んでいる。図２の（ｂ）のグラフ中に実線で示すコンデンサ１６のインピーダンスの周波数特定は、等価直列インダクタンスＥＳＬおよび等価直列抵抗ＥＳＲに応じて定まり、特定の周波数においてインピーダンスが小さくなる。そのため、コンデンサ１６は、インピーダンスが極小となるときの周波数ｆ１の信号を通すバンドパスフィルターとして機能する。
【００２１】
コンデンサ１６のインピーダンスが極小となるときの周波数ｆ１は、予め、クロックラインＣＬＫ１・ＣＬＫ２などの信号線に含まれ得るコモンモードノイズの周波数と同等の周波数となるように設計されている。コモンモードノイズは表示部１の解像度に応じた周波数成分を有するため、表示部１の解像度に基づいて、コンデンサ１６のインピーダンスが極小となるときの周波数ｆ１を設計することができる。例えば、表示部１の解像度が４８０ｐであれば、信号線に含まれるコモンモードノイズの周波数は１３５ＭＨｚとなるため、予め、コンデンサ１６のインピーダンスが極小となるときの周波数ｆ１も１３５ＭＨｚとなるように設計される。
【００２２】
図３は、回路基板における各信号波形を示し、（ａ）は本実施形態の位相反転回路を用いないときのクロックラインの信号波形であり、（ｂ）はグランド端子に入力される信号波形であり、（ｃ）は本実施形態の位相反転回路を用いたときのクロックラインの信号波形である。
【００２３】
図３の（ａ）に示すように、クロックラインＣＬＫ２の信号（矩形波）には、コモンモードノイズが含まれている。以下では、一例として、表示部１の解像度が４８０ｐであり、コモンモードノイズは１３５ＭＨｚであるものとする。１３５ＭＨｚのコモンモードノイズを含んでいるクロックラインＣＬＫ２の信号を、オペアンプ１５のプラス側入力端子に入力することによって、オペアンプ１５の出力端子から、図３の（ａ）に示す信号波形の位相を反転させた信号が出力される。
【００２４】
そして、図３の（ａ）に示す信号波形の位相を反転させた信号を、コンデンサ１６の一端に入力することによって、コンデンサ１６の他端からは、図３の（ｂ）に示すような、コモンモードノイズの成分の位相を反転させた信号が出力され、グランド端子ＧＮＤに入力される。
【００２５】
すなわち、グランド端子ＧＮＤには、クロックラインＣＬＫ２の信号に含まれるコモンモードノイズ成分を反転させた信号が入力される。そのため、クロックラインＣＬＫ２からグランドガード線に伝搬されるコモンモードノイズを相殺（キャンセル）することができる。その結果、本実施形態の回路基板１０ではオペアンプ１５という簡易な構成により、グランドガード線がアンテナとなって電磁波ノイズを輻射することを抑制することができる。具体例として、位相反転回路１４を有しない回路基板ではＥＭＩが−１１．８３ｄＢｍＶであり、位相反転回路１４を備えることによってＥＭＩが−１４．４６ｄＢｍＶに低減することができた。
【００２６】
さらに、グランド端子およびグランドガード線のノイズをキャンセルすることによって、図３の（ｃ）に示すように、クロックラインＣＬＫ１・ＣＬＫ２などの信号線におけるコモンモードノイズを低減することができる。
【００２７】
なお、本実施形態では、表示部１の解像度が４８０ｐでありコモンモードノイズは１３５ＭＨｚであるものとして説明したが、コモンモードノイズの周波数はこれに限られず、例えば表示部１の解像度が１０８０ｉであれば、信号線に含まれるコモンモードノイズの周波数は３７１ＭＨｚとなり、表示部１の解像度が１０８０ｐであれば、信号線に含まれるコモンモードノイズの周波数は７４２ＭＨｚとなり、表示部１の解像度が４Ｋかつ３０Ｈｚ駆動であれば、信号線に含まれるコモンモードノイズの周波数は１４８５ＭＨｚとなり、表示部１の解像度が４Ｋかつ６０Ｈｚ駆動であれば、信号線に含まれるコモンモードノイズの周波数は２９７０ＭＨｚとなる。そのため、信号線に含まれるコモンモードノイズの周波数に合わせて、予めコンデンサ１６のインピーダンスが極小となるときの周波数ｆ１を設計することが好ましい。
【００２８】
また、本実施形態では、オペアンプ１５のマイナス側入力端子が抵抗Ｒ１を介してクロックラインＣＬＫ２に接続されており、マイナス側入力端子に入力されるクロックラインＣＬＫ２の信号の位相を反転して出力するものとして説明したが、マイナス側入力端子に入力される信号はこれに限られない。すなわち、オペアンプ１５のマイナス側入力端子が抵抗Ｒ１を介してクロックラインＣＬＫ１などの他の信号線に接続されており、マイナス側入力端子に入力される他の信号線の信号の位相を反転して出力してもよい。このような構成であっても、グランドガード線に伝搬されるコモンモードノイズを相殺することができ、電磁波ノイズを輻射することを抑制することができる。
【００２９】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００３０】
図４は、本実施形態に係る表示装置の構成を示す概略図である。図４に示すように、本実施形態の表示装置２００（テレビジョン受像機）は、実施形態１の表示装置１００の回路基板１０に代えて、回路基板１１０を備えている点を除けば、実施形態１に係る表示装置１００と同じ構成を有している。
【００３１】
回路基板１１０では、オペアンプ１５の出力端子（出力部）は、コンデンサ部１１６の一端に接続されている。コンデンサ部１１６は、並列接続された複数のコンデンサ１１６Ａ・１１６Ｂ・１１６Ｃで構成されている。
【００３２】
コンデンサ部１１６の他端は、コネクタ部１２のグランド端子ＧＮＤに接続されている。すなわち、オペアンプ１５の出力端子は、並列接続された複数のコンデンサ１１６Ａ・１１６Ｂ・１１６Ｃを介してグランド端子ＧＮＤに接続されている。
【００３３】
コンデンサ１１６Ａ・１１６Ｂ・１１６Ｃのインピーダンス特性は互いに異なっている。すなわち、コンデンサ１１６Ａ・１１６Ｂ・１１６Ｃは、インピーダンスが極小となるときの周波数ｆ１が互いに異なっている。
【００３４】
例えば、コンデンサ１１６Ａのインピーダンスが極小となるときの周波数ｆ１Ａは１３５ＭＨｚであり、コンデンサ１１６Ｂのインピーダンスが極小となるときの周波数ｆ１Ｂは３７１ＭＨｚであり、コンデンサ１１６Ａのインピーダンスが極小となるときの周波数ｆ１Ｃは７４２ＭＨｚである。
【００３５】
これにより、クロックラインＣＬＫ１・ＣＬＫ２などの信号線に含まれ得るコモンモードノイズの周波数が複数存在する場合であっても、各コモンモードノイズの周波数の成分を反転させた信号をグランド端子ＧＮＤに入力することができる。
【００３６】
これにより、複数種の周波数のコモンモードノイズに対応して、コモンモードノイズを相殺（キャンセル）することができる。
【００３７】
〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００３８】
図５は、本実施形態に係る表示装置の構成を示す概略図である。図５に示すように、本実施形態の表示装置３００（テレビジョン受像機）は、実施形態１の表示装置１００の回路基板１０に代えて、回路基板２１０を備えている点を除けば、実施形態１に係る表示装置１００と同じ構成を有している。
【００３９】
回路基板２１０は基板１１を備えており、基板１１上には、コネクタ部１２、データ受信回路１３、位相反転回路２１４、およびコンデンサ２１５が実装されている。
【００４０】
位相反転回路２１４は、コイル２１１（一次コイル）と、コイル２１２（二次コイル）と、コンデンサ２１３とを備えている。コイル２１１は、一端がクロックラインＣＬＫ２に接続されており、他端がコンデンサ２１３の一端に接続されている。コンデンサ２１３の他端はグランドに接続されている。すなわち、コイル２１１と、コイル２１２と、コンデンサ２１３は、トランスを構成している。そのため、位相反転回路２１４は、コイル２１１に入力されるクロックラインＣＬＫ２の信号のうち、コイル２１１・２１２のインダクタンスＬとコンデンサ２１３の容量Ｃに基づいて定まる所定の周波数成分の位相を反転した信号をコイル２１２の他端から出力する。
【００４１】
コイル２１２は、一端がグランドに接続されており、他端が、抵抗Ｒ４を介してグランドに接続されているとともに、抵抗Ｒ３を介してコンデンサ２１５の一端に接続されている。抵抗Ｒ３および抵抗Ｒ４を変化させることによって、コンデンサ２１５の一端に入力される信号の振幅を調整することができる。コンデンサ２１５の他端は、コネクタ部１２のグランド端子ＧＮＤに接続されている。すなわち、コイル２１２は、抵抗Ｒ３およびコンデンサ２１５を介してグランド端子ＧＮＤに接続されている。
【００４２】
そのため、コイル２１１・２１２のインダクタンスＬとコンデンサ２１３の容量Ｃに基づいて定まる所定の周波数成分を、コモンモードノイズの周波数に合わせるようにトランスを設計しておくことによって、グランド端子ＧＮＤに、クロックラインＣＬＫ２の信号に含まれるコモンモードノイズ成分の位相を反転させた信号を入力することができる。
【００４３】
これにより、クロックラインＣＬＫ２からグランドガード線に伝搬されるコモンモードノイズを相殺（キャンセル）することができる。その結果、本実施形態の回路基板２１０では、コイル２１１・２１２およびコンデンサ２１３からなるトランスという簡易な構成により、グランドガード線がアンテナとなって電磁波ノイズを輻射することを抑制することができる。
【００４４】
本実施形態の回路基板２１０は、実施形態１と同様に、表示装置１００と外部機器とを繋ぐケーブルをコネクタ部１２に接続して、外部機器からデータを取り込むための回路基板として用いてもよい。また、表示装置３００の内部において、他の基板からデータを取り込むための回路基板として用いてもよい。
【００４５】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る回路基板（１０、１１０、２１０）は、基板（１１）と、上記基板に実装され、グランドに接続されたグランド端子（ＧＮＤ）と、上記基板に実装された回路に差動信号を出力するための一対の信号線（クロックラインＣＬＫ１・ＣＬＫ２）に接続された一対の信号端子とが配置されたコネクタ（コネクタ部１２）と、入力部が上記一対の信号線のうち一方である接続線（クロックラインＣＬＫ２）と接続され、出力部が上記グランド端子に接続されており、上記接続線への出力信号の位相を反転する位相反転回路（１４、２１４）とを備えていることを特徴とする。
【００４６】
上記の構成によれば、信号線から、グランド端子に接続されたグランドガード線に伝搬されるノイズを相殺することができる。これにより、グランドガード線がアンテナとなって電磁波ノイズを輻射することを抑制することができる。
【００４７】
さらに、グランドガード線のノイズをキャンセルすることによって、信号線におけるコモンモードノイズを低減することができる。
【００４８】
本発明の態様２に係る回路基板は、上記態様１において、上記位相反転回路は、オペアンプ（１５）を備えている構成であってもよい。
【００４９】
本発明の態様３に係る回路基板は、上記態様２において、上記オペアンプの出力部は、コンデンサ（１６）を介して上記グランド端子に接続されている構成であってもよい。
【００５０】
本発明の態様４に係る回路基板は、上記態様２において、上記オペアンプの出力部は、並列接続された複数のコンデンサ（１６Ａ・１６Ｂ・１６Ｃ）を介して上記グランド端子に接続されており、上記複数のコンデンサのインピーダンス特性は互いに異なっている構成であってもよい。
【００５１】
上記の構成によれば、信号線に含まれ得るコモンモードノイズの周波数が複数存在する場合であっても、各コモンモードノイズの周波数の成分を反転させた信号をグランド端子に入力することができる。これにより、複数種の周波数のコモンモードノイズに対応して、コモンモードノイズを相殺することができる。
【００５２】
本発明の態様５に係る回路基板は、上記態様１において、上記位相反転回路は、上記接続線と接続された一次コイル（コイル２１１）と、上記グランド端子と接続された二次コイル（コイル２１２）と、を有するトランスである構成であってもよい。
【００５３】
本発明の態様６に係るテレビジョン受像機（表示装置１００、２００、３００）は、上記態様１〜５の何れかの回路基板を備えていてもよい。
【００５４】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【符号の説明】
【００５５】
２  コネクタ部（コネクタ）
３  データ受信回路
１０、１１０、２１０  回路基板
１１  基板
１２  コネクタ部
１３  データ受信回路（回路）
１４、２１４  位相反転回路
１５  オペアンプ
１６  コンデンサ
１００、２００、３００  表示装置（テレビジョン受像機）
１１６Ａ・１１６Ｂ・１１６Ｃ  コンデンサ
２１１  コイル（一次コイル）
２１２  コイル（二次コイル）
ＣＬＫ１、ＣＬＫ２  クロックライン（信号線、接続線）
ＧＮＤ  グランド端子
【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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