電子装置及び電子装置の放射ノイズ低減方法
【課題】 電子装置からの放射ノイズを簡単な構成で確実に低減させる。
【解決手段】 直流的に互いが非導通な２系統の電源パターン１０，１２を介して別々の動作電圧Ｖmain，Ｖsub が供給される２つのＩＣ１，２が、信号線６を介して通信を行うように構成された電子装置３０において、上記２つの電源パターン１０，１２の間にコンデンサＣを接続する。この電子装置３０によれば、一方のＩＣが送信することで、その送信側のＩＣの電源パターンの電荷量が落ち込むと共に、受信側のＩＣの電源パターンの電荷量が信号線６に伝達される信号のオーバーシュートによって過剰となる現象が生じる際に、受信側のＩＣの電源パターンの過剰な電荷がコンデンサＣによって送信側のＩＣの電源パターンへ戻される。よって、２つのＩＣ１，２が通信を行う際に両ＩＣ１，２の動作電圧Ｖmain，Ｖsub が変動して発生する放射ノイズを、確実に低減することができる。
【解決手段】 直流的に互いが非導通な２系統の電源パターン１０，１２を介して別々の動作電圧Ｖmain，Ｖsub が供給される２つのＩＣ１，２が、信号線６を介して通信を行うように構成された電子装置３０において、上記２つの電源パターン１０，１２の間にコンデンサＣを接続する。この電子装置３０によれば、一方のＩＣが送信することで、その送信側のＩＣの電源パターンの電荷量が落ち込むと共に、受信側のＩＣの電源パターンの電荷量が信号線６に伝達される信号のオーバーシュートによって過剰となる現象が生じる際に、受信側のＩＣの電源パターンの過剰な電荷がコンデンサＣによって送信側のＩＣの電源パターンへ戻される。よって、２つのＩＣ１，２が通信を行う際に両ＩＣ１，２の動作電圧Ｖmain，Ｖsub が変動して発生する放射ノイズを、確実に低減することができる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、信号線を介して通信を行う２つのＩＣを備えた電子装置に関し、特に、その２つのＩＣの各々に対して、直流的に互いが非導通の２系統の電源パターンにより個別の動作電圧を供給するように構成された電子装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えば自動車のエンジンやトランスミッション等を制御する車載用の電子装置として、信号線を介して通信を行う２つのＩＣを備えると共に、その２つのＩＣの各々に対して、直流（ＤＣ）的に互いが非導通の２系統の電源パターンを介し個別の動作電圧を供給するように構成されたものがある。
【０００３】ここで、こうした電子装置の構成の一例について、図７を用い具体的に説明する。図７に示すように、この例の車載用電子装置１００は、車両のイグニッションスイッチ１０２がオンされている場合にのみバッテリ１０４のプラス端子（＋）に接続される第１の電源線＋Ｂ1 と、バッテリ１０４のプラス端子（＋）に常時接続された第２の電源線＋Ｂ2 と、バッテリ１０４のマイナス端子（−）及び車両のボディに接続された接地（グランド：ＧＮＤ）線Ｅ1 とに接続されている。
【０００４】そして、この電子装置１００は、２つのＩＣ１，２と、イグニッションスイッチ１０２がオンされている場合に第１の電源線＋Ｂ1 を介して供給されるバッテリ電圧（バッテリ１０４のプラス端子の電圧であり、通常１２Ｖ）から、ＩＣ１が動作するための第１動作電圧Ｖmain（この例では５Ｖ）を生成して出力するための第１のトランジスタＴｒ1 と、この第１のトランジスタＴｒ1 によって出力される第１動作電圧Ｖmainから、ＩＣ２が動作するための第２動作電圧Ｖsub （この例では５Ｖよりも若干低い電圧）を生成して出力するための第２のトランジスタＴｒ2 と、上記２つのトランジスタＴｒ1 ，Ｔｒ2 を制御する電源制御ＩＣ４とを備えている。
【０００５】尚、この例の電子装置１００では、上記２つのＩＣ１，２のうち、一方のＩＣ１がマイクロコンピュータであり、他方のＩＣ２がＲＡＭである。そして、その２つのＩＣ１，２は、複数の信号線６からなるバス８によって互いに接続されており、そのバス８の各信号線６を介してデータ転送のための通信を行う。
【０００６】このように構成された電子装置１００において、イグニッションスイッチ１０２がオンされている場合には、電源制御ＩＣ４が、自己の端子Ｐ1 からの出力電圧により第１のトランジスタＴｒ1 のベース電流を制御して、その第１のトランジスタＴｒ1 のコレクタから第１動作電圧Ｖmainを出力させる。そして、その第１動作電圧Ｖmainは、当該電子装置１００を構成するプリント配線基板に形成された第１の電源パターン１０を介してＩＣ１に供給される。
【０００７】そして更に、イグニッションスイッチ１０２がオンされている場合には、電源制御ＩＣ４が、自己の端子Ｐ2 からの出力電圧により第２のトランジスタＴｒ2のベース電流を制御して、その第２のトランジスタＴｒ2 のコレクタから第２動作電圧Ｖsub を出力させる。そして、その第２動作電圧Ｖsub は、当該電子装置１００を構成する上記プリント配線基板に形成された第２の電源パターン１２を介してＩＣ２に供給される。
【０００８】また、イグニッションスイッチ１０２がオフされると、第１のトランジスタＴｒ1 から第１動作電圧Ｖmainが出力されなくなる。そして、それに伴い、第２のトランジスタＴｒ2 からも第２動作電圧Ｖsub が出力されなくなるが、この場合には、ＲＡＭであるＩＣ２に記憶された制御データを継続して保持するために、電源制御ＩＣ４が、第２の電源線＋Ｂ2 から自己の端子Ｐ3 に入力されるバッテリ電圧を元にＩＣ２用の上記第２動作電圧Ｖsub を内部で生成し、その生成した第２動作電圧Ｖsub を自己の端子Ｐ4 から上記第２の電源パターン１２へ出力する。尚、電源制御ＩＣ４は、イグニッションスイッチ１０２がオフされると、２つのトランジスタＴｒ1 ，Ｔｒ2 を共にオフさせる。
【０００９】一方、図７に例示した電子装置１００とは異なる構成の電子装置として、例えば図８のような構成の電子装置１０６も考えられる。即ち、図８に例示する電子装置１０６では、図７の電子装置１００と比較して、第２のトランジスタＴｒ2 のエミッタが、第１のトランジスタＴｒ1 のコレクタではなく、第２の電源線＋Ｂ2 に接続されている。そして、この電子装置１０６において、イグニッションスイッチ１０２がオンされている場合には、電源制御ＩＣ４が、第１のトランジスタＴｒ１と第２のトランジスタＴｒ2 とを両方共にオンさせて、第１の電源線＋Ｂ1 から供給されるバッテリ電圧を元に第１動作電圧Ｖmainを生成させると共に、第２の電源線＋Ｂ2 から供給されるバッテリ電圧を元に第２動作電圧Ｖsub を生成させる。また、電源制御ＩＣ４は、イグニッションスイッチ１０２がオフされると、第１のトランジスタＴｒ1 はオフさせるが、第２のトランジスタＴｒ2 はオンさせたままにする。尚、図８に例示する電子装置１０６の場合、電源制御ＩＣ４の端子Ｐ4 は、第２動作電圧Ｖsub の電圧値をモニタするための入力端子として用いられる。
【００１０】そして、図８のような電子装置１０６によっても、図７の電子装置１００と同様に、イグニッションスイッチ１０２がオフされてＩＣ１への第１動作電圧Ｖmainの供給が停止されても、ＩＣ２へは第１の電源パターン１０とＤＣ的に非導通である別系統の第２の電源パターン１２により継続して第２動作電圧Ｖsub が供給されることとなり、ＩＣ２内の制御データを常時保持（所謂メモリバックアップ）することができる。
【００１１】ところで、図７及び図８に例示した電子装置１００，１０６のように、２系統の電源パターン１０，１２を介して別々の動作電圧Ｖmain，Ｖsub が供給される２つのＩＣ１，２が、信号線６を介して高速通信を行う構成の場合には、両ＩＣ１，２が通信を行うことにより、各動作電圧Ｖmain，Ｖsub が変動してノイズが発生し、そのノイズが電子装置から外部への放射ノイズとなる。
【００１２】この放射ノイズの発生メカニズムについて具体的に説明すると、例えば、図７及び図８に例示した電子装置１００，１０６において、ＩＣ１が信号線６にハイレベルの信号を出力する際には、図９に示すように、ＩＣ１内の出力部１４を構成するＰチャネルＭＯＳトランジスタＴa とＮチャネルＭＯＳトランジスタＴbとのうちでＰチャネルＭＯＳトランジスタＴa の方がオンされることとなるが、そのハイレベルの信号を出力するための電流は、図９における実線の矢印で示すように、第１動作電圧Ｖmainから得ることとなる。
【００１３】そのため、第１動作電圧ＶmainをＩＣ１に供給する第１の電源パターン１０の電荷量は、図１０（Ａ）に示すように、ＩＣ１がハイレベルを出力する毎に安定電荷状態から落ち込み、それに伴い第１動作電圧Ｖmainが変動することとなる。しかも、図９に示すように、ＩＣ１の出力部１４から出力される信号には、実際には電源電圧（第１動作電圧Ｖmain）以上の電圧を伴ったオーバーシュートと呼ばれる高周波成分が含まれている。よって、ＩＣ２側で信号を受ける際には、ＩＣ２内の入力部１６に備えられた２つの入力保護ダイオードＤa ，Ｄb のうちでカソードが第２動作電圧Ｖsub に接続された方の入力保護ダイオードＤa を通って、図９における一点鎖線の矢印で示すように、上記高周波成分が第２動作電圧Ｖsub に混入することとなる。
【００１４】このため、第２動作電圧Ｖsub をＩＣ２に供給する第２の電源パターン１２の電荷量は、図１０（Ｂ）に示すように、ＩＣ１がハイレベルの信号を出力する毎に安定電荷状態からパルス的に増大し、それに伴い第２動作電圧Ｖsub が変動することとなる。
【００１５】そして、このように第１動作電圧Ｖmainと第２動作電圧Ｖsub が変動すると、その各動作電圧Ｖmain，Ｖsub の電源系全体の回路で電気的に不安定な状態となり、元の安定した状態へ戻るために、ノイズ放射という形でエネルギーのバランスを取ることとなる。そして、これが電子装置からの放射ノイズの原因となる。
【００１６】尚、図９及び図１０は、ＩＣ１が信号を送信し、その信号をＩＣ２が受信する場合を表しているが、上記放射ノイズの発生メカニズムは、ＩＣ２が信号を送信し、その信号をＩＣ１が受信する場合でも同様である。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】ここで、上記のように２つのＩＣが通信を行うことによって発生する放射ノイズレベルを低減するための方法としては、まず、従来から採用されているように、各ＩＣの電源パターンとグランドパターンとの間に、バイパスコンデンサと呼ばれるコンデンサを夫々設けて、各動作電圧の安定化を図ることが考えられる。
【００１８】具体例を挙げると、図７及び図８に示すように、ＩＣ１側の第１の電源パターン１０とグランドパターン（バッテリ１０４のマイナス端子に接続されている配線パターン）１８との間にバイパスコンデンサとしてのコンデンサ２０を接続し、同様に、ＩＣ２側の第２の電源パターン１２とグランドパターン１８との間にバイパスコンデンサとしてのコンデンサ２２を接続する。
【００１９】しかしながら、このようなバイパスコンデンサを設ける従来の方法では、各ＩＣ自身が動作することだけに起因して発生する動作電圧の変動を抑制するのには効果があるが、他のＩＣと信号線を介して高速通信を行うことで発生する各動作電圧の変動に対しては、充分な効果を発揮することができない。
【００２０】特に、この方法の場合には、各ＩＣ毎に設けられるバイパスコンデンサの容量や接続位置等を適宜調整して、放射ノイズ対策を行うこととなるが、例えば車両用の電子装置においては、電子装置単体での電源パターンとグランドパターンとの間のインピーダンスと、車両搭載状態での電源パターンとグランドパターンとの間のインピーダンスとには差が生じるため、調整がうまくとれない。つまり、各ＩＣ毎に設けたバイパスコンデンサの容量等を電子装置が単体の状態で調整しても、電子装置を車両に搭載した状態では条件が違ってしまい、放射ノイズを容易且つ確実に低減することができない。
【００２１】一方、放射ノイズを低減するための別の方法として、２つのＩＣを接続する信号線に対して直列に抵抗器或いはインダクタンスを挿入する方法もある。つまり、この方法では、信号を出力する側のＩＣからの流出電流を抑制することで、そのＩＣの動作電圧の安定化を図る効果と、信号線に流れる電流を抑制することで、その信号線の周囲で形成される電流変化に起因した磁界変化を抑える効果とにより、放射ノイズを低減させるのである。
【００２２】しかしながら、この方法では、２つのＩＣ間に信号線が多数ある場合に、その各信号線に対して抵抗器或いはインダクタンスを挿入しなければならず、近年における電子装置の小型化及び高集積化の傾向を考慮すると、不利な面が大きい。特に、車載用の電子装置では、図７及び図８に例示したように、２つのＩＣはバスを形成する複数の信号線によって互いに接続される場合が多く、しかも、車載用の電子装置は、自動車という限られた空間内に配置されるため、その大きさには制限がある。よって、信号線に対して抵抗器或いはインダクタンスを挿入する方法は、車両用の電子装置に採用できない場合が多い。
【００２３】一方、プリント配線基板における電源パターンとグランドパターンの面積を拡大することも、放射ノイズを低減させるための１つの方法として考えられる。つまり、電源パターンとグランドパターンの静電容量を増大させて、動作電圧の変動を抑制するのである。
【００２４】しかしながら、この方法も、近年における電子装置の小型化及び高集積化の傾向を考慮すると、電源パターンとグランドパターンの面積を拡大するのには限度があるため、充分な効果を得ることができない。本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、電子装置からの放射ノイズを簡単な構成で確実に低減させることを目的としている。
【００２５】
【課題を解決するための手段、及び発明の効果】上記目的を達成するためになされた本発明の電子装置は、信号線により互いに接続されて通信を行う２つのＩＣと、その各ＩＣに夫々対応して設けられ、対応する方のＩＣが動作するための動作電圧を出力する２つの電力供給手段と、直流的に互いが非導通に形成され、前記２つの電力供給手段から夫々出力される動作電圧の各々を、前記２つのＩＣのうちで該当する方のＩＣに供給する２つの電源パターンとを備えているが、特に、前記２つの電源パターンの間にコンデンサが接続されている。
【００２６】つまり、本発明の電子装置では、図７及び図８に例示した電子装置１００，１０６と同様に、直流的に非導通な２系統の電源パターンを介して２つのＩＣの各々へ別々の動作電圧が供給され、その２つのＩＣが信号線を介して通信を行うように構成されているが、各ＩＣへ動作電圧を供給する２つの電源パターンを、コンデンサによって交流（ＡＣ）的に結合するようにしている。
【００２７】このような本発明の電子装置によれば、図９及び図１０を用いて前述したように、一方のＩＣが送信することで、その送信側のＩＣの電源パターンの電荷量が落ち込むと共に、受信側のＩＣの電源パターンの電荷量が信号線に伝達される信号のオーバーシュートによって過剰となる現象が生じる際に、受信側のＩＣの電源パターンの過剰な電荷がコンデンサによって送信側のＩＣの電源パターンへ戻されることとなる。
【００２８】つまり、２つの電源パターン間に接続されたコンデンサにより、図４における点線の矢印で示すように、送信側のＩＣの電源パターンから受信側のＩＣの電源パターンに移動する過剰な電荷を元の位置へ戻す経路が形成され、その結果、各ＩＣの動作電圧の変動が相殺されることとなる。
【００２９】よって、本発明の電子装置によれば、２つのＩＣが通信を行う際に両ＩＣの動作電圧が変動して発生する放射ノイズを、確実に低減することができる。しかも、２つのＩＣの各動作電圧は、当該電子装置に設けられた２つの電力供給手段から一定電圧として出力されるため、２つの電源パターンのコンデンサによる結合（コンデンサ結合）は、当該電子装置の外部における配線状態等の外部条件の影響を受け難いものとなる。このため、当該電子装置単体で、コンデンサの容量や接続位置等を調整しても、実際の使用状態と大差なく放射ノイズの低減効果を発揮することができ、装置の開発時間を短縮することができる。
【００３０】また更に、本発明の電子装置によれば、放射ノイズの低減効果だけではなく、外来ノイズの照射を受けた場合にも、効果を発揮することができる。つまり、外来ノイズによって各ＩＣの動作電圧が変動するような場合に、コンデンサには、その電圧変動を平滑するように電流が流れることとなり、コンデンサによって交流的には各電源パターンの面積及び静電容量を大きくしたのと同様の電圧変動抑制効果が得られるからである。
【００３１】このように本発明の電子装置によれば、当該装置からの放射ノイズを簡単な構成で確実に低減することができ、外来ノイズの影響も受け難くなる。ところで、送信側のＩＣと受信側のＩＣとが決まっているのであれば、コンデンサとしては極性の有るコンデンサを用いることができるが、請求項２に記載のように、コンデンサとして、電流を双方向に流すことができる極性の無いコンデンサを用いれば、２つのＩＣが送受信を行う場合であっても、信頼性を損ねることなく前述した放射ノイズ低減効果を得ることができる。
【００３２】尚、極性の無いコンデンサとしては、一般的にフィルムコンデンサや積層セラミックコンデンサがある。また、アルミ電解コンデンサの中にも、種類によっては極性が無いものがある。一方、電源パターン上での電圧変動は、水面に波紋が広がるのと同様に、発生源を中心にして放射状に拡散する傾向がある。
【００３３】そこで、請求項３に記載のように、前記コンデンサ（２つの電源パターンの間に接続されるコンデンサ）を複数個備え、その各コンデンサを、当該電子装置を構成するプリント配線基板における複数箇所に夫々設けるようにすれば、ＩＣの動作電圧の変動を効率的に抑制して放射ノイズをより確実に低減させることができる。
【００３４】また、請求項４に記載のように、前記コンデンサと直列に抵抗器或いはインダクタンスを接続するように構成すれば、外来ノイズの影響を一層抑制することができる。つまり、外来ノイズの照射を受けて不安定になった動作電圧を平滑にするようにコンデンサに流れる電流を、抵抗器或いはインダクタンスによって熱に変換することができ、ノイズ耐量を向上させることができるからである。
【００３５】一方、本発明の放射ノイズ低減方法は、請求項５に記載のように、信号線により互いに接続され、該信号線を介して通信を行う２つのＩＣと、その各ＩＣに夫々対応して設けられ、対応する方のＩＣが動作するための動作電圧を出力する２つの電力供給手段と、直流的に互いが非導通に形成され、前記２つの電力供給手段から夫々出力される動作電圧の各々を、前記２つのＩＣのうちで該当する方のＩＣに供給する２つの電源パターンとを備えた電子装置に用いられ、該電子装置から放射される放射ノイズを低減するための方法であって、前記２つの電源パターンの間にコンデンサを接続することを特徴としている。
【００３６】そして、この放射ノイズ低減方法によれば、請求項１に記載の電子装置を得ることができ、前述したように、放射ノイズを簡単な構成で確実に低減できると共に、外来ノイズの影響を受け難い電子装置を得ることができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態について、図面を用いて説明する。まず図１は、第１実施形態の電子装置３０の主要部を表す回路図である。尚、本第１実施形態の電子装置３０は、図７及び図８に例示した電子装置１００，１０６と同様に、自動車に搭載されてエンジンやトランスミッション等の制御対象を制御するものであり、その全体構成及び外部配線は図７の電子装置１００と同じである。そして、図１は、２つのＩＣ１，２を中心にして回路図を示したものである。また、以下に説明する図１を始めとする各図において、前述した図７〜図１０と同じ構成要素及び電圧名については、同一の符号を付しているため、詳しい説明は省略する。
【００３８】図１に示すように、本第１実施形態の電子装置３０は、図７に示した従来の電子装置１００と比較して、第１のトランジスタＴｒ1 から出力される第１動作電圧ＶmainをＩＣ１に供給する第１の電源パターン１０と、第２のトランジスタＴｒ2 或いは電源制御ＩＣ４の端子Ｐ4 から出力される第２動作電圧Ｖsub をＩＣ２に供給する第２の電源パターン１２との間に、コンデンサＣが接続されている。
【００３９】尚、前述したように、第１の電源パターン１０と第２の電源パターン１２は、ＤＣ的に非導通である。これは、第１動作電圧Ｖmainが落ちている際に（つまり、イグニッションスイッチ１０２のオフ時に）、第２の電源パターン１２から第１の電源パターン１０へ第２動作電圧Ｖsub が回り込んでＩＣ１が動作することがないようにするためである。そして、放射ノイズ発生の主要素であるＡＣ成分だけを流すために、コンデンサＣが選ばれている。
【００４０】また、本実施形態では、図７に示されている第１のトランジスタＴｒ1 が、ＩＣ１に対応する方の電力供給手段に相当し、第２のトランジスタＴｒ2 と電源制御ＩＣ４（特に、端子Ｐ4 から第２動作電圧Ｖsub を出力する部分）が、ＩＣ２に対応する方の電力供給手段に相当している。
【００４１】ここで、本第１実施形態において、上記コンデンサＣは、実際には４個のコンデンサＣ1 〜Ｃ4 からなり、その４個のコンデンサＣ1 〜Ｃ4 は、図２のイメージ図のように実装されている。即ち、図２に示すように、当該電子装置３０を構成するプリント配線基板３２においては、ＩＣ２の周囲に第２の電源パターン１２が長方形状に形成されており、更に、その第２の電源パターン１２を囲むようにして第１の電源パターン１０が形成されている。そして、上記４個の各コンデンサＣ１〜Ｃ4 は、第２の電源パターン１２の４辺の各々に配置されて、第２の電源パターン１２と第１の電源パターン１０とを交流的に結合（コンデンサ結合）している。尚、プリント配線基板３２は、実際には多層基板であり、第１の電源パターン１０と第２の電源パターン１２との両方或いは一方は、基板３２の表面ではなく基板３２の内部の層に形成されている。
【００４２】また、本第１実施形態において、コンデンサＣ1 〜Ｃ4 としては、放射ノイズの問題としてよく取り上げられる数１０ＭＨｚ〜数ＧＨｚの周波数帯域で良好な特性を示すと共に、極性の無い（つまり、電流を双方向に流すことができる）チップ積層セラミックコンデンサを用いている。
【００４３】このように構成された本第１実施形態の電子装置３０によれば、例えばＩＣ１の方が信号を送信する場合には、従来の電子装置１００，１０６と同様に、ハイレベルの信号を出力するための電流が第１動作電圧Ｖmainから供給されるため、第１の電源パターン１０の電荷量が落ち込もうとし、また、受信側であるＩＣ２側の第２の電源パターン１２の電荷量は信号線６に伝達される信号のオーバーシュートによって過剰になろうとするが、その際には、前述した図９と同様の図３における二点鎖線の矢印で示すように、コンデンサＣ（Ｃ1 〜Ｃ4 ）によって、ＩＣ１側の第１の電源パターン１０からＩＣ２側の電源パターン１２に移動する過剰な電荷を元の位置（即ち、第１の電源パターン１０）へ戻す経路が形成される。
【００４４】そして、このようなコンデンサＣ（Ｃ1 〜Ｃ4 ）の作用は、ＩＣ２が信号を送信し、その信号をＩＣ１が受信する場合についても全く同様である。これは、前述したように、コンデンサＣ（Ｃ1 〜Ｃ4 ）として、極性の無いコンデンサを用いているからである。
【００４５】このため、本第１実施形態の電子装置３０によれば、一方のＩＣが信号を送信することで、その送信側のＩＣの電源パターンの電荷量が落ち込むと共に、受信側のＩＣの電源パターンの電荷量が信号線６に伝達される信号のオーバーシュートによって過剰となる現象が生じる際に、図４における点線の矢印で示す如く、受信側のＩＣの電源パターン（図４では第２動作電圧Ｖsub の電源パターン１２）の過剰な電荷がコンデンサＣ（Ｃ1 〜Ｃ4 ）によって送信側のＩＣの電源パターン（図４では第１動作電圧Ｖmainの電源パターン１０）へ戻されて、各ＩＣ1，２の動作電圧Ｖmain，Ｖsub の変動が相殺されることとなる。
【００４６】よって、本第１実施形態の電子装置３０によれば、２つのＩＣ１，２が通信を行う際に両ＩＣ１，２の動作電圧Ｖmain，Ｖsub が変動して発生する放射ノイズを、確実に低減することができる。しかも、２つのＩＣ１，２の各動作電圧Ｖmain，Ｖsub は、当該電子装置３０に設けられた２つのトランジスタＴｒ1 ，Ｔｒ2 及び電源制御ＩＣ４によって一定電圧として生成・出力されるため、２つの電源パターン１０，１２のコンデンサＣ（Ｃ1 〜Ｃ4 ）による結合は、当該電子装置３０の外部における配線状態等の影響を受け難いものとなる。このため、当該電子装置３０単体で、コンデンサＣ（Ｃ1 〜Ｃ4 ）の容量や接続位置等を調整しても、実際の使用状態と大差なく放射ノイズの低減効果を発揮することができ、装置の開発時間を短縮することができる。
【００４７】また更に、本第１実施形態の電子装置３０によれば、放射ノイズの低減効果だけではなく、外部からの外来ノイズによって各ＩＣ1 ，２の動作電圧Ｖmain，Ｖsub が変動するような場合に、コンデンサＣ（Ｃ1 〜Ｃ4 ）には、その電圧変動を平滑するように電流が流れることとなり、コンデンサＣ（Ｃ1 〜Ｃ4 ）によって交流的には各電源パターン１０，１２の面積及び静電容量を大きくしたのと同様の電圧変動抑制効果が得られる。よって、外来ノイズに対してもＩＣ1 ，２の誤動作等を防ぐことができる。
【００４８】このように本第１実施形態の電子装置３０によれば、当該装置３０からの放射ノイズを簡単な構成で確実に低減することができ、外来ノイズの影響も受け難くなる。また、一般に、電源パターン１０，１２上での電圧変動は、発生源を中心にして放射状に拡散する傾向にあるが、本第１実施形態の電子装置３０では、図２に示したように、第１の電源パターン１０の内側にて長方形状に形成された第２の電源パターン１２の各辺に、４個の各コンデンサＣ1 〜Ｃ4 を実装するようにしているため、ＩＣ1 ，２の動作電圧Ｖmain，Ｖsub の変動を効率的に抑制して放射ノイズをより確実に低減させることができる。
【００４９】次に、第２実施形態の電子装置について説明する。図５に示すように、第２実施形態の電子装置３４は、第１実施形態の電子装置３０と比較して、２つの電源パターン１０，１２の間に接続されるコンデンサＣ（Ｃ1 〜Ｃ4 ）に対し直列に抵抗器Ｒが接続されている。つまり、２つの電源パターン１０，１２は、コンデンサＣ1 〜Ｃ4 の各々と抵抗器Ｒとからなる４組のＲＣ直列回路によって接続されている。そして、それ以外の構成については、第１実施形態の電子装置３０及び図７の電子装置１００と同じである。
【００５０】このような第２実施形態の電子装置３４によれば、外来ノイズの照射を受けて不安定になった動作電圧Ｖmain，Ｖsub を平滑にするようにコンデンサＣ1 〜Ｃ4 に流れる電流を、抵抗器Ｒによって熱に変換できるため、外来ノイズに対するノイズ耐量を向上させることができる。
【００５１】次に、第３実施形態の電子装置について説明する。図６に示すように、第３実施形態の電子装置３６は、第１実施形態の電子装置３０と比較して、２つの電源パターン１０，１２の間に接続されるコンデンサＣ（Ｃ1 〜Ｃ4 ）に対し直列にインダクタンスＬが接続されている。つまり、第２実施形態の電子装置３４における抵抗器ＲをインダクタンスＬに置換した構成であり、２つの電源パターン１０，１２は、コンデンサＣ1 〜Ｃ4 の各々とインダクタンスＬとからなる４組のＬＣ直列回路によって接続されている。そして、それ以外の構成については、第１実施形態の電子装置３０及び図７の電子装置１００と同じである。
【００５２】このような第３実施形態の電子装置３６によっても、外来ノイズの照射を受けて不安定になった動作電圧Ｖmain，Ｖsub を平滑にするようにコンデンサＣ1 〜Ｃ4 に流れる電流を、インダクタンスＬによって熱に変換できるため、外来ノイズに対するノイズ耐量を向上させることができる。
【００５３】以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。例えば、上記各実施形態の電子装置３０，３４，３６は、本発明を図７に例示した従来の電子装置１００に適用したものであったが、本発明は、図８の電子装置１０６やそれ以外の構成の電子装置に対しても全く同様に適用することができる。
【００５４】また、上記各実施形態の電子装置３０，３４，３６では、一方のＩＣ１がマイクロコンピュータであり、他方のＩＣ２がＲＡＭであったが、２つのＩＣ1 ，２の種類は、例えば、ＩＣ１とＩＣ２とが共にマイクロコンピュータであるといった具合に、他の組み合わせでも良い。
【００５５】一方、上記各実施形態の電子装置３０，３４，３６では、２つの電源パターン１０，１２間に４個のコンデンサＣ（Ｃ1 〜Ｃ4 ）を接続するようにしたが、コンデンサＣの数は適宜決定することができる。また、上記第２及び第３実施形態の電子装置３４，３６では、４個全てのコンデンサＣ1 〜Ｃ4 に対して抵抗器Ｒ或いはインダクタンスＬを直列に接続するようにしたが、複数個のコンデンサＣのうちの何れかのみに抵抗器Ｒ或いはインダクタンスＬを接続するようにしても良い。
【００５６】また更に、上記各実施形態の電子装置３０，３４，３６は、車両用の電子装置であったが、本発明は、車両用に限らず、それ以外の民生用機器や医療用機器等に用いられる電子装置に対しても同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態の電子装置の主要部を表す回路図である。
【図２】 第１実施形態の電子装置におけるコンデンサの実装状態を表すイメージ図である。
【図３】 第１実施形態の電子装置において２つのＩＣが通信を行う場合の動作状態を表す説明図である。
【図４】 第１実施形態の電子装置の放射ノイズ低減作用を説明する説明図である。
【図５】 第２実施形態の電子装置の主要部を表す回路図である。
【図６】 第３実施形態の電子装置の主要部を表す回路図である。
【図７】 従来の車載用電子装置の一構成例を表す回路図である。
【図８】 従来の車載用電子装置の他の構成例を表す回路図である。
【図９】 図７及び図８の電子装置において２つのＩＣが通信を行う場合の動作状態を説明する説明図である。
【図１０】 従来の電子装置における放射ノイズの発生メカニズムを説明する説明図である。
【符号の説明】
１，２…ＩＣ ４…電源制御ＩＣ ６…信号線 ８…バス
Ｔｒ1 …第１のトランジスタ Ｔｒ2 …第２のトランジスタ
１０…第１の電源パターン １２…第２の電源パターン
１４…出力部 １６…入力部 １８…グランドパターン
３０，３４，３６，１００，１０６…電子装置
３２…プリント配線基板 Ｃ（Ｃ1 〜Ｃ4 ）…コンデンサ
Ｒ…抵抗器 Ｌ…インダクタンス １０２…イグニッションスイッチ
１０４…バッテリ
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、信号線を介して通信を行う２つのＩＣを備えた電子装置に関し、特に、その２つのＩＣの各々に対して、直流的に互いが非導通の２系統の電源パターンにより個別の動作電圧を供給するように構成された電子装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えば自動車のエンジンやトランスミッション等を制御する車載用の電子装置として、信号線を介して通信を行う２つのＩＣを備えると共に、その２つのＩＣの各々に対して、直流（ＤＣ）的に互いが非導通の２系統の電源パターンを介し個別の動作電圧を供給するように構成されたものがある。
【０００３】ここで、こうした電子装置の構成の一例について、図７を用い具体的に説明する。図７に示すように、この例の車載用電子装置１００は、車両のイグニッションスイッチ１０２がオンされている場合にのみバッテリ１０４のプラス端子（＋）に接続される第１の電源線＋Ｂ1 と、バッテリ１０４のプラス端子（＋）に常時接続された第２の電源線＋Ｂ2 と、バッテリ１０４のマイナス端子（−）及び車両のボディに接続された接地（グランド：ＧＮＤ）線Ｅ1 とに接続されている。
【０００４】そして、この電子装置１００は、２つのＩＣ１，２と、イグニッションスイッチ１０２がオンされている場合に第１の電源線＋Ｂ1 を介して供給されるバッテリ電圧（バッテリ１０４のプラス端子の電圧であり、通常１２Ｖ）から、ＩＣ１が動作するための第１動作電圧Ｖmain（この例では５Ｖ）を生成して出力するための第１のトランジスタＴｒ1 と、この第１のトランジスタＴｒ1 によって出力される第１動作電圧Ｖmainから、ＩＣ２が動作するための第２動作電圧Ｖsub （この例では５Ｖよりも若干低い電圧）を生成して出力するための第２のトランジスタＴｒ2 と、上記２つのトランジスタＴｒ1 ，Ｔｒ2 を制御する電源制御ＩＣ４とを備えている。
【０００５】尚、この例の電子装置１００では、上記２つのＩＣ１，２のうち、一方のＩＣ１がマイクロコンピュータであり、他方のＩＣ２がＲＡＭである。そして、その２つのＩＣ１，２は、複数の信号線６からなるバス８によって互いに接続されており、そのバス８の各信号線６を介してデータ転送のための通信を行う。
【０００６】このように構成された電子装置１００において、イグニッションスイッチ１０２がオンされている場合には、電源制御ＩＣ４が、自己の端子Ｐ1 からの出力電圧により第１のトランジスタＴｒ1 のベース電流を制御して、その第１のトランジスタＴｒ1 のコレクタから第１動作電圧Ｖmainを出力させる。そして、その第１動作電圧Ｖmainは、当該電子装置１００を構成するプリント配線基板に形成された第１の電源パターン１０を介してＩＣ１に供給される。
【０００７】そして更に、イグニッションスイッチ１０２がオンされている場合には、電源制御ＩＣ４が、自己の端子Ｐ2 からの出力電圧により第２のトランジスタＴｒ2のベース電流を制御して、その第２のトランジスタＴｒ2 のコレクタから第２動作電圧Ｖsub を出力させる。そして、その第２動作電圧Ｖsub は、当該電子装置１００を構成する上記プリント配線基板に形成された第２の電源パターン１２を介してＩＣ２に供給される。
【０００８】また、イグニッションスイッチ１０２がオフされると、第１のトランジスタＴｒ1 から第１動作電圧Ｖmainが出力されなくなる。そして、それに伴い、第２のトランジスタＴｒ2 からも第２動作電圧Ｖsub が出力されなくなるが、この場合には、ＲＡＭであるＩＣ２に記憶された制御データを継続して保持するために、電源制御ＩＣ４が、第２の電源線＋Ｂ2 から自己の端子Ｐ3 に入力されるバッテリ電圧を元にＩＣ２用の上記第２動作電圧Ｖsub を内部で生成し、その生成した第２動作電圧Ｖsub を自己の端子Ｐ4 から上記第２の電源パターン１２へ出力する。尚、電源制御ＩＣ４は、イグニッションスイッチ１０２がオフされると、２つのトランジスタＴｒ1 ，Ｔｒ2 を共にオフさせる。
【０００９】一方、図７に例示した電子装置１００とは異なる構成の電子装置として、例えば図８のような構成の電子装置１０６も考えられる。即ち、図８に例示する電子装置１０６では、図７の電子装置１００と比較して、第２のトランジスタＴｒ2 のエミッタが、第１のトランジスタＴｒ1 のコレクタではなく、第２の電源線＋Ｂ2 に接続されている。そして、この電子装置１０６において、イグニッションスイッチ１０２がオンされている場合には、電源制御ＩＣ４が、第１のトランジスタＴｒ１と第２のトランジスタＴｒ2 とを両方共にオンさせて、第１の電源線＋Ｂ1 から供給されるバッテリ電圧を元に第１動作電圧Ｖmainを生成させると共に、第２の電源線＋Ｂ2 から供給されるバッテリ電圧を元に第２動作電圧Ｖsub を生成させる。また、電源制御ＩＣ４は、イグニッションスイッチ１０２がオフされると、第１のトランジスタＴｒ1 はオフさせるが、第２のトランジスタＴｒ2 はオンさせたままにする。尚、図８に例示する電子装置１０６の場合、電源制御ＩＣ４の端子Ｐ4 は、第２動作電圧Ｖsub の電圧値をモニタするための入力端子として用いられる。
【００１０】そして、図８のような電子装置１０６によっても、図７の電子装置１００と同様に、イグニッションスイッチ１０２がオフされてＩＣ１への第１動作電圧Ｖmainの供給が停止されても、ＩＣ２へは第１の電源パターン１０とＤＣ的に非導通である別系統の第２の電源パターン１２により継続して第２動作電圧Ｖsub が供給されることとなり、ＩＣ２内の制御データを常時保持（所謂メモリバックアップ）することができる。
【００１１】ところで、図７及び図８に例示した電子装置１００，１０６のように、２系統の電源パターン１０，１２を介して別々の動作電圧Ｖmain，Ｖsub が供給される２つのＩＣ１，２が、信号線６を介して高速通信を行う構成の場合には、両ＩＣ１，２が通信を行うことにより、各動作電圧Ｖmain，Ｖsub が変動してノイズが発生し、そのノイズが電子装置から外部への放射ノイズとなる。
【００１２】この放射ノイズの発生メカニズムについて具体的に説明すると、例えば、図７及び図８に例示した電子装置１００，１０６において、ＩＣ１が信号線６にハイレベルの信号を出力する際には、図９に示すように、ＩＣ１内の出力部１４を構成するＰチャネルＭＯＳトランジスタＴa とＮチャネルＭＯＳトランジスタＴbとのうちでＰチャネルＭＯＳトランジスタＴa の方がオンされることとなるが、そのハイレベルの信号を出力するための電流は、図９における実線の矢印で示すように、第１動作電圧Ｖmainから得ることとなる。
【００１３】そのため、第１動作電圧ＶmainをＩＣ１に供給する第１の電源パターン１０の電荷量は、図１０（Ａ）に示すように、ＩＣ１がハイレベルを出力する毎に安定電荷状態から落ち込み、それに伴い第１動作電圧Ｖmainが変動することとなる。しかも、図９に示すように、ＩＣ１の出力部１４から出力される信号には、実際には電源電圧（第１動作電圧Ｖmain）以上の電圧を伴ったオーバーシュートと呼ばれる高周波成分が含まれている。よって、ＩＣ２側で信号を受ける際には、ＩＣ２内の入力部１６に備えられた２つの入力保護ダイオードＤa ，Ｄb のうちでカソードが第２動作電圧Ｖsub に接続された方の入力保護ダイオードＤa を通って、図９における一点鎖線の矢印で示すように、上記高周波成分が第２動作電圧Ｖsub に混入することとなる。
【００１４】このため、第２動作電圧Ｖsub をＩＣ２に供給する第２の電源パターン１２の電荷量は、図１０（Ｂ）に示すように、ＩＣ１がハイレベルの信号を出力する毎に安定電荷状態からパルス的に増大し、それに伴い第２動作電圧Ｖsub が変動することとなる。
【００１５】そして、このように第１動作電圧Ｖmainと第２動作電圧Ｖsub が変動すると、その各動作電圧Ｖmain，Ｖsub の電源系全体の回路で電気的に不安定な状態となり、元の安定した状態へ戻るために、ノイズ放射という形でエネルギーのバランスを取ることとなる。そして、これが電子装置からの放射ノイズの原因となる。
【００１６】尚、図９及び図１０は、ＩＣ１が信号を送信し、その信号をＩＣ２が受信する場合を表しているが、上記放射ノイズの発生メカニズムは、ＩＣ２が信号を送信し、その信号をＩＣ１が受信する場合でも同様である。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】ここで、上記のように２つのＩＣが通信を行うことによって発生する放射ノイズレベルを低減するための方法としては、まず、従来から採用されているように、各ＩＣの電源パターンとグランドパターンとの間に、バイパスコンデンサと呼ばれるコンデンサを夫々設けて、各動作電圧の安定化を図ることが考えられる。
【００１８】具体例を挙げると、図７及び図８に示すように、ＩＣ１側の第１の電源パターン１０とグランドパターン（バッテリ１０４のマイナス端子に接続されている配線パターン）１８との間にバイパスコンデンサとしてのコンデンサ２０を接続し、同様に、ＩＣ２側の第２の電源パターン１２とグランドパターン１８との間にバイパスコンデンサとしてのコンデンサ２２を接続する。
【００１９】しかしながら、このようなバイパスコンデンサを設ける従来の方法では、各ＩＣ自身が動作することだけに起因して発生する動作電圧の変動を抑制するのには効果があるが、他のＩＣと信号線を介して高速通信を行うことで発生する各動作電圧の変動に対しては、充分な効果を発揮することができない。
【００２０】特に、この方法の場合には、各ＩＣ毎に設けられるバイパスコンデンサの容量や接続位置等を適宜調整して、放射ノイズ対策を行うこととなるが、例えば車両用の電子装置においては、電子装置単体での電源パターンとグランドパターンとの間のインピーダンスと、車両搭載状態での電源パターンとグランドパターンとの間のインピーダンスとには差が生じるため、調整がうまくとれない。つまり、各ＩＣ毎に設けたバイパスコンデンサの容量等を電子装置が単体の状態で調整しても、電子装置を車両に搭載した状態では条件が違ってしまい、放射ノイズを容易且つ確実に低減することができない。
【００２１】一方、放射ノイズを低減するための別の方法として、２つのＩＣを接続する信号線に対して直列に抵抗器或いはインダクタンスを挿入する方法もある。つまり、この方法では、信号を出力する側のＩＣからの流出電流を抑制することで、そのＩＣの動作電圧の安定化を図る効果と、信号線に流れる電流を抑制することで、その信号線の周囲で形成される電流変化に起因した磁界変化を抑える効果とにより、放射ノイズを低減させるのである。
【００２２】しかしながら、この方法では、２つのＩＣ間に信号線が多数ある場合に、その各信号線に対して抵抗器或いはインダクタンスを挿入しなければならず、近年における電子装置の小型化及び高集積化の傾向を考慮すると、不利な面が大きい。特に、車載用の電子装置では、図７及び図８に例示したように、２つのＩＣはバスを形成する複数の信号線によって互いに接続される場合が多く、しかも、車載用の電子装置は、自動車という限られた空間内に配置されるため、その大きさには制限がある。よって、信号線に対して抵抗器或いはインダクタンスを挿入する方法は、車両用の電子装置に採用できない場合が多い。
【００２３】一方、プリント配線基板における電源パターンとグランドパターンの面積を拡大することも、放射ノイズを低減させるための１つの方法として考えられる。つまり、電源パターンとグランドパターンの静電容量を増大させて、動作電圧の変動を抑制するのである。
【００２４】しかしながら、この方法も、近年における電子装置の小型化及び高集積化の傾向を考慮すると、電源パターンとグランドパターンの面積を拡大するのには限度があるため、充分な効果を得ることができない。本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、電子装置からの放射ノイズを簡単な構成で確実に低減させることを目的としている。
【００２５】
【課題を解決するための手段、及び発明の効果】上記目的を達成するためになされた本発明の電子装置は、信号線により互いに接続されて通信を行う２つのＩＣと、その各ＩＣに夫々対応して設けられ、対応する方のＩＣが動作するための動作電圧を出力する２つの電力供給手段と、直流的に互いが非導通に形成され、前記２つの電力供給手段から夫々出力される動作電圧の各々を、前記２つのＩＣのうちで該当する方のＩＣに供給する２つの電源パターンとを備えているが、特に、前記２つの電源パターンの間にコンデンサが接続されている。
【００２６】つまり、本発明の電子装置では、図７及び図８に例示した電子装置１００，１０６と同様に、直流的に非導通な２系統の電源パターンを介して２つのＩＣの各々へ別々の動作電圧が供給され、その２つのＩＣが信号線を介して通信を行うように構成されているが、各ＩＣへ動作電圧を供給する２つの電源パターンを、コンデンサによって交流（ＡＣ）的に結合するようにしている。
【００２７】このような本発明の電子装置によれば、図９及び図１０を用いて前述したように、一方のＩＣが送信することで、その送信側のＩＣの電源パターンの電荷量が落ち込むと共に、受信側のＩＣの電源パターンの電荷量が信号線に伝達される信号のオーバーシュートによって過剰となる現象が生じる際に、受信側のＩＣの電源パターンの過剰な電荷がコンデンサによって送信側のＩＣの電源パターンへ戻されることとなる。
【００２８】つまり、２つの電源パターン間に接続されたコンデンサにより、図４における点線の矢印で示すように、送信側のＩＣの電源パターンから受信側のＩＣの電源パターンに移動する過剰な電荷を元の位置へ戻す経路が形成され、その結果、各ＩＣの動作電圧の変動が相殺されることとなる。
【００２９】よって、本発明の電子装置によれば、２つのＩＣが通信を行う際に両ＩＣの動作電圧が変動して発生する放射ノイズを、確実に低減することができる。しかも、２つのＩＣの各動作電圧は、当該電子装置に設けられた２つの電力供給手段から一定電圧として出力されるため、２つの電源パターンのコンデンサによる結合（コンデンサ結合）は、当該電子装置の外部における配線状態等の外部条件の影響を受け難いものとなる。このため、当該電子装置単体で、コンデンサの容量や接続位置等を調整しても、実際の使用状態と大差なく放射ノイズの低減効果を発揮することができ、装置の開発時間を短縮することができる。
【００３０】また更に、本発明の電子装置によれば、放射ノイズの低減効果だけではなく、外来ノイズの照射を受けた場合にも、効果を発揮することができる。つまり、外来ノイズによって各ＩＣの動作電圧が変動するような場合に、コンデンサには、その電圧変動を平滑するように電流が流れることとなり、コンデンサによって交流的には各電源パターンの面積及び静電容量を大きくしたのと同様の電圧変動抑制効果が得られるからである。
【００３１】このように本発明の電子装置によれば、当該装置からの放射ノイズを簡単な構成で確実に低減することができ、外来ノイズの影響も受け難くなる。ところで、送信側のＩＣと受信側のＩＣとが決まっているのであれば、コンデンサとしては極性の有るコンデンサを用いることができるが、請求項２に記載のように、コンデンサとして、電流を双方向に流すことができる極性の無いコンデンサを用いれば、２つのＩＣが送受信を行う場合であっても、信頼性を損ねることなく前述した放射ノイズ低減効果を得ることができる。
【００３２】尚、極性の無いコンデンサとしては、一般的にフィルムコンデンサや積層セラミックコンデンサがある。また、アルミ電解コンデンサの中にも、種類によっては極性が無いものがある。一方、電源パターン上での電圧変動は、水面に波紋が広がるのと同様に、発生源を中心にして放射状に拡散する傾向がある。
【００３３】そこで、請求項３に記載のように、前記コンデンサ（２つの電源パターンの間に接続されるコンデンサ）を複数個備え、その各コンデンサを、当該電子装置を構成するプリント配線基板における複数箇所に夫々設けるようにすれば、ＩＣの動作電圧の変動を効率的に抑制して放射ノイズをより確実に低減させることができる。
【００３４】また、請求項４に記載のように、前記コンデンサと直列に抵抗器或いはインダクタンスを接続するように構成すれば、外来ノイズの影響を一層抑制することができる。つまり、外来ノイズの照射を受けて不安定になった動作電圧を平滑にするようにコンデンサに流れる電流を、抵抗器或いはインダクタンスによって熱に変換することができ、ノイズ耐量を向上させることができるからである。
【００３５】一方、本発明の放射ノイズ低減方法は、請求項５に記載のように、信号線により互いに接続され、該信号線を介して通信を行う２つのＩＣと、その各ＩＣに夫々対応して設けられ、対応する方のＩＣが動作するための動作電圧を出力する２つの電力供給手段と、直流的に互いが非導通に形成され、前記２つの電力供給手段から夫々出力される動作電圧の各々を、前記２つのＩＣのうちで該当する方のＩＣに供給する２つの電源パターンとを備えた電子装置に用いられ、該電子装置から放射される放射ノイズを低減するための方法であって、前記２つの電源パターンの間にコンデンサを接続することを特徴としている。
【００３６】そして、この放射ノイズ低減方法によれば、請求項１に記載の電子装置を得ることができ、前述したように、放射ノイズを簡単な構成で確実に低減できると共に、外来ノイズの影響を受け難い電子装置を得ることができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態について、図面を用いて説明する。まず図１は、第１実施形態の電子装置３０の主要部を表す回路図である。尚、本第１実施形態の電子装置３０は、図７及び図８に例示した電子装置１００，１０６と同様に、自動車に搭載されてエンジンやトランスミッション等の制御対象を制御するものであり、その全体構成及び外部配線は図７の電子装置１００と同じである。そして、図１は、２つのＩＣ１，２を中心にして回路図を示したものである。また、以下に説明する図１を始めとする各図において、前述した図７〜図１０と同じ構成要素及び電圧名については、同一の符号を付しているため、詳しい説明は省略する。
【００３８】図１に示すように、本第１実施形態の電子装置３０は、図７に示した従来の電子装置１００と比較して、第１のトランジスタＴｒ1 から出力される第１動作電圧ＶmainをＩＣ１に供給する第１の電源パターン１０と、第２のトランジスタＴｒ2 或いは電源制御ＩＣ４の端子Ｐ4 から出力される第２動作電圧Ｖsub をＩＣ２に供給する第２の電源パターン１２との間に、コンデンサＣが接続されている。
【００３９】尚、前述したように、第１の電源パターン１０と第２の電源パターン１２は、ＤＣ的に非導通である。これは、第１動作電圧Ｖmainが落ちている際に（つまり、イグニッションスイッチ１０２のオフ時に）、第２の電源パターン１２から第１の電源パターン１０へ第２動作電圧Ｖsub が回り込んでＩＣ１が動作することがないようにするためである。そして、放射ノイズ発生の主要素であるＡＣ成分だけを流すために、コンデンサＣが選ばれている。
【００４０】また、本実施形態では、図７に示されている第１のトランジスタＴｒ1 が、ＩＣ１に対応する方の電力供給手段に相当し、第２のトランジスタＴｒ2 と電源制御ＩＣ４（特に、端子Ｐ4 から第２動作電圧Ｖsub を出力する部分）が、ＩＣ２に対応する方の電力供給手段に相当している。
【００４１】ここで、本第１実施形態において、上記コンデンサＣは、実際には４個のコンデンサＣ1 〜Ｃ4 からなり、その４個のコンデンサＣ1 〜Ｃ4 は、図２のイメージ図のように実装されている。即ち、図２に示すように、当該電子装置３０を構成するプリント配線基板３２においては、ＩＣ２の周囲に第２の電源パターン１２が長方形状に形成されており、更に、その第２の電源パターン１２を囲むようにして第１の電源パターン１０が形成されている。そして、上記４個の各コンデンサＣ１〜Ｃ4 は、第２の電源パターン１２の４辺の各々に配置されて、第２の電源パターン１２と第１の電源パターン１０とを交流的に結合（コンデンサ結合）している。尚、プリント配線基板３２は、実際には多層基板であり、第１の電源パターン１０と第２の電源パターン１２との両方或いは一方は、基板３２の表面ではなく基板３２の内部の層に形成されている。
【００４２】また、本第１実施形態において、コンデンサＣ1 〜Ｃ4 としては、放射ノイズの問題としてよく取り上げられる数１０ＭＨｚ〜数ＧＨｚの周波数帯域で良好な特性を示すと共に、極性の無い（つまり、電流を双方向に流すことができる）チップ積層セラミックコンデンサを用いている。
【００４３】このように構成された本第１実施形態の電子装置３０によれば、例えばＩＣ１の方が信号を送信する場合には、従来の電子装置１００，１０６と同様に、ハイレベルの信号を出力するための電流が第１動作電圧Ｖmainから供給されるため、第１の電源パターン１０の電荷量が落ち込もうとし、また、受信側であるＩＣ２側の第２の電源パターン１２の電荷量は信号線６に伝達される信号のオーバーシュートによって過剰になろうとするが、その際には、前述した図９と同様の図３における二点鎖線の矢印で示すように、コンデンサＣ（Ｃ1 〜Ｃ4 ）によって、ＩＣ１側の第１の電源パターン１０からＩＣ２側の電源パターン１２に移動する過剰な電荷を元の位置（即ち、第１の電源パターン１０）へ戻す経路が形成される。
【００４４】そして、このようなコンデンサＣ（Ｃ1 〜Ｃ4 ）の作用は、ＩＣ２が信号を送信し、その信号をＩＣ１が受信する場合についても全く同様である。これは、前述したように、コンデンサＣ（Ｃ1 〜Ｃ4 ）として、極性の無いコンデンサを用いているからである。
【００４５】このため、本第１実施形態の電子装置３０によれば、一方のＩＣが信号を送信することで、その送信側のＩＣの電源パターンの電荷量が落ち込むと共に、受信側のＩＣの電源パターンの電荷量が信号線６に伝達される信号のオーバーシュートによって過剰となる現象が生じる際に、図４における点線の矢印で示す如く、受信側のＩＣの電源パターン（図４では第２動作電圧Ｖsub の電源パターン１２）の過剰な電荷がコンデンサＣ（Ｃ1 〜Ｃ4 ）によって送信側のＩＣの電源パターン（図４では第１動作電圧Ｖmainの電源パターン１０）へ戻されて、各ＩＣ1，２の動作電圧Ｖmain，Ｖsub の変動が相殺されることとなる。
【００４６】よって、本第１実施形態の電子装置３０によれば、２つのＩＣ１，２が通信を行う際に両ＩＣ１，２の動作電圧Ｖmain，Ｖsub が変動して発生する放射ノイズを、確実に低減することができる。しかも、２つのＩＣ１，２の各動作電圧Ｖmain，Ｖsub は、当該電子装置３０に設けられた２つのトランジスタＴｒ1 ，Ｔｒ2 及び電源制御ＩＣ４によって一定電圧として生成・出力されるため、２つの電源パターン１０，１２のコンデンサＣ（Ｃ1 〜Ｃ4 ）による結合は、当該電子装置３０の外部における配線状態等の影響を受け難いものとなる。このため、当該電子装置３０単体で、コンデンサＣ（Ｃ1 〜Ｃ4 ）の容量や接続位置等を調整しても、実際の使用状態と大差なく放射ノイズの低減効果を発揮することができ、装置の開発時間を短縮することができる。
【００４７】また更に、本第１実施形態の電子装置３０によれば、放射ノイズの低減効果だけではなく、外部からの外来ノイズによって各ＩＣ1 ，２の動作電圧Ｖmain，Ｖsub が変動するような場合に、コンデンサＣ（Ｃ1 〜Ｃ4 ）には、その電圧変動を平滑するように電流が流れることとなり、コンデンサＣ（Ｃ1 〜Ｃ4 ）によって交流的には各電源パターン１０，１２の面積及び静電容量を大きくしたのと同様の電圧変動抑制効果が得られる。よって、外来ノイズに対してもＩＣ1 ，２の誤動作等を防ぐことができる。
【００４８】このように本第１実施形態の電子装置３０によれば、当該装置３０からの放射ノイズを簡単な構成で確実に低減することができ、外来ノイズの影響も受け難くなる。また、一般に、電源パターン１０，１２上での電圧変動は、発生源を中心にして放射状に拡散する傾向にあるが、本第１実施形態の電子装置３０では、図２に示したように、第１の電源パターン１０の内側にて長方形状に形成された第２の電源パターン１２の各辺に、４個の各コンデンサＣ1 〜Ｃ4 を実装するようにしているため、ＩＣ1 ，２の動作電圧Ｖmain，Ｖsub の変動を効率的に抑制して放射ノイズをより確実に低減させることができる。
【００４９】次に、第２実施形態の電子装置について説明する。図５に示すように、第２実施形態の電子装置３４は、第１実施形態の電子装置３０と比較して、２つの電源パターン１０，１２の間に接続されるコンデンサＣ（Ｃ1 〜Ｃ4 ）に対し直列に抵抗器Ｒが接続されている。つまり、２つの電源パターン１０，１２は、コンデンサＣ1 〜Ｃ4 の各々と抵抗器Ｒとからなる４組のＲＣ直列回路によって接続されている。そして、それ以外の構成については、第１実施形態の電子装置３０及び図７の電子装置１００と同じである。
【００５０】このような第２実施形態の電子装置３４によれば、外来ノイズの照射を受けて不安定になった動作電圧Ｖmain，Ｖsub を平滑にするようにコンデンサＣ1 〜Ｃ4 に流れる電流を、抵抗器Ｒによって熱に変換できるため、外来ノイズに対するノイズ耐量を向上させることができる。
【００５１】次に、第３実施形態の電子装置について説明する。図６に示すように、第３実施形態の電子装置３６は、第１実施形態の電子装置３０と比較して、２つの電源パターン１０，１２の間に接続されるコンデンサＣ（Ｃ1 〜Ｃ4 ）に対し直列にインダクタンスＬが接続されている。つまり、第２実施形態の電子装置３４における抵抗器ＲをインダクタンスＬに置換した構成であり、２つの電源パターン１０，１２は、コンデンサＣ1 〜Ｃ4 の各々とインダクタンスＬとからなる４組のＬＣ直列回路によって接続されている。そして、それ以外の構成については、第１実施形態の電子装置３０及び図７の電子装置１００と同じである。
【００５２】このような第３実施形態の電子装置３６によっても、外来ノイズの照射を受けて不安定になった動作電圧Ｖmain，Ｖsub を平滑にするようにコンデンサＣ1 〜Ｃ4 に流れる電流を、インダクタンスＬによって熱に変換できるため、外来ノイズに対するノイズ耐量を向上させることができる。
【００５３】以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。例えば、上記各実施形態の電子装置３０，３４，３６は、本発明を図７に例示した従来の電子装置１００に適用したものであったが、本発明は、図８の電子装置１０６やそれ以外の構成の電子装置に対しても全く同様に適用することができる。
【００５４】また、上記各実施形態の電子装置３０，３４，３６では、一方のＩＣ１がマイクロコンピュータであり、他方のＩＣ２がＲＡＭであったが、２つのＩＣ1 ，２の種類は、例えば、ＩＣ１とＩＣ２とが共にマイクロコンピュータであるといった具合に、他の組み合わせでも良い。
【００５５】一方、上記各実施形態の電子装置３０，３４，３６では、２つの電源パターン１０，１２間に４個のコンデンサＣ（Ｃ1 〜Ｃ4 ）を接続するようにしたが、コンデンサＣの数は適宜決定することができる。また、上記第２及び第３実施形態の電子装置３４，３６では、４個全てのコンデンサＣ1 〜Ｃ4 に対して抵抗器Ｒ或いはインダクタンスＬを直列に接続するようにしたが、複数個のコンデンサＣのうちの何れかのみに抵抗器Ｒ或いはインダクタンスＬを接続するようにしても良い。
【００５６】また更に、上記各実施形態の電子装置３０，３４，３６は、車両用の電子装置であったが、本発明は、車両用に限らず、それ以外の民生用機器や医療用機器等に用いられる電子装置に対しても同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態の電子装置の主要部を表す回路図である。
【図２】 第１実施形態の電子装置におけるコンデンサの実装状態を表すイメージ図である。
【図３】 第１実施形態の電子装置において２つのＩＣが通信を行う場合の動作状態を表す説明図である。
【図４】 第１実施形態の電子装置の放射ノイズ低減作用を説明する説明図である。
【図５】 第２実施形態の電子装置の主要部を表す回路図である。
【図６】 第３実施形態の電子装置の主要部を表す回路図である。
【図７】 従来の車載用電子装置の一構成例を表す回路図である。
【図８】 従来の車載用電子装置の他の構成例を表す回路図である。
【図９】 図７及び図８の電子装置において２つのＩＣが通信を行う場合の動作状態を説明する説明図である。
【図１０】 従来の電子装置における放射ノイズの発生メカニズムを説明する説明図である。
【符号の説明】
１，２…ＩＣ ４…電源制御ＩＣ ６…信号線 ８…バス
Ｔｒ1 …第１のトランジスタ Ｔｒ2 …第２のトランジスタ
１０…第１の電源パターン １２…第２の電源パターン
１４…出力部 １６…入力部 １８…グランドパターン
３０，３４，３６，１００，１０６…電子装置
３２…プリント配線基板 Ｃ（Ｃ1 〜Ｃ4 ）…コンデンサ
Ｒ…抵抗器 Ｌ…インダクタンス １０２…イグニッションスイッチ
１０４…バッテリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】 信号線により互いに接続され、該信号線を介して通信を行う２つのＩＣと、前記各ＩＣに夫々対応して設けられ、対応する方のＩＣが動作するための動作電圧を出力する２つの電力供給手段と、直流的に互いが非導通に形成され、前記２つの電力供給手段から夫々出力される動作電圧の各々を、前記２つのＩＣのうちで該当する方のＩＣに供給する２つの電源パターンと、を備えた電子装置において、前記２つの電源パターンの間にコンデンサが接続されていること、を特徴とする電子装置。
【請求項２】 請求項１に記載の電子装置において、前記コンデンサは、極性の無いコンデンサであること、を特徴とする電子装置。
【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の電子装置において、前記コンデンサを複数個備え、その各コンデンサは、当該電子装置を構成するプリント配線基板における複数箇所に夫々設けられていること、を特徴とする電子装置。
【請求項４】 請求項１ないし請求項３の何れかに記載の電子装置において、前記コンデンサと直列に、抵抗器或いはインダクタンスが接続されていること、を特徴とする電子装置。
【請求項５】 信号線により互いに接続され、該信号線を介して通信を行う２つのＩＣと、前記各ＩＣに夫々対応して設けられ、対応する方のＩＣが動作するための動作電圧を出力する２つの電力供給手段と、直流的に互いが非導通に形成され、前記２つの電力供給手段から夫々出力される動作電圧の各々を、前記２つのＩＣのうちで該当する方のＩＣに供給する２つの電源パターンと、を備えた電子装置に用いられ、該電子装置から放射される放射ノイズを低減するための放射ノイズ低減方法であって、前記２つの電源パターンの間にコンデンサを接続すること、を特徴とする電子装置の放射ノイズ低減方法。
【請求項１】 信号線により互いに接続され、該信号線を介して通信を行う２つのＩＣと、前記各ＩＣに夫々対応して設けられ、対応する方のＩＣが動作するための動作電圧を出力する２つの電力供給手段と、直流的に互いが非導通に形成され、前記２つの電力供給手段から夫々出力される動作電圧の各々を、前記２つのＩＣのうちで該当する方のＩＣに供給する２つの電源パターンと、を備えた電子装置において、前記２つの電源パターンの間にコンデンサが接続されていること、を特徴とする電子装置。
【請求項２】 請求項１に記載の電子装置において、前記コンデンサは、極性の無いコンデンサであること、を特徴とする電子装置。
【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の電子装置において、前記コンデンサを複数個備え、その各コンデンサは、当該電子装置を構成するプリント配線基板における複数箇所に夫々設けられていること、を特徴とする電子装置。
【請求項４】 請求項１ないし請求項３の何れかに記載の電子装置において、前記コンデンサと直列に、抵抗器或いはインダクタンスが接続されていること、を特徴とする電子装置。
【請求項５】 信号線により互いに接続され、該信号線を介して通信を行う２つのＩＣと、前記各ＩＣに夫々対応して設けられ、対応する方のＩＣが動作するための動作電圧を出力する２つの電力供給手段と、直流的に互いが非導通に形成され、前記２つの電力供給手段から夫々出力される動作電圧の各々を、前記２つのＩＣのうちで該当する方のＩＣに供給する２つの電源パターンと、を備えた電子装置に用いられ、該電子装置から放射される放射ノイズを低減するための放射ノイズ低減方法であって、前記２つの電源パターンの間にコンデンサを接続すること、を特徴とする電子装置の放射ノイズ低減方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０００−９１７８４（Ｐ２０００−９１７８４Ａ）
【公開日】平成１２年３月３１日（２０００．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１０−２５２９０２
【出願日】平成１０年９月７日（１９９８．９．７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１２年３月３１日（２０００．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１０年９月７日（１９９８．９．７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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