JP2009135760A - Low radiation noise electronic equipment, transmission line connection cable with plug or adapter, and radiation noise removal method of electronic equipment - Google Patents

Low radiation noise electronic equipment, transmission line connection cable with plug or adapter, and radiation noise removal method of electronic equipment Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize by using a common mode choke coil a real clean electromagnetic environment which substantively reduces noise radiating from electronic equipment, and which does not rely on a reduction of a noise measured value by clock frequency diffusion. <P>SOLUTION: The noise reduction electronic equipment of the present invention has an electronic equipment body with a signal generator shielded by a shield case, a port for taking out a signal outside through the shield case, and a common mode choke coil for preventing radiated noise connected to a transmission line connecting the signal generator and the port. The common mode choke coil is arranged inside or outside of a shield surface of each port on a substrate situated within a 1/4 wavelength of a signal frequency from the shield surface or within a connector. A common mode impedance of the common mode choke coil is set equal to or more than 377 Ω, so that a radiated noise is reduced. Thus, the noise reduction electronic equipment is realized. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、低放射ノイズの電子機器、プラグまたはアダプタ付伝送線路接続ケーブル、
および電子機器の放射ノイズ除去方法に関する。 The present invention relates to an electronic device with low radiation noise, a transmission line connecting cable with a plug or an adapter,
The present invention also relates to a method for removing radiated noise from electronic equipment.

電子機器の放射ノイズは、自機への影響だけでなく、周辺にある他の機器にも影響を与えるため、放射ノイズ対策は電子デジタル化時代にあっては極めて重要な技術である。導体を流れる電流が変化すると導体から誘導される電界や磁界が変化し、その変化のエネルギーが空中に放射され、導体から離れた領域では電磁放射となる。従って、伝送線路はアンテナの性質を持つため、電子機器からの放射ノイズ対策は難しい課題となっている。   Radiation noise from electronic devices affects not only the device itself but also other devices in the vicinity. Therefore, countermeasures against radiation noise are extremely important technologies in the age of electronic digitalization. When the current flowing through the conductor changes, the electric field or magnetic field induced from the conductor changes, and the energy of the change is radiated into the air, and becomes electromagnetic radiation in a region away from the conductor. Therefore, since the transmission line has the property of an antenna, countermeasures against radiation noise from electronic devices are a difficult issue.

電子機器内でデジタル信号やインバータ信号などのディファレンシャル信号が周囲のインピーダンスの組み合わせによりコモンモードに変わり、コモンモード電圧が放射ノイズ源として働く。放射ノイズは、ノイズを放射するアンテナになる導体のインピーダンスが大きく変わるところで反射が起こり、進行波と反射波が重なり、定在波が立ち，その腹の周波数付近でアンテナ効率がよくなり，強力なノイズが放射される。   In an electronic device, a differential signal such as a digital signal or an inverter signal is changed to a common mode by a combination of surrounding impedances, and the common mode voltage works as a radiation noise source. Radiation noise is reflected when the impedance of the conductor that becomes the antenna that emits noise changes greatly, the traveling wave and the reflected wave overlap, a standing wave rises, and the antenna efficiency improves near the antinode frequency. Noise is emitted.

伝送線路の特性インピーダンスに比べ、より低いインピーダンスで伝送線路が終端された場合に，伝送線路に導体長さが1／4波長の偶数倍となる周波数付近で定在波の腹が発生し、ノイズが放射される。また、伝送線路が開放状態のように、伝送線路の特性インピーダンスに比べ高いインピーダンスで終端されている状態の場合には，導体の長さが1／4波長の奇数倍となる周波数付近に定在波の腹が発生し、放射ノイズが大きくなる。   When the transmission line is terminated with a lower impedance than the characteristic impedance of the transmission line, a standing wave antinode occurs near the frequency at which the conductor length is an even multiple of 1/4 wavelength in the transmission line. Is emitted. In addition, when the transmission line is terminated with a higher impedance than the characteristic impedance of the transmission line, such as in an open state, the conductor length is fixed in the vicinity of a frequency that is an odd multiple of 1/4 wavelength. Wave antinodes and radiated noise increase.

こうした放射ノイズの特性をとらえ、デジタル電子機器の放射ノイズ低減策としていろいろな対策が取られており、ローパス型EMIフィルタ、フェライトリングコア、コモンモードチョークコイルが用いられている。しかし、それぞれ一長一短があり、放射ノイズが除去できても、信号の質が低下することも多く、信号の質が低下させないで放射ノイズを完全に削減することが課題になっている。   Taking these characteristics of radiated noise, various measures have been taken to reduce radiated noise in digital electronic equipment, and low-pass EMI filters, ferrite ring cores, and common mode choke coils are used. However, each has advantages and disadvantages, and even if the radiation noise can be removed, the signal quality often decreases, and it is an issue to completely reduce the radiation noise without reducing the signal quality.

ローパス型EMIフィルタはノイズ除去能力と信号を維持する特性が裏腹の関係にあり、多くの場合、信号の質を維持するために十分に放射ノイズを除去することが出来ないケースが多い。   The low-pass EMI filter has a contradictory relationship between the noise removal capability and the characteristic of maintaining the signal, and in many cases, the radiation noise cannot be removed sufficiently to maintain the signal quality.

また、フェライトリングコアによる放射ノイズの対策では、十分なコモンモードのインピーダンスが得にくく、放射ノイズを満足のできるレベルまで低減させることが難しい。   In addition, it is difficult to obtain sufficient common mode impedance by countermeasures against radiation noise using a ferrite ring core, and it is difficult to reduce radiation noise to a satisfactory level.

一方、放射ノイズの低減にローパス型EMIフィルタを使う場合、グランドの取り方など特有な条件が付随する。グランドの取り方で効果が大きく変わることもあり、また、対策部品の定数が信号の質の劣化にも関係するため、経験をつんだ少数の技術者の試行錯誤に頼っている。経験のある技術者でも失敗する確率が高く、ノイズ対策の経験の少ない技術者では対策効果が出しにくい状況にある。   On the other hand, when using a low-pass EMI filter to reduce radiation noise, there are special conditions such as grounding. Depending on the grounding method, the effect can change greatly, and the constants of the countermeasure parts are also related to the deterioration of the signal quality, so we rely on the trial and error of a small number of experienced engineers. Even an experienced engineer has a high probability of failing, and an engineer with little experience in noise countermeasures is in a situation where it is difficult to achieve the effect.

コモンモードチョークコイルに関しては、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）のポートに１００Ω程度のコモンモードインピーダンスを持つコモンモードチョークコイルが使われている例があるが、これは差動伝送の位相差による乱れによって生じる放射ノイズ対策である。コモンモードチョークコイルによる伝送線路からの放射ノイズの抑制は、定数の決め方がはっきりせず、有効で一般的な手段になっていない（非特許文献１参照）。
坂本幸夫著、間所新一、後藤祥正コラム執筆、『対策部品で行うEMI対策』ｐ186〜188およびコラムp191〜192、ミマツコーポレーション出版。 As for the common mode choke coil, there is an example in which a common mode choke coil having a common mode impedance of about 100Ω is used for a USB (Universal Serial Bus) port, but this is caused by disturbance due to a phase difference of differential transmission. This is a measure against radiation noise. The suppression of the radiation noise from the transmission line by the common mode choke coil is not an effective and general means because the method of determining the constant is not clear (see Non-Patent Document 1).
Written by Yukio Sakamoto, Shinichi Masho, Yoshimasa Goto, "EMI Countermeasures with Countermeasure Parts" p186-188 and columns p191-192, Mimatsu Corporation Publishing.

一方、コモンモードチョークコイルは、差動伝送路上に入り込んだコモンモードノイズを除去するためのコイルとして一般的によく知られており、１００Ω程度のインピーダンスの物が使われている。このインピーダンス１００Ω程度の値は、送受信装置の耐ノイズ向上のため、伝送線インピーダンスに合わせたものである。   On the other hand, the common mode choke coil is generally well known as a coil for removing common mode noise that has entered the differential transmission path, and an impedance of about 100Ω is used. This value of about 100Ω is adapted to the transmission line impedance in order to improve the noise resistance of the transmission / reception device.

このコモンモードチョークコイルを用いたノイズ除去例としては、信号送受信回路をつなぐ伝送線路の両端で、コモンモードの信号を遮断するコモンモードチョークコイルを伝送路に挿入したものがある。これは、それぞれのコモンモードチョークコイルの入力側にコモンモード信号を通過させるチョークコイルを接続して、各チョークコイルを終端抵抗で終端させてコモンモードノイズを除去する方法である（特許文献１参照）。
特開平８−１１５８２０号公報（図8） このようにデジタル電子機器のポートにおける一般的な放射ノイズ対策は難しいものとなっている。このため、近年、デジタル機器に於いては、クロック周波数を中心値に対して上下に少し拡散させ、ノイズの測定値を下げるという方法が使われ始めている。 As an example of noise removal using this common mode choke coil, there is one in which a common mode choke coil for blocking a common mode signal is inserted into the transmission line at both ends of a transmission line connecting signal transmission / reception circuits. This is a method of removing common mode noise by connecting a choke coil that passes a common mode signal to the input side of each common mode choke coil and terminating each choke coil with a terminating resistor (see Patent Document 1). ).
JP-A-8-115820 (FIG. 8) As described above, a general countermeasure against radiation noise at the port of a digital electronic device is difficult. For this reason, in recent years, in digital devices, a method of slightly diffusing the clock frequency up and down with respect to the center value and lowering the measured value of noise has begun to be used.

クロック周波数を拡散することによりノイズの測定値を下げる方法は、ノイズ対策の経験がなくても見掛け上、数デシベル、ノイズレベルを下げることが出来るため、普及し始めている。   The method of lowering the measured value of noise by spreading the clock frequency is becoming popular because it can apparently lower the noise level by several decibels even without any noise countermeasure experience.

しかし この方法は帯域の広い信号が使われるデジタル通信などに対しては実質的なノイズの低減対策にはなっていない。このため、無線機器のエラーレートが増加し、通信可能距離が縮小したり、通信速度が遅くなったり、受信感度が大きく低下するなど、社会問題にもなり始めている。   However, this method is not a substantial noise reduction measure for digital communications that use wide band signals. For this reason, the error rate of wireless devices has increased, and the communicable distance has been reduced, the communication speed has been reduced, and the reception sensitivity has been greatly reduced.

本発明は、電子機器から放射するノイズを実質的に低減させ、デジタル電子機器に使われるクロック周波数拡散によるノイズの測定値の低減に頼らなくても良い、電磁環境のクリーン化を実現する。   The present invention substantially reduces the noise radiated from an electronic device, and realizes a cleaner electromagnetic environment that does not have to rely on the reduction of noise measurement values due to clock frequency diffusion used in digital electronic devices.

また、本発明は、ノイズ対策の経験のない技術者にでも出来る、失敗の少ない放射ノイズの低減策を提供し、ノイズ対策の効率化を図ることを目的とする。   It is another object of the present invention to provide a radiation noise reduction measure with few failures that can be performed even by an engineer who has no experience in noise countermeasures, and to improve the efficiency of noise countermeasures.

本発明の第一の発明にかかる低放射ノイズ電子機器は、放射ノイズを、ポート部の放射インピーダンスに着眼して解決したものである。   The low radiation noise electronic device according to the first aspect of the present invention is a solution to the radiation noise by focusing on the radiation impedance of the port portion.

つまり、信号発生部を有する電子機器本体と、前記電子機器本体をシールドするシールド材と、電子機器本体からシールド面を通過して伝送線路を導出させるポートと、信号発生部とポートを結ぶ伝送線路に接続されたコモンモードチョークコイルとからなり、前記コモンモードチョークコイルは、シールドされた電子機器の各ポートのシールド面の内側あるいは外側に、シールド面から信号周波数の波長の１／４未満の位置にある基板あるいはコネクタ内に実装され、前記コモンモードチョークコイルのコモンモードインピーダンスが３７７Ωと同等かそれ以上であることを特徴とする。   That is, an electronic device body having a signal generation unit, a shield material that shields the electronic device body, a port that leads the transmission line from the electronic device body through the shield surface, and a transmission line that connects the signal generation unit and the port The common mode choke coil is connected to the inside or outside of the shield surface of each port of the shielded electronic device, and the position is less than 1/4 of the wavelength of the signal frequency from the shield surface. And the common mode impedance of the common mode choke coil is equal to or higher than 377Ω.

かかる構成によって、電子機器内でデジタル信号やインバータ信号などのディファレンシャル信号が周囲のインピーダンスの組み合わせによりコモンモードに変わり、放射ノイズ源となるコモンモードの電磁波が発生しても、このコモンモードの電磁波ノイズ信号を減衰させ、結果として電磁波放射を減衰させて放射ノイズを除去する。   With this configuration, even if a differential signal such as a digital signal or an inverter signal changes to a common mode due to a combination of surrounding impedances in an electronic device, even if a common mode electromagnetic wave is generated as a radiation noise source, this common mode electromagnetic noise The signal is attenuated, and as a result, electromagnetic radiation is attenuated to remove radiation noise.

この第一の発明において、コモンモードチョークコイルのコモンモードインピーダンスを３７７Ωと同等かそれ以上とした根拠を以下に説明する、
つまり、電子機器において、伝送線路がアンテナとして働くため、伝送線路を導出するポートが放射ノイズ源となる。ポートには、高周波数領域になると有限値の放射インピーダンスが存在し、その最大値はアンテナのように先端がどこにも接続されていない導体の場合で、放射インピーダンス（自由空間の波動インピーダンス）Z０は、遠方電磁界の高周波数領域では、
Z０＝（μ０/ε０）1/2 ＝120×π＝377Ω
と表すことができ、ポート４，５の放射インピーダンスは最大値３７７Ωと見積もられる。
ただし、
μ０：真空の透磁率＝４π×１０−７ （H/m）
ε０：真空の誘電率＝1/(36π×１０9)（F/m）
（非特許文献２参照）
木下敏雄著、『EMCの基礎と実践』ｐ36〜38およびp64〜65、日刊工業新聞社発行。 In the first invention, the basis for setting the common mode impedance of the common mode choke coil to be equal to or higher than 377Ω will be described below.
That is, in an electronic device, since the transmission line works as an antenna, the port from which the transmission line is derived becomes a radiation noise source. The port has a finite value of radiation impedance in the high frequency region, and the maximum value is the case of a conductor whose tip is not connected anywhere like an antenna. Radiation impedance (wave impedance in free space) Z 0 In the high frequency region of the far electromagnetic field,
Z 0 = (μ 0 / ε 0 ) 1/2 = 120 × π = 377Ω
The radiation impedance of the ports 4 and 5 is estimated to be a maximum value of 377Ω.
However,
μ 0 : Permeability of vacuum = 4π × 10 −7 (H / m)
ε 0 : Dielectric constant of vacuum = 1 / (36π × 10 9 ) (F / m)
(See Non-Patent Document 2)
Toshio Kinoshita, “EMC Basics and Practice” p36-38 and p64-65, published by Nikkan Kogyo Shimbun.

第二の発明は、前記記載の電子機器において、複数の伝送線路の場合に前記コモンモードチョークコイルをコモンモードチョークコイルアレイとした電子機器の構成とする。
第三の発明は、シールド材でシールドされるデジタル電子機器の伝送線路導出用各ポートに接続するプラグやアダプタであって、各ポートに接続時に各ポートのシールド面から信号周波数の波長の１／４未満に位置するコモンモードチョークコイルが単一もしくは複数個プラグやアダプタ内の伝送線路に接続され、そのコモンモードインピーダンスが３７７Ωと同等かそれ以上とした、電子機器のポート部から信号を外部に取り出すためのプラグまたはアダプタ付伝送線路接続ケーブルの構成とする。 According to a second invention, in the electronic device described above, the common mode choke coil is configured as a common mode choke coil array in the case of a plurality of transmission lines.
A third invention is a plug or adapter that is connected to each transmission line derivation port of a digital electronic device that is shielded by a shielding material, and is connected to each port from the shield surface of each port by 1 / wavelength of the signal frequency. A common mode choke coil located less than 4 is connected to a transmission line in a single or multiple plugs or adapters, and the common mode impedance is equal to or higher than 377Ω, and signals are sent to the outside from the port portion of the electronic device. It is the configuration of a transmission line connection cable with a plug or adapter for taking out.

第四の発明は、信号発生部を有する電子機器から放射される放射ノイズを除去する方法であって、信号発生部を有する電子機器本体と、前記電子機器本体をシールドするシールド材と、電子機器本体からシールド面を通過して伝送線路を導出させるポートと、信号発生部とポートを結ぶ伝送線路に接続されたコモンモードチョークコイルとからなり、前記コモンモードチョークコイルを、シールドされた電子機器の各ポートのシールド面の内側あるいは外側で、シールド面から信号周波数の波長の１／４未満の位置にある基板あるいはコネクタ内に実装し、前記コモンモードチョークコイルのコモンモードインピーダンスを各ポート部に存在する放射インピーダンスの値と同等かそれ以上として、コモンモード電磁波信号を減衰させることにより放射ノイズを除去する構成とする。   A fourth invention is a method for removing radiation noise radiated from an electronic device having a signal generation unit, the electronic device body having a signal generation unit, a shield material for shielding the electronic device body, and the electronic device A port that leads the transmission line through the shield surface from the main body, and a common mode choke coil that is connected to the transmission line that connects the signal generator and the port, and the common mode choke coil is connected to the shielded electronic device. Mounted in a board or connector that is less than ¼ of the signal frequency wavelength from the shield surface inside or outside the shield surface of each port, and the common mode impedance of the common mode choke coil exists in each port part To attenuate the common mode electromagnetic wave signal to be equal to or greater than the radiation impedance value Ri and configured to remove radiation noise.

かかる構成によって、電子機器内でデジタル信号やインバータ信号などのディファレンシャル信号が周囲のインピーダンスの組み合わせによりコモンモードに変わり、放射ノイズ源となるコモンモードの電磁波が発生しても、このコモンモードの電磁波ノイズ信号を減衰させ、結果として電磁波放射を減衰させて放射ノイズを除去する方法である。   With this configuration, even if a differential signal such as a digital signal or an inverter signal changes to a common mode due to a combination of surrounding impedances in an electronic device, even if a common mode electromagnetic wave is generated as a radiation noise source, this common mode electromagnetic noise It is a method of removing radiation noise by attenuating a signal and consequently attenuating electromagnetic radiation.

第五の発明は、信号発生部を有する電子機器から放射される放射ノイズを除去する方法であって、信号発生部を有する電子機器本体と、前記電子機器本体をシールドするシールド材と、電子機器本体からシールド面を通過して伝送線路を導出させるポートと、信号発生部とポートを結ぶ伝送線路に接続されたコモンモードチョークコイルとからなり、前記コモンモードチョークコイルを、シールドされた電子機器の各ポートのシールド面の内側あるいは外側で、シールド面から信号周波数の波長の１／４未満の位置にある基板あるいはコネクタ内に実装し、前記コモンモードチョークコイルのコモンモードインピーダンスを３７７Ωと同等かそれ以上として、コモンモード電磁波信号を減衰させることにより放射ノイズを除去する構成とする。     5th invention is a method of removing the radiation noise radiated | emitted from the electronic device which has a signal generation part, Comprising: The electronic device main body which has a signal generation part, the shielding material which shields the said electronic device main body, and an electronic device A port that leads the transmission line through the shield surface from the main body, and a common mode choke coil that is connected to the transmission line that connects the signal generator and the port, and the common mode choke coil is connected to the shielded electronic device. Mounted in a board or connector inside or outside the shield surface of each port and at a position less than ¼ of the signal frequency wavelength from the shield surface, and the common mode impedance of the common mode choke coil is equal to or equal to 377Ω. As described above, the radiation noise is removed by attenuating the common mode electromagnetic wave signal.

かかる構成によって、電子機器内でデジタル信号やインバータ信号などのディファレンシャル信号が周囲のインピーダンスの組み合わせによりコモンモードに変わり、放射ノイズ源となるコモンモードの電磁波が発生しても、このコモンモードの電磁波ノイズ信号を減衰させ、結果として電磁波放射を減衰させて放射ノイズを除去する方法である。   With this configuration, even if a differential signal such as a digital signal or an inverter signal changes to a common mode due to a combination of surrounding impedances in an electronic device, even if a common mode electromagnetic wave is generated as a radiation noise source, this common mode electromagnetic noise It is a method of removing radiation noise by attenuating a signal and consequently attenuating electromagnetic radiation.

本発明により、放射ノイズ源となるコモンモード電磁波ノイズ信号を減衰させることができ、信号の質を落とさずに、実質的な効果のある放射ノイズの低減策を施したデジタル電子機器が提供でき、電磁環境の向上に貢献できる。   According to the present invention, it is possible to attenuate a common mode electromagnetic noise signal serving as a radiation noise source, and to provide a digital electronic device with a substantial effective radiation noise reduction measure without degrading the signal quality, Contributes to the improvement of the electromagnetic environment.

また、ノイズ対策の経験のない技術者であっても、デジタル信号を使う電子機器等から放射されるノイズを簡単に再現性よく低減でき、無駄な試行錯誤を解消でき、本発明により設計効率の大幅な改善やノイズ対策の効率化がはかれる。   Furthermore, even engineers who have no experience in noise countermeasures can easily reduce noise radiated from electronic devices using digital signals with high reproducibility, eliminate unnecessary trial and error, and the present invention improves design efficiency. Significant improvements and more efficient noise countermeasures.

また、ポート部に高インピーダンスのコモンモードチョークコイルが実装されることから、放射ノイズの低減効果だけでなく、他の機器からの放射電磁波も受け難くなり、電子機器のノイズ耐力も向上する。   In addition, since a high-impedance common mode choke coil is mounted in the port portion, not only the radiation noise reduction effect but also radiation electromagnetic waves from other devices are hardly received, and the noise resistance of the electronic device is improved.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は本発明の実施例を特徴的に示す概要図である。   FIG. 1 is a schematic diagram characteristically showing an embodiment of the present invention.

電子機器を示す図１に於いて、１は低放射ノイズ電子機器を示し、信号発生部４を有する電子機器本体は、シールドケース２でシールドされ、内部に放射ノイズ防止用のコモンモードチョークコイル３、信号をシールドケース２の外部に取り出すポート５，６をシールドケース面に備えた構成とする。コモンモードチョークコイル３は、信号発生部とポートを結ぶ伝送線路に接続される。ポートは出力信号線、端子等の導体を意味し、ノイズもこの導体から放出、導入される。ポート５，６につながる伝送線路は、コネクタ７やプラグ８を通してケーブルで外部機器９に接続される。外部接続装置には外部記憶装置、サーバー、プリンター、プロジェクター、外部表示装置、プリンター、コピー機、ファクシミリ、インバータシステムなど多くの機器がある。   In FIG. 1 showing an electronic device, reference numeral 1 denotes a low radiation noise electronic device, and an electronic device main body having a signal generator 4 is shielded by a shield case 2 and has a common mode choke coil 3 for preventing radiation noise inside. The ports 5 and 6 for extracting signals to the outside of the shield case 2 are provided on the shield case surface. The common mode choke coil 3 is connected to a transmission line that connects the signal generator and the port. A port means a conductor such as an output signal line or a terminal, and noise is also emitted and introduced from this conductor. Transmission lines connected to the ports 5 and 6 are connected to an external device 9 through a connector 7 and a plug 8 with a cable. There are many external connection devices such as an external storage device, a server, a printer, a projector, an external display device, a printer, a copier, a facsimile machine, and an inverter system.

次に、この実施例の回路構成が示す作用および効果について説明する。   Next, the operation and effect of the circuit configuration of this embodiment will be described.

ポート５，６には、高周波数領域になると有限値の放射インピーダンスが存在している。アンテナのように先端がどこにも接続されていない導体が有する放射インピーダンス（自由空間の波動インピーダンス）Z０は遠方電磁界の高周波数領域では、
Z０＝（μ０/ε０）1/2 ＝120×π＝377Ω
として算出でき、ポート５，６の放射インピーダンスは最大値３７７Ωと見積もられる。
ただし、
μ０：真空の透磁率＝４π×１０−７ H/m
ε０：真空の誘電率＝1/(36π×１０9) F/m
この実施例では、この放射インピーダンスに注目し、ポート５，６の放射インピーダンスを３７７Ωに設定した本実施例の構成の測定等価回路が図２である。コモンモードチョークコイル３のインピーダンスZＡを変えてノイズ発生源となるコモンモードの電磁波信号の減衰量を評価した。 Ports 5 and 6 have a finite radiation impedance in the high frequency region. The radiation impedance (wave impedance in free space) Z 0 of a conductor whose tip is not connected anywhere like an antenna is in the high frequency region of the far electromagnetic field,
Z 0 = (μ 0 / ε 0 ) 1/2 = 120 × π = 377Ω
The radiation impedance of the ports 5 and 6 is estimated to be a maximum value of 377Ω.
However,
μ 0 : Permeability of vacuum = 4π × 10 −7 H / m
ε 0 : Dielectric constant of vacuum = 1 / (36π × 10 9 ) F / m
In this embodiment, paying attention to this radiation impedance, FIG. 2 shows a measurement equivalent circuit of the configuration of this embodiment in which the radiation impedance of the ports 5 and 6 is set to 377Ω. It was assessed attenuation of the common mode of the electromagnetic wave signal becomes a noise generation source by changing the impedance Z A of the common mode choke coil 3.

結果を図３に示す。コモンモード信号源とアンテナになる導体の間に挿入するコモンモードチョークコイル３のインピーダンス値ZＡを変えると、ノイズ発生源となるコモンモードの電磁波信号V０は図３に示すように減衰することがわかった。コモンモードインピーダンス値ZＡが小さい時の減衰量は小さく、変化も小さいが、ノイズが半減する減衰量６dBのカットオフポイントのコモンモードインピーダンス値ZＡは３７７Ωになり、この付近から大きな減衰が得られることが判る。従って、３７７Ωと同等かそれ以上のインピーダンス値を持つコモンモードチョークコイル３を装着すれば、大きく放射ノイズを減衰させることが可能となる。 The results are shown in FIG. When the impedance value Z A of the common mode choke coil 3 inserted between the common mode signal source and the conductor serving as the antenna is changed, the common mode electromagnetic wave signal V 0 serving as the noise generation source is attenuated as shown in FIG. I understood. Attenuation when the common mode impedance value Z A is small small, but the change is small, the noise is common mode impedance Z A of the cut-off point attenuation 6dB to halve becomes 377 ohms, large attenuation is obtained from Nearby You can see that Therefore, if the common mode choke coil 3 having an impedance value equal to or higher than 377Ω is attached, the radiation noise can be greatly attenuated.

現実の電子機器では、アンテナになる導体とグランド間に、空間の波動インピーダンスと並列に新たな浮遊容量によるインピーダンスが加わったりする。この放射インピーダンスは最大値である３７７Ω以下の値になることも考えられるが、最大値である３７７Ωのコモンモードチョークコイルを信号発生部とポートを結ぶ伝送線路に接続すれば、たとえアンテナになる導体とグランド間に、空間の波動インピーダンスと並列に新たなインピーダンスが加わり、ポートに存在する放射インピーダンスが小さくなっても、３７７Ωと同等かそれ以上のコモンモードチョークコイルの挿入で、コモンモードチョークコイルのインピーダンスをポートに存在する放射インピーダンスと同等かそれ以上にする条件が満足され、電子機器からの放射ノイズを汎用的に減衰させることができる。   In an actual electronic device, an impedance due to a new stray capacitance is added in parallel with the wave impedance of the space between a conductor serving as an antenna and the ground. The radiation impedance may be a value of 377Ω or less, which is the maximum value. However, if a common mode choke coil having a maximum value of 377Ω is connected to the transmission line connecting the signal generator and the port, the conductor that becomes the antenna Even if a new impedance is added in parallel with the wave impedance of the space between the ground and the ground, and even if the radiation impedance existing at the port decreases, the common mode choke coil equal to or higher than 377 Ω can be inserted. A condition for making the impedance equal to or higher than the radiation impedance existing in the port is satisfied, and radiation noise from the electronic device can be attenuated for general purposes.

そしてまた、コモンモードチョークは原則ディファレンシャルインピーダンスが無いので、必要以上に大きいコモンモードインピーダンスのコモンモードチョークが使われても有効信号に悪い影響を与えることもない。本発明は電子機器からの放射ノイズを汎用的に減衰させる簡単な方法が提供できる。   In addition, since the common mode choke basically has no differential impedance, even if a common mode choke having a larger common mode impedance than necessary is used, the effective signal is not adversely affected. The present invention can provide a simple method for attenuating radiation noise from an electronic device for general use.

コモンモードチョーク３を設置する位置を信号の１／４波長以上シールド面から外側に離すと、コモンモードチョークで伝送導体のインピーダンスが急に高くなるので、ノイズが除去されるまでに共振してノイズが放射され、ノイズ対策にならない。   If the position where the common mode choke 3 is installed is separated from the shield surface by a quarter wavelength or more of the signal, the impedance of the transmission conductor suddenly increases due to the common mode choke. Is radiated and does not prevent noise.

また 信号の１／４波長以上シールド面から内側に離すと、ノイズ成分が除去されたシールド内の伝送線路が共振し、ノイズを再び拾いノイズ対策にならない。   If the signal wavelength is more than 1/4 wavelength away from the shield surface, the transmission line in the shield from which the noise component has been removed resonates, picking up the noise again and not taking noise countermeasures.

したがって、コモンモードチョークの配置場所はシールド面の近くが好ましく、シールド面から使われる信号の波長の１／４未満の位置に設置するのが好ましい。   Accordingly, the common mode choke is preferably disposed near the shield surface, and is preferably disposed at a position less than ¼ of the wavelength of the signal used from the shield surface.

実施例２は実施例１と基本構成が同じであるが、複数の信号発生部１４を有する電子機器本体と、複数の伝送線路にコモンモードチョークコイルアレイを実装した点に特徴がある実施例であり、その構成を図４に示す。   The second embodiment has the same basic configuration as that of the first embodiment, but is characterized in that an electronic device main body having a plurality of signal generators 14 and a common mode choke coil array are mounted on a plurality of transmission lines. The configuration is shown in FIG.

図４において、１１は低放射ノイズ電子機器を示し、信号発生部１４を有する電子機器本体は、シールドケース１２でシールドされ、内部に放射ノイズ防止用のコモンモードチョークコイル１３、信号をシールドケース１２の外部に取り出すポート１５a，１５ｂ，１６ａ，１６ｂをシールドケース面に備えた構成とする。コモンモードチョークコイルアレイ１３は、信号発生部とポートを結ぶ伝送線路に接続される。ポート１５a，１５ｂ，１６ａ，１６ｂは出力信号線、端子等の導体を意味し、ノイズもこの導体から放出、導入される。ポート１５a，１５ｂ，１６ａ，１６ｂにつながる伝送線路は、コネクタ１７やプラグ１８を通してケーブルで外部機器１９ａ，１９ｂに接続される。   In FIG. 4, reference numeral 11 denotes a low radiation noise electronic device. An electronic device main body having a signal generation unit 14 is shielded by a shield case 12, a common mode choke coil 13 for preventing radiation noise, and a signal shield case 12. The ports 15a, 15b, 16a, and 16b to be taken out to the outside are provided on the shield case surface. The common mode choke coil array 13 is connected to a transmission line that connects the signal generator and the port. The ports 15a, 15b, 16a, and 16b mean conductors such as output signal lines and terminals, and noise is also emitted and introduced from these conductors. Transmission lines connected to the ports 15a, 15b, 16a, and 16b are connected to external devices 19a and 19b through a connector 17 and a plug 18 with cables.

この構成の作用、効果は、実施例１と同じであり、３７７Ωと同等かそれ以上のインピーダンス値を持つコモンモードチョークコイルアレイ１３を装着すれば、大きく放射ノイズを減衰させることが可能となる。   The operation and effect of this configuration are the same as those of the first embodiment. If the common mode choke coil array 13 having an impedance value equal to or higher than 377Ω is attached, the radiation noise can be greatly attenuated.

図５は本発明の実施例３を示す構成概略図である。図５において、コモンモードチョークコイル３をプラグ２８内に設置し、コモンモードチョークコイル３が、シールドされた電子機器のポート５，６のシールド面の外側のシールド面から信号周波数の波長の１／４未満の位置に設置されるようプラグをポート５，６に接続した。その他の構成は実施例１と同じであり、同じ符号を付して説明を省略する。コモンモードチョークコイル３のインピーダンスを変えノイズ減衰量を評価したところ、図３と同様の結果が得られた。   FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 5, the common mode choke coil 3 is installed in the plug 28, and the common mode choke coil 3 is connected to the shield surface on the outside of the shield surface of the ports 5 and 6 of the shielded electronic device by 1 / wavelength of the signal frequency. Plugs were connected to ports 5 and 6 to be installed at positions below 4. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same reference numerals are given and description thereof is omitted. When the impedance of the common mode choke coil 3 was changed and the noise attenuation was evaluated, the same result as in FIG. 3 was obtained.

この構成の作用、効果は、実施例１と同じであり、３７７Ωと同等かそれ以上のインピーダンス値を持つコモンモードチョークコイルアレイを装着すれば、大きく放射ノイズを減衰させることが可能となる。   The operation and effect of this configuration are the same as those of the first embodiment. If a common mode choke coil array having an impedance value equal to or higher than 377Ω is mounted, radiation noise can be greatly attenuated.

図６は本発明の実施例４を示す構成概略図である。図６において、外部取り付けアダプタ３８を用いている。このアダプタ３８にコモンモードチョークコイル３を内蔵したものである。この構成においても、コモンモードチョークコイル３が、シールドされた電子機器のポート５，６のシールド面の外側のシールド面から信号周波数の波長の１／４未満の位置に設置されるようアダプタをポート５，６に接続した。その他の構成は実施例１と同じであり、同じ符号を付して説明を省略する。   FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing Embodiment 4 of the present invention. In FIG. 6, an external mounting adapter 38 is used. A common mode choke coil 3 is built in the adapter 38. Even in this configuration, the adapter is ported so that the common mode choke coil 3 is installed at a position less than ¼ of the wavelength of the signal frequency from the shield surface outside the shield surface of the ports 5 and 6 of the shielded electronic device. 5 and 6 were connected. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

コモンモードチョークコイルは原則、信号の質には全く影響せず、かつ電子機器の放射ノイズの除去能力に優れている。放射インピーダンスの上限である３７７Ω以上にコモンモードチョークコイル３のインピーダンスを設定することにより、経験の浅い技術者でも簡単に電子機器のノイズ対策ができるようになり、本発明は設計効率の大幅な改善にも寄与できる。   In principle, the common mode choke coil does not affect the signal quality at all, and is excellent in the ability of electronic devices to remove radiated noise. By setting the impedance of the common mode choke coil 3 to be 377Ω or more which is the upper limit of the radiation impedance, even an inexperienced engineer can easily take measures against noise of electronic equipment, and the present invention greatly improves the design efficiency. Can also contribute.

なお、この発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の変形や変更が可能である。   In addition, this invention is not limited to the said Example, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary of invention.

例えば、３７７Ωと同等かそれ以上のインピーダンス値になるよう複数のコモンモードチョークコイルを実装することができる。   For example, a plurality of common mode choke coils can be mounted so as to have an impedance value equal to or higher than 377Ω.

伝送線路に装着されるコモンモードチョークコイルは、巻き線タイプやチップタイプのものでもよく、複数の伝送線路がある場合には、コモンモードチョークコイルアレイだけでなく複数の接続でも良い。   The common mode choke coil mounted on the transmission line may be of a winding type or a chip type, and when there are a plurality of transmission lines, not only the common mode choke coil array but also a plurality of connections may be used.

本発明は、クリーンな電磁環境の確保に貢献できるため、特にデジタル信号やインバータ信号を使う電子機器にとって重要なノイズ対策技術となる。今後、携帯電話、パソコン、ネットワークデジタルTV、LANモジュール、車載LANシステム、インバータシステム等電子機器の発展普及が予想され、本発明はこれら機器を含む電子機器に広く適応でき、産業上有用である。   Since the present invention can contribute to securing a clean electromagnetic environment, it is an important noise countermeasure technique particularly for electronic devices using digital signals and inverter signals. In the future, development and spread of electronic devices such as mobile phones, personal computers, network digital TVs, LAN modules, in-vehicle LAN systems, inverter systems, etc. are expected, and the present invention can be widely applied to electronic devices including these devices and is industrially useful.

デジタル電子機器のノイズ対策として使われだしているクロック周波数の拡散による放射ノイズの測定値の低下は１０dB程度であり、この程度の放射ノイズの低減は本発明のコモンモードチョークコイルの挿入で簡単に得られ、産業上利用範囲は広い。   The decrease in the measured value of the radiated noise due to the diffusion of the clock frequency, which is being used as a noise countermeasure for digital electronic equipment, is about 10 dB, and this level of radiated noise can be easily reduced by inserting the common mode choke coil of the present invention. Industrial application range is wide.

本発明の一実施例における電子機器の構成を示す概要図1 is a schematic diagram showing the configuration of an electronic device according to an embodiment of the present invention. 同構成の評価のための測定等価回路の説明図Illustration of measurement equivalent circuit for evaluation of the same configuration コモンモードチョークのインピーダンスとノイズ減衰量の関係を示すグラフGraph showing the relationship between common mode choke impedance and noise attenuation 本発明の他の実施例における複数の伝送線路を有する電子機器の構成を示す概要図The schematic diagram which shows the structure of the electronic device which has the some transmission line in the other Example of this invention. 本発明のさらに他の実施例における電子機器のプラグの構成を示し、コモンモードチョークコイルがプラグに内蔵された概要図The schematic diagram which shows the structure of the plug of the electronic device in further another Example of this invention, and the common mode choke coil was incorporated in the plug 本発明の別な実施例における電子機器のアダプタの構成を示し、コモンモードチョークコイルがアダプタに内蔵された概要図The schematic diagram which shows the structure of the adapter of the electronic device in another Example of this invention, and the common mode choke coil was incorporated in the adapter

符号の説明Explanation of symbols

１ 低放射ノイズ電子機器
２ シールドケース
３ コモンモードチョークコイル
４ 信号発生部
５、６、１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂ ポート
７、１７ コネクタ
８、２８ プラグ
９、１９ａ、１９ｂ 外部接続回路
３８ アダプタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Low radiation noise electronic device 2 Shield case 3 Common mode choke coil 4 Signal generation part 5, 6, 15a, 15b, 16a, 16b Port 7, 17 Connector 8, 28 Plug 9, 19a, 19b External connection circuit 38 Adapter

Claims (5)

信号発生部を有する電子機器本体と、前記電子機器本体をシールドするシールド材と、電子機器本体からシールド面を通過して伝送線路を導出させるポートと、信号発生部とポートを結ぶ伝送線路に接続されたコモンモードチョークコイルとからなり、前記コモンモードチョークコイルは、シールドされた電子機器の各ポートのシールド面の内側あるいは外側に、シールド面から信号周波数の波長の１／４未満の位置にある基板あるいはコネクタ内に実装され、前記コモンモードチョークコイルのコモンモードインピーダンスが３７７Ωと同等かそれ以上であることを特徴とする低放射ノイズ電子機器。   Connected to the electronic device body having a signal generator, a shield material for shielding the electronic device body, a port for passing the shield line from the electronic device body through the shield surface, and a transmission line connecting the signal generator and the port The common mode choke coil is located inside or outside the shield surface of each port of the shielded electronic device and located at a position less than ¼ of the wavelength of the signal frequency from the shield surface. A low radiation noise electronic device mounted in a substrate or a connector, wherein the common mode impedance of the common mode choke coil is equal to or higher than 377Ω. 請求項１に記載のデジタル電子機器において、前記コモンモードチョークコイルはコモンモードチョークコイルアレイであることを特徴とする低放射ノイズ電子機器。   2. The low electronic noise electronic device according to claim 1, wherein the common mode choke coil is a common mode choke coil array. シールド材でシールドされる電子機器の伝送線路導出用各ポートに接続するプラグやアダプタであって、各ポートに接続時に各ポートのシールド面から信号周波数の波長の１／４未満に位置するコモンモードチョークコイルが単一もしくは複数個プラグやアダプタ内の伝送線路に接続され、そのコモンモードインピーダンスが３７７Ωと同等かそれ以上であることを特徴とするプラグまたはアダプタ付伝送線路接続ケーブル。   A plug or adapter that is connected to each port for derivation of a transmission line of an electronic device that is shielded by a shield material, and is connected to each port and is located at less than ¼ of the wavelength of the signal frequency from the shield surface of each port A transmission line connecting cable with a plug or adapter, characterized in that a choke coil is connected to a single or a plurality of plugs or a transmission line in an adapter, and the common mode impedance is equal to or higher than 377Ω. 信号発生部を有する電子機器本体と、前記電子機器本体をシールドするシールド材と、電子機器本体からシールド面を通過して伝送線路を導出させるポートと、信号発生部とポートを結ぶ伝送線路に接続されたコモンモードチョークコイルとからなり、前記コモンモードチョークコイルを、シールドされた電子機器の各ポートのシールド面の内側あるいは外側に、シールド面から信号周波数の波長の１／４未満の位置にある基板あるいはコネクタ内に実装し、前記コモンモードチョークコイルのコモンモードインピーダンスを各ポート部に存在する放射インピーダンスの値と同等かそれ以上として、コモンモードの電磁波信号を減衰させることにより放射ノイズを除去することを特徴とする電子機器の放射ノイズ除去方法。   Connected to the electronic device body having a signal generator, a shield material for shielding the electronic device body, a port for passing the shield line from the electronic device body through the shield surface, and a transmission line connecting the signal generator and the port The common mode choke coil is located inside or outside the shield surface of each port of the shielded electronic device and is located at a position less than ¼ of the signal frequency wavelength from the shield surface. Mounted in a board or connector, the common mode impedance of the common mode choke coil is set to be equal to or higher than the value of the radiation impedance present in each port, and the radiation noise is removed by attenuating the common mode electromagnetic wave signal. A method for removing radiated noise from an electronic device. 請求項4に記載の電子機器の放射ノイズ除去方法において、前記コモンモードチョークコイルのコモンモードインピーダンスを３７７Ωと同等かそれ以上としてコモンモードの電磁波信号を減衰させることにより放射ノイズを除去することを特徴とする電子機器の放射ノイズ除去方法。

5. The method of claim 4, wherein the common mode choke coil has a common mode impedance equal to or higher than 377Ω to attenuate a common mode electromagnetic wave signal. Emission noise removal method for electronic equipment.

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