JP3222149B2 - グランド・アイソレート回路 - Google Patents

グランド・アイソレート回路

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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば車載用ステレオ
装置など、信号ラインが複数のチャンネル構成になる電
子回路のためのグランド・アイソレート回路に関する。
【0002】
【従来の技術】ノイズ輻射の多い環境下に設置される車
載用ステレオ装置などでは、異なる電子回路(例えば、
CDプレーヤとメインアンプ)間をシールドケーブルを
用いて接続し、シールド線の両端をそれぞれの回路のグ
ランドに落とすことにより信号ラインに外部ノイズが入
り込むことを防止している。
【0003】前記のように、シールドケーブルを用いて
回路間を接続すれば外部ノイズを防ぐことができるが、
一方、グランドに接地されたシールド線によって回路間
を一巡するグランドループが形成されるため、前後の回
路のグランド電位に差を生じると、この電位差によって
ループ電流が流れ、いわゆるグランドループノイズを発
生するおそれがある。そこで、通常は、シールドケーブ
ルを用いて異なる電子回路間を接続する場合、接続され
る後段側の電子回路の入力端に、差動増幅器を用いて構
成したグランド・アイソレート回路を付設し、前後の回
路のグランドをアイソレーション(分離)することによ
り、グランド間の電位差に基づくグランドループノイズ
を除去するようにしている。
【0004】一例として、図4に従来の車載用ステレオ
装置におけるCDプレーヤユニット1とアンプユニット
2間のグランド・アイソレート回路を示す。周知のよう
に、自動車はエンジンやイグニッションあるいは制御用
マイクロコンピュータなど輻射ノイズの発生源が多く、
車体内を引き回されるワイヤハーネスを通じてノイズを
拾いやすい。このため、車載装置におけるシールドケー
ブルとしては、L,Rチャンネルの信号線3L,3Rを
シールド線4L,5Rでそれぞれ独立にシールドしたR
CAケーブル5などが採用されている。
【0005】図4において、RCAケーブル5のLチャ
ンネル用の信号線3Lは、CDプレーヤユニット1のL
チャンネル用の出力端子L1とアンプユニット2のLチ
ャンネル用の信号入力端子L2間に接続され、また、R
チャンネル用の信号線3Rは、CDプレーヤユニット1
のRチャンネル用の出力端子R1とアンプユニット2の
Rチャンネル用の信号入力端子R2間に接続されてい
る。そして、RCAケーブル5の2つのシールド線4L
と4Rは、CDプレーヤユニット1側とアンプユニット
2側の両端においてそれぞれ1つにまとめられた上で、
ユニット1,2のグランド端子G1,G2にそれぞれ接
続されている。
【0006】一方、アンプユニット2の信号入力端子L
2とグランド端子G2の間、および信号入力端子R2と
グランド端子G2の間には、OPアンプなどからなる差
動増幅器6Lと6Rがそれぞれ接続され、いわゆるグラ
ンド・アイソレート回路が構成されている。抵抗7〜1
4は各差動増幅器のバイアス抵抗である。
【0007】なお、図示例の場合、CDプレーヤユニッ
ト1は、回路動作を分かり易くするため、L,Rそれぞ
れのチャンネルにおける信号源15L,15Rとその内
部抵抗16L,16Rだけを用いてシンボル的に示し
た。実際には、光ピックアップやヘッドアンプなどがユ
ニット内に含まれていることはいうまでもない。
【0008】まず、図4においてグランドループノイズ
の発生原因について簡単に説明する。いま何らかの原因
でCDプレーヤユニット1とアンプユニット2のグラン
ド間に電位差Vnが発生すると、この電位差Vnによっ
て信号線3L,3R、シールド線4L,4Rのそれぞれ
にループ電流が流れる。この各線に流れるループ電流
は、位相が同相のいわゆるコモンモード電流である。一
般に、ノイズの原因となるのは、位相が逆相となるいわ
ゆるノーマルモード電流であって、コモンモード電流は
同相で打ち消し合うためにノイズとはならない。
【0009】しかし、各信号線3L,3Rやシールド線
4L,4Rのインピーダンスは各線毎に異なるのが普通
であり、したがって各線に流れるコモンモード電流の値
も各線毎に異なるのが普通である。このため、何らのノ
イズ対策を施さずに前後の回路間を接続すると、前記コ
モンモード電流の差分がノーマルモードノイズに転換さ
れ、グランドループノイズとして信号ラインへ入り込む
ことになる。
【0010】そこで、図4に示すように、後段側に位置
する回路の各チャンネルの信号端子とグランド端子間に
それぞれ差動増幅器6L,6Rを付設し、各差動増幅器
の非反転入力端子(+)と反転入力端子(−)に各チャ
ンネルの信号を入力するように構成すると、差動増幅器
の有する高入力インピーダンス特性のために、グランド
の電位差Vnによって信号線3Lとシールド線4Lに流
れるコモンモード電流の値がそれぞれ等しくなり、ま
た、電位差Vnによって信号線3Lとシールド線4Lに
流れるコモンモード電流の値がそれぞれ等しくなる。し
たがって、この値の等しいコモンモード電流をそれぞれ
の差動増幅器6L,6Rで引き算することにより、信号
線とシールド線に流れるコモンモード電流の差分を常に
零にすることができる。この結果、各線に流れるコモン
モード電流がノーマルモードノイズに転換されることが
なくなり、グランドループノイズの発生が防止されるも
のである。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図4から明
らかなように、RCAコード5のような各チャンネル毎
にシールドを施した接続ケーブルを用いて前後の回路間
を接続すると、Lチャンネル用のシールド線4LとRチ
ャンネル用のシールド線4Rとで直流ループが形成され
る。したがって、外部の輻射ノイズがこのループと鎖交
すると、図中に矢印で示すようにループ内を循環するノ
イズ電流が誘導される。この誘導電圧は、各差動増幅器
6L,6Rの入力端子(+),(−)間に直列に挿入さ
れた状態となり、各差動増幅器に対してそれぞれノーマ
ルモード電流を流すように作用する。このため、このノ
ーマルモード電流による誘導ノイズが各チャンネルの信
号ラインにノイズとして入ってしまうという問題があっ
た。このような現象は、輻射ノイズの多い車載用のオー
ディオ装置で特に問題となる。
【0012】本発明は、前記問題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、RCAコードの
ような各チャンネル毎にシールドを施した接続ケーブル
を用いて前後2つの電子回路間を接続した場合でも、外
部からの輻射ノイズによる誘導ノイズを防止することの
できるグランド・アイソレート回路を提供することであ
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、信号を送出する機器のグランドに接続さ
れるシールド線で信号をシールドした信号線が複数接続
されるグランドアイソレータ回路であって、前記信号線
と接続する電子回路を各信号線毎に設け、前記電子回路
は、前記シールド線と接続する接続端子を前記電子回路
毎に独立して設ける。
【0014】
【作用】複数の信号線のシールド線の信号送信側は信号
送出側の機器のグランドに接続され、信号線の信号受信
側は、設けられた電子回路に接続し、シールド線は前記
電子回路毎に独立して設けられた接続端子に接続するよ
うにしたので、シールド線部分に外部から輻射ノイズが
鎖交してもノイズ電流が誘導されることがなくなり、誘
導ノイズの発生が防止される。
【0015】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につき
説明する。図1に本発明のグランド・アイソレート回路
の第1の実施例を示す。この第1の実施例は、後段側の
アンプユニット2のグランド端子G2(図4参照)を、
直流的に分離して2つのグランド端子G2L,G2Rと
して各チャンネル毎に独立に設けるとともに、Lチャン
ネル側のグランド端子G2LにはLチャンネル側のシー
ルド線4Lを、またRチャンネル側のグランド端子G2
RにはRチャンネル側のシールド線4Rをそれぞれ接続
したものである。なお、図4と同一の回路素子には同一
の符号を付してその説明は省略する。
【0016】前記のように構成することにより、従来、
L,Rチャンネルのシールド線4Lと4Rによって形成
されていたループがグランド端子G2LとG2R位置に
おいて切断され、外部の輻射ノイズによるノイズ電流の
誘導を阻止することができる。なお、このグランド端子
G2L,G2Rとアンプユニット2のグランド間に、高
周波ノイズパイパス用のコンデンサ17,18を付加接
続すれば、シールド線4L,4R上の高周波ノイズをそ
れぞれグランドへ落とすことができ、ノイズをより低減
することができる。
【0017】図2に本発明の第2の実施例を示す。この
第2の実施例は、前記図1のグランド・アイソレート回
路と同一の回路構成において、アンプユニット2の信号
入力端子L2,R2、グランド端子G2L,G2Rのそ
れぞれにバッファ19〜22を挿入したものである。こ
のような構成とすることにより、各バッファの高入力イ
ンピーダンス特性によって各線路の前後がより完全に分
離され、より確実なノイズ抑制効果を得ることができ
る。
【0018】図3に本発明の第3の実施例を示す。この
第3の実施例は、前段側のユニットに差動増幅器を設け
るとともに、ライン信号として交流成分のみを伝送する
ように構成した回路の場合の例である。すなわち、ユニ
ット1側に信号出力用の差動増幅器30,31を設け、
この差動増幅器の出力信号をカップリングコンデンサ3
2,33を介してユニット2内の入力増幅器34,35
に接続したものである。そして、この2つのユニット
1,2のグランド端子をそれぞれL,Rチャンネル毎に
端子G1L,G1RとG2L,G2Rに分け、各シール
ド線4L,4Rの両端をそれぞれのユニットにおいて対
応するチャンネルのグランド端子に個別に接続したもの
である。なお、グランド端子G1L,G1Rは高周波ノ
イズバイパス用のコンデンサ36,37により交流的に
グランドに接続し、シールド線4L,4R上の高周波ノ
イズをそれぞれグランドへ落とすようにしている。
【0019】なお、前記実施例は、接続される前後2つ
の電子回路としてCDプレーヤユニットとアンプユニッ
トを用いた場合について例示したが、これに限らないこ
とは当然であり、例えば、アンプとアンプ間を接続する
場合などにも適用することができるものである。
【0020】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明によるときは、RCAコードのような各チャンネ
ル毎にシールドを施した接続ケーブルを用いて前後2つ
の電子回路間を接続した場合でも、外部からの輻射ノイ
ズによる誘導ノイズを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になるグランド・アイソレート回路の第
1の実施例を示す図である。
【図2】本発明になるグランド・アイソレート回路の第
2の実施例を示す図である。
【図3】本発明になるグランド・アイソレート回路の第
3の実施例を示す図である。
【図4】従来のグランド・アイソレート回路の例を示す
図である。
【符号の説明】
1 CDプレーヤユニット 2 アンプユニット 3L,3R 信号線 4L,4R シールド線 5 RCAケーブル 6L,6R 差動増幅器 G1L,G1R グランド端子 G2L,G2R グランド端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒木 敏郎 埼玉県川越市大字山田字西町25番地1 パイオニア株式会社 川越工場内 (72)発明者 田上 睦郎 埼玉県川越市大字山田字西町25番地1 パイオニア株式会社 川越工場内 (72)発明者 渡辺 光正 埼玉県川越市大字山田字西町25番地1 パイオニア株式会社 川越工場内 (56)参考文献 特開 平2−51914(JP,A) 特開 昭53−107216(JP,A) 実開 昭62−26954(JP,U) 実開 昭56−123649(JP,U) 実開 昭62−44541(JP,U) 実開 昭62−169546(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 3/00 - 3/44

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 信号を送出する機器のグランドに接続さ
    れるシールド線で信号をシールドした信号線が複数接続
    されるグランドアイソレータ回路であって、前記信号線
    と接続する電子回路を各信号線毎に設け、前記電子回路
    は、前記シールド線と接続する接続端子を前記電子回路
    毎に独立して設けたことを特徴とするグランド・アイソ
    レート回路。
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