電磁ノイズ分布検出装置
【課題】機器内で発生する電磁ノイズと同じ周波数の試験信号を注入した場合の近似的な分布を得ることのできる電磁ノイズ分布検出装置を得る。
【解決手段】信号発生器１は、供試機器１００内で発生する電磁ノイズの周波数から僅かにずらした周波数の信号を出力し、注入プローブ３によって供試機器１００に注入する。検出プローブ４は可動部７により供試機器１００上を走査し、供試機器１００の電磁界分布を検出し、電磁界強度計６によって電磁界強度の分布を測定する。ノイズ分布検出手段１１は、電磁界強度計６で測定された電磁界強度の分布を、供試機器１００内で発生する電磁ノイズの近似的な分布として検出する。
【解決手段】信号発生器１は、供試機器１００内で発生する電磁ノイズの周波数から僅かにずらした周波数の信号を出力し、注入プローブ３によって供試機器１００に注入する。検出プローブ４は可動部７により供試機器１００上を走査し、供試機器１００の電磁界分布を検出し、電磁界強度計６によって電磁界強度の分布を測定する。ノイズ分布検出手段１１は、電磁界強度計６で測定された電磁界強度の分布を、供試機器１００内で発生する電磁ノイズの近似的な分布として検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に電磁ノイズとしての試験信号を与え、誤動作や性能劣化を測定評価するイミュニティ試験等で、供試機器のどの部分を電磁ノイズが伝搬しているかを検出する電磁ノイズ分布検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子機器に電磁ノイズを注入し、誤動作を評価するイミュニティ試験装置では、例えば、ＩＳＯ１１４５２−４記載のバルク電流注入（ＢＣＩ）法によるイミュニティ試験の場合、被測定物の接続ケーブルに電磁ノイズを電流プローブで注入し、被測定物の性能劣化や誤動作を評価する試験がある。しかし、この試験では、被測定物に注入した電磁ノイズとしての試験信号の筐体内部での伝搬経路が特定できないため、適切なノイズ対策を見つけられないことが問題である。
【０００３】
このような問題に対して、従来では、ノイズ印加用プローブとして、静電気放電プローブを利用し、プリント基板をスキャンしながら電磁ノイズを局所的に放電し、基板上の誤動作分布を画像表示し、放電範囲やプローブの大小の切替によって、誤動作箇所の絞込みをする方法があった（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】特開平１０−３１９０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の方法では、ノイズに弱い部分の分布を示すだけで、外部より注入されたノイズの伝搬経路を示すものではない。また、静電気放電プローブを用いるため、特定の周波数成分のレベルを制御できないことや、再現性に問題があった。さらに、ノイズとして注入する試験信号と機器内部の信号とを分離する手段を具備していないため、機器内部の信号と同じ周波数の試験信号をノイズとして注入した場合に、機器内部の信号と注入ノイズとを分離できないという問題があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、機器内で発生する電磁ノイズと注入した信号を周波数で分離し、機器内で発生する電磁ノイズと同じ周波数の試験信号を注入した場合の近似的な分布を得ることのできる電磁ノイズ分布検出装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る電磁ノイズ分布検出装置は、供試機器に対して信号を注入する信号注入手段と、供試機器上の電磁界強度を検出する電磁界強度検出手段と、電磁界強度検出手段の供試機器上の検出位置を移動させる走査手段と、信号注入手段に対して、供試機器内で発生する電磁ノイズの周波数から僅かにずらした周波数の信号を出力するよう指示し、電磁界強度検出手段で検出された電磁界強度の分布を、供試機器内で発生する電磁ノイズの近似的な分布として検出するノイズ分布検出手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の電磁ノイズ分布検出装置は、供試機器内で発生する電磁ノイズの周波数から僅かにずらした周波数の信号を供試機器に注入し、検出された電磁界強度の分布を、供試機器内で発生する電磁ノイズの近似的な分布として検出するようにしたので、機器内で発生する電磁ノイズと注入した信号を周波数で分離し、機器内で発生する電磁ノイズと同じ周波数の試験信号を注入した場合の近似的な分布を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１による電磁ノイズ分布検出装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による電磁ノイズ分布検出装置における試験信号と供試機器内で発生する電磁ノイズとの関係を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１による電磁ノイズ分布検出装置における検出した電磁界分布から供試機器内で発生する電磁ノイズの電磁界分布を近似するイメージを示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態２による電磁ノイズ分布検出装置における試験信号と供試機器内で発生する電磁ノイズとの関係を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態２による電磁ノイズ分布検出装置における検出した電磁界分布から供試機器内で発生する電磁ノイズの電磁界分布を近似するイメージを示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態２による電磁ノイズ分布検出装置における１／ｎ波長ずれた周波数の試験信号と供試機器内で発生する電磁ノイズとの関係を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態３による電磁ノイズ分布検出装置における試験信号と供試機器内で発生する電磁ノイズとの関係を示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態４による電磁ノイズ分布検出装置における供試機器各部の既存ノイズのレベルを示す説明図である。
【図９】この発明の実施の形態４による電磁ノイズ分布検出装置における供試機器各部の既存ノイズと同じ周波数のノイズ信号を注入した場合のレベルを示す説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態５による電磁ノイズ分布検出装置における供試機器各部の既存ノイズのレベルを示す説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態５による電磁ノイズ分布検出装置における注入信号の周波数の選択方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による電磁ノイズ分布検出装置を示す構成図である。
図１に示す電磁ノイズ分布検出装置は、信号発生器１、アンプ２、注入プローブ３、検出プローブ４、アンプ５、電磁界強度計６、可動部７、走査部８、制御部９、表示部１０を備える。
【００１１】
信号発生器１は、電磁ノイズである試験信号を発生する回路であり、アンプ２は、信号発生器１で発生した試験信号を増幅する回路である。注入プローブ３は、アンプ２で増幅された試験信号を供試機器１００の接続ケーブル（電源ケーブル等）を介して供試機器１００に注入するプローブである。なお、供試機器１００とは、例えばプリント基板といった機器である。また、これら信号発生器１〜注入プローブ３によって、供試機器１００に対して信号を注入する信号注入手段が構成されている。検出プローブ４は、注入プローブ３で注入されたノイズを供試機器１００上で測定するためのプローブである。アンプ５は信号発生器４から出力された検出信号を増幅するための回路である。電磁界強度計６は、アンプ５で増幅された検出信号のレベルを測定する電磁界測定器からなるものである。また、これら検出プローブ４〜電磁界強度計６によって、供試機器１００上の電磁界を検出する電磁界強度検出手段が構成されている。なお、アンプ２は、信号発生器１が出力し、注入プローブ３で注入した電磁ノイズとしての試験信号のレベルが検出プローブ４で検出できる程度に高ければ無くてもよい。また、アンプ５は、検出プローブ４の出力レベルが電磁界強度計６で測定するのに十分高いレベルであれば無くてもよい。
【００１２】
可動部７は、検出プローブ４を供試機器１００のＸ（横）、Ｙ（縦）、Ｚ（高さ）、θ（回転）方向に移動させるための手段であり、走査部８は、可動部７のＸＹＺθ方向の制御を行う走査制御部である。また、これら可動部７および走査部８によって、電磁界強度検出手段の供試機器１００上の検出位置を移動させる走査手段が構成されている。制御部９は、電磁ノイズ分布検出装置としての各部の制御を司るものであり、信号発生器１における発生信号周波数を制御したり、走査部８における走査方向を制御したり、電磁界強度計６の結果を数値処理し、表示部１０で表示するといった制御を行う。表示部１０は、電磁ノイズの分布状態といった情報を表示するための表示装置である。
【００１３】
制御部９はノイズ分布検出手段１１を備えており、このノイズ分布検出手段１１は、信号注入手段に対して、供試機器１００内で発生する電磁ノイズの周波数から僅かにずらした周波数の信号を出力するよう指示し、電磁界強度検出手段で検出された電磁界強度の分布を、供試機器１００内で発生する電磁ノイズの近似的な分布として検出するものである。なお、制御部９は例えばコンピュータを用いて実現され、ノイズ分布検出手段１１は、その機能に対応したソフトウェアと、これを実行するためのＣＰＵやメモリといったハードウェアから構成されている。あるいは、ノイズ分布検出手段１１を専用のハードウェアで構成してもよい。
【００１４】
また、図１では、可動部７は、検出プローブ４を、縦横（ＸＹ）・高さ（Ｚ）・回転（θ）方向に走査するように記載しているが、プローブの走査方法はこれに限らない。また、走査する方法として、検出プローブ４を移動しても、供試機器１００を移動してもかまわない。即ち、供試機器１００上の電磁界分布を測定するために、検出プローブ４と供試機器１００との位置関係が相対的に変える方法に関し、その走査方法はいずれでもかまわない。
【００１５】
また、図示例では、電磁ノイズである試験信号を注入する注入プローブ３が、供試機器１００のノイズ印加部である接続ケーブルにクランプするタイプであるが、ノイズを注入することができれば、その方法は、他の被接触型プローブでも、接触型プローブでも、照射アンテナによる方法でも構わない。
【００１６】
次に、信号発生器１から出力する電磁ノイズである試験信号について説明する。
図２は、信号発生器１が出力する電磁ノイズとしての試験信号と供試機器１００内で発生する電磁ノイズとの関係を示す説明図である。
供試機器１００内の電磁ノイズと同じ周波数の電磁ノイズである試験信号を、信号発生器１で出力し、注入プローブ３で供試機器１００に注入した場合、両者を分離し、試験信号のみの分布を分離することは困難である。そこで、信号発生器１は、供試機器１００内の電磁ノイズの周波数（ｆ０）から僅かにずれた周波数（ｆｎ，ｆｎ＝ｆ０＋Δｆ）の試験信号を出力し、この試験信号を注入プローブ３で供試機器１００に注入する。検出プローブ４は、可動部７により、検出プローブ４と供試機器１００との位置関係を変えながら、前記試験信号の周波数（ｆｎ）を受信する。
【００１７】
図３は、この発明の検出プローブ４が検出した電磁界分布から供試機器１００内で発生する電磁ノイズの電磁界分布を近似するイメージを示す説明図である。このように、試験信号の供試機器１００上の分布（ｆｎの分布）を表示部１０で表示することにより、機器内で発生する電磁ノイズの被試験信号と同じ周波数の電磁ノイズを注入した場合の分布（ｆ０の分布）を近似的に表現することが可能になる。
【００１８】
僅かにずれた試験信号は、供試機器１００内で発生する電磁ノイズと同じ周波数の電磁ノイズを供試機器１００外部から注入した場合と同じ傾向を示すためには、供試機器１００内で発生する電磁ノイズに対して注入する試験信号の位相の差がλ／４よりずれない周波数範囲の試験信号を選択する。かつ、電磁界強度計６が、前記２つの周波数を分離して測定できるように、電磁界測定器の周波数分解能帯域幅の設定は、この２つの周波数の間隔よりも狭く設定する必要がある。
【００１９】
次に、実施の形態１の電磁ノイズ分布検出装置の動作について説明する。
図１において、信号発生器１は、ノイズ分布検出手段１１からの指示に基づいて、供試機器１００内で発生する電磁ノイズの周波数から僅かにずらした周波数の試験信号（電磁ノイズ）を出力し、注入プローブ３を通じて供試機器１００にノイズを注入する。注入したノイズは供試機器１００内を伝搬し、一面に分布するため、検出プローブ４を可動部７で供試機器１００一面を走査し、注入した試験信号を検出し、電磁界強度計６で測定する。ノイズ分布検出手段１１は、電磁界強度計６で測定された電磁界の分布を、供試機器１００内で発生する電磁ノイズの近似的な分布として表示部１０に表示させる。即ち、図３におけるｆｎの分布を表示する。
【００２０】
その結果、供試機器１００内で発生する電磁ノイズの周波数を外部から注入した場合における、外部から注入したノイズの電磁界分布を近似的に得ること可能になる。即ち、図３におけるｆ０の近似的な分布を得ることができる。
【００２１】
以上のように、実施の形態１の電磁ノイズ分布検出装置によれば、供試機器に対して信号を注入する信号注入手段と、供試機器上の電磁界強度を検出する電磁界強度検出手段と、電磁界強度検出手段の供試機器上の検出位置を移動させる走査手段と、信号注入手段に対して、供試機器内で発生する電磁ノイズの周波数から僅かにずらした周波数の信号を出力するよう指示し、電磁界強度検出手段で検出された電磁界強度の分布を、供試機器内で発生する電磁ノイズの近似的な分布として検出するノイズ分布検出手段とを備えたので、機器内で発生する電磁ノイズと注入した信号を周波数で分離し、機器内で発生する電磁ノイズと同じ周波数の試験信号を注入した場合の近似的な分布を得ることができる。
【００２２】
実施の形態２．
実施の形態２では、信号注入手段が、供試機器内で発生する電磁ノイズの周波数の上下にずらした複数の周波数の信号を出力するようにしたものである。それ以外の構成は実施の形態１の電磁ノイズ分布検出装置と同様である。また、図面上の構成は図１と同様であるため、図１の構成を用いて説明する。
【００２３】
図４は、実施の形態２における、信号発生器１が出力する電磁ノイズとしての試験信号と供試機器１００内で発生する電磁ノイズとの関係を示す説明図である。また、図５は、実施の形態２における、検出プローブ４が検出した電磁界分布から供試機器１００内で発生する電磁ノイズの電磁界分布を近似するイメージを示す説明図である。なお、両図において、同一符号は同一または相当部分を示す。
図４に示すように、被測定周波数（ｆ０）に対して、位相がλ／４よりずれない２つの周波数（ｆｎ１＝ｆ０−Δｆとｆｎ２＝ｆ０＋Δｆ）の試験信号を注入プローブ３で注入し、各信号周波数の供試機器１００上の分布を検出プローブ４で検出し、電磁界強度計６で測定する。制御部９におけるノイズ分布検出手段１１は、任意の点の各周波数（ｆｎ１とｆｎ２）の値の平均値より、前記任意の点において、供試機器１００内で発生する電磁ノイズの周波数（ｆ０）と同じ周波数の信号を注入した場合の電磁界強度として、表示部１０で表示する。
【００２４】
実施の形態２による電磁ノイズ分布検出装置は、実施の形態１と同様の構成に加え、注入プローブ３から注入する試験信号として、供試機器１００内で発生する電磁ノイズの周波数の上下２つの周波数成分を選択し、この各々の信号成分の分布から供試機器１００内で発生する電磁ノイズの周波数の分布を内挿することにより、供試機器１００内で発生する電磁ノイズの分布を近似するものである。
【００２５】
図６は、実施の形態２における、信号発生器１が出力する電磁ノイズとしての試験信号と供試機器１００内で発生する電磁ノイズとの関係を示す説明図である。
ｆ０に対して、１／ｎ波長（λ／ｎ）ずれた周波数の試験信号（ｆｎ）を注入する場合、その周波数は、ｆｎ＝ｎｆ／（ｎ＋１）とｎｆ／（ｎ−１）になる。この２つの周波数の信号を注入プローブ３で印加し、各々の信号の分布から被測定周波数を内挿することにより、供試機器１００内で発生する電磁ノイズの分布の誤差範囲を限定することが可能になる。例えば、１／４波長（λ／４）ずれた場合、４ｆ／５と４ｆ／３となるため、誤差は、−２０％〜約１３３．３％の範囲で近似が可能である。１／２０波長（λ／２０）ずれた場合、２０ｆ／２１と２０ｆ／１９となるため、誤差は（約−４．８％〜約１０５％）となる。即ち、ノイズ源である試験信号は、できるだけ供試機器１００内で発生する電磁ノイズに近い周波数を選択することが誤差範囲を少なくなるという効果を奏する。
【００２６】
なお、供試機器内で発生する電磁ノイズの上下から加える信号は、前記のように、供試機器内で発生する電磁ノイズの周波数から等周波数間隔でも、１／ｎ波長ずれた周波数でもある必要はなく、その効果を得られるならば、周波数の選定に規制はない。
【００２７】
以上のように、実施の形態２の電磁ノイズ分布検出装置によれば、信号注入手段は、供試機器内で発生する電磁ノイズの周波数の上下にずらした複数の周波数の信号を出力するようにしたので、実施の形態１と同様の効果に加え、供試機器内で発生する電磁ノイズの分布の誤差範囲を限定することができるために、近似結果に関して、より精度の高い電磁界分布を得ることができる。
【００２８】
実施の形態３．
実施の形態３では、信号注入手段が、供試機器内で発生する電磁ノイズの周波数を含む所定の帯域の周波数の信号を注入するよう構成され、また、ノイズ分布検出手段が、供試機器内で発生する電磁ノイズの周波数のうち、検出対象とする周波数から僅かにずれた周波数に対応した電磁界強度検出手段で検出された電磁界分布を、供試機器内で発生する電磁ノイズの近似的な分布として検出するようにしたものである。それ以外の構成は実施の形態１または実施の形態２の電磁ノイズ分布検出装置と同様である。また、図面上の構成は図１と同様であるため、図１の構成を用いて説明する。
【００２９】
図７は、この発明の実施の形態３による、信号発生器１が出力する電磁ノイズとしての試験信号と供試機器１００内で発生する電磁ノイズとの関係を示す説明図である。
この発明の実施の形態３による電磁ノイズ分布検出装置は、電磁ノイズである試験信号を出力する信号発生器１から広帯域なノイズを出力し、注入プローブ３で注入するものである。実施の形態１または２では、試験信号の注入前に、注入する試験信号の周波数を決定していたが、本実施の形態では、広帯域な試験信号を注入し、供試機器１００上の電磁界分布を検出プローブ４で広帯域に検出し、電磁界強度計６で測定する。測定した広帯域な電磁界分布から、所望の電磁ノイズの周波数に対して、実施の形態１または２記載の同様な方法で、試験信号を選択し、供試機器１００内で発生する電磁ノイズの電磁界分布を近似表示する。
【００３０】
以上のように、実施の形態３の電磁ノイズ分布検出装置によれば、供試機器に対して、供試機器内で発生する電磁ノイズの周波数を含む所定の帯域の周波数の信号を注入する信号注入手段と、供試機器上の電磁界強度を検出する電磁界強度検出手段と、電磁界強度検出手段の供試機器上の検出位置を移動させる走査手段と、供試機器内で発生する電磁ノイズの周波数のうち、検出対象とする周波数から僅かにずれた周波数に対応した電磁界強度検出手段で検出された電磁界強度の分布を、供試機器内で発生する電磁ノイズの近似的な分布として検出するノイズ分布検出手段とを備えたので、実施の形態１または実施の形態２の効果に加えて、複数の電磁ノイズの周波数に対して、１度のノイズ注入作業で済むために、試験時間を短縮することができる。
【００３１】
実施の形態４．
実施の形態４は、ノイズ分布検出手段が、信号注入手段に対して、供試機器に対してレベルを変えながら信号を注入するよう指示し、電磁界強度検出手段が検出した供試機器上の電磁界強度が、信号注入手段に指示した信号注入レベルに追従した変化をした場合に、その注入した信号に基づく供試機器内で発生する電磁ノイズの近似的な分布を検出するようにしたものである。それ以外の構成は実施の形態１〜３のいずれかの電磁ノイズ分布検出装置と同様である。また、図面上の構成は図１と同様であるため、図１の構成を用いて説明する。
【００３２】
図８は、実施の形態４における供試機器１００の既存ノイズ１２の分布について示した説明図である。供試機器１００には、被測定周波数（ｆ０）での電磁界分布を近似的に得るために注入する電磁ノイズとしての試験信号の周波数（ｆｎ）と同じ周波数の成分が、供試機器１００に分布している様子を示している。図中のＰ１，Ｐ２，Ｐ３は、供試機器１００上の電磁界強度を検出プローブが測定する位置の一例であり、それぞれの位置において、検出プローブが測定した既存ノイズ１２のレベルを示している。Ｐ１では周波数ｆｎのノイズが測定され、Ｐ２では測定されず、Ｐ３では特に高いレベルが測定されている。
【００３３】
また、図９は、実施の形態４に関わるノイズ分布検出手段１１において、注入信号と供試機器の既存ノイズ１２とを分離する方法を示す説明図であり、図１に示す測定系が信号注入手段を通じて注入できる最大レベルの電磁ノイズとしての試験信号（周波数ｆｎ）を、図８に示した周波数ｆｎの既存ノイズ１２の分布をした供試機器１００に印加した場合に、供試機器１００上に生じる電磁界分布（既存ノイズと印加信号の和）を示している。なお、図中のＰ１，Ｐ２，Ｐ３は図８と同じ位置である。図８のレベルと比較して、Ｐ１のレベルは若干上がり、Ｐ２では測定されず（図８と比べて変化無し）、Ｐ３のレベルは変化が無く、特に高いレベルを示している。なお、ｆ０におけるＰ１，Ｐ２，Ｐ３におけるｆ０のレベルは変化しない。
【００３４】
次に、周波数ｆｎの既存ノイズ１２と注入信号との判別方法について説明する。
図８のＰ１とＰ３には、周波数ｆｎの成分が既存ノイズ１２として測定されているが、Ｐ２には周波数成分ｆｎの成分が測定されていない。図９は、この測定系で印加できる最大レベルの電磁ノイズとしての信号を注入した際の供試機器１００上の電磁界分布を測定した結果である。電磁ノイズとしての試験信号注入前（図８）と注入後（図９）を比較すると、Ｐ１では、注入後のレベルが高くなっており、注入した信号成分が測定されていることが判定できる。Ｐ２では、注入前もノイズ注入後も測定されていないため、注入信号のノイズが伝搬していないと判定できる。Ｐ３では、注入前のレベルが高いため、試験信号が注入されても、Ｐ３に伝搬した試験信号のレベルが小さいとその影響が現れず、既存ノイズ１２と試験信号との判定ができない例である。
【００３５】
なお、図８のＰ１では、周波数ｆｎのノイズが既存である場合を示しているが、既存ノイズ１２が測定されなくても、信号注入手段による電磁ノイズとしての試験信号注入後に電磁界強度のレベルが変化すれば注入したノイズが伝搬していると判別できる。
【００３６】
また、図９の例においては、前述したように、図１に示す測定系で注入できる最大レベルの試験信号を信号注入手段で注入しているが、必ずしも最大レベルである必要は無く、図８と図９におけるＰ１のように、ノイズとしての信号の注入前と注入後で、検出結果にレベル差が生じるならば、注入するレベルに制限はない。
【００３７】
また、選択する周波数ｆｎは、評価する周波数ｆ０を推定できるものであれば何でもよく、測定器の分解能帯域幅の周波数分以上ずらした周波数を選択すればよい。また、予め、供試機器１００上の既存ノイズレベルの周波数特性を測定し、既存ノイズレベルの低い周波数を選択してもよい。
また、前記例では、供試機器１００上の３点（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）をあげているが、供試機器上の注入ノイズ伝搬経路が抽出できるならば、その数や場所に制限はない。
【００３８】
次に、伝搬経路の評価について説明する。
前記の判別方法によれば、供試機器１００上の各部に関して、注入信号の伝搬経路に該当するか、該当しないか、測定不能であることが判別できる。検出プローブ４は供試機器１００上の伝搬経路に該当する部分を走査し、各測定位置において、注入プローブ３から注入する電磁ノイズとしての信号のレベルを変化させながら電磁界強度を測定し、供試機器１００上における注入ノイズの強度分布を表示部１０で表示する。
なお、前記のＰ２のように伝搬経路でない測定点は強度分布における下限であり、Ｐ３のように周波数ｆｎの既存ノイズのレベルが高ければ，測定不能として表示することも可能である。
また、注入レベルの変化については、出力レベルを上げても、下げても、連続的であっても、離散的であってもよく、その変化の方法に制限はない。
【００３９】
このように、実施の形態４では、被測定周波数（ｆ０）の分布を近似的に得るために注入する周波数ｆｎの電磁ノイズとしての試験信号の注入レベルを可変とすることにより、供試機器１００上に伝搬する注入信号を判別することが可能になる。また、注入するノイズ信号の周波数ｆｎと同じ周波数のノイズが供試機器１００に既存な場合でも、供試機器１００上の測定点における注入前後のレベルの違いから、注入するノイズ信号の伝搬経路に該当する、該当しない、判定できないことを判別することが可能である。即ち、注入するノイズ信号と同じ成分の既存ノイズが供試機器に存在する場合でも、注入するノイズ信号の伝搬経路を抽出し、表示することが可能になる。
【００４０】
以上のように、実施の形態４の電磁ノイズ分布検出装置によれば、ノイズ分布検出手段は、信号注入手段に対して、供試機器に対してレベルを変えながら信号を注入するよう指示し、電磁界強度検出手段が検出した供試機器上の電磁界強度が、信号注入手段に指示した信号注入レベルに追従した変化をした場合に、注入した試験信号に基づく供試機器内で発生する電磁ノイズの近似的な分布を検出するようにしたので、注入する試験信号と同じ成分の既存ノイズが供試機器に存在した場合でも、機器内で発生する電磁ノイズと同じ周波数の試験信号を注入した場合の近似的な分布を確実に得ることができる。
【００４１】
実施の形態５．
実施の形態５では，供試機器に注入するノイズとしての信号の周波数ｆｎ１と同じ周波数の既存ノイズのレベルが高く、周波数ｆｎ１の信号の判定ができない場合に、周波数をさらにずらした周波数ｆｎ３の信号を注入し、被測定周波数（ｆ０）の分布を近似的に得ることようにしたものである。すなわち、実施の形態５では、ノイズ分布検出手段は、電磁界強度検出手段が検出した供試機器上の電磁界強度が、信号注入手段に指示した信号注入レベルに追従した変化をしなかった場合に、注入した信号とは異なる周波数の信号注入を行うよう指示するものである。それ以外の構成は、実施の形態１〜４のいずれの電磁ノイズ分布検出装置と同様である。また、図面上の構成は図１と同様であるため、図１の構成を用いて説明する。
【００４２】
図１０は、供試機器１００の既存ノイズ１３の分布について示した説明図である。図１０に関しては、分布を表示している周波数に既存のノイズレベルが高い領域が多いこと以外は図８と同じ条件であるため、詳細な説明は省略する。また、図１１は、実施の形態５における注入信号の周波数の選択方法を説明するための図である。
【００４３】
以下、実施の形態５の動作について説明する。なお、実施の形態１〜４に記載の電磁ノイズ分布検出装置の動作と同様な動作に関してはその説明を省略する。
供試機器１００に注入するノイズとしての試験信号の周波数ｆｎ１と同じ周波数の既存ノイズ１３が、図１０に示すように高く測定された場合には、注入した信号が判定不可能になる。そこで、実施の形態５では、図１１に示すように、ｆｎ１（＝ｆ０＋Δｆ１）から僅かにずらした周波数ｆｎ３（＝ｆ０＋Δｆ１＋Δｆ３）をノイズ分布検出手段１１は再選択する。そして、信号注入手段によって、この周波数ｆｎ３の信号を供試機器１００に注入し、実施の形態４に記載した注入信号の判別作業を実施し、供試機器１００上の周波数ｆｎ３の試験信号の伝搬経路を抽出し、表示する。なお、周波数ｆｎ３でも判別ができない場合には、さらに別の周波数を選択し、同様な判別作業を繰返す。なお、選択する周波数は、評価する周波数ｆ０を推定できるものであれば何でもよく、測定器の分解能帯域幅の周波数分以上ずらした周波数を選択すればよい。また、予め供試機器１００上の既存ノイズレベルの周波数特性を測定し、既存ノイズレベルの低い周波数を選択してもよい。
【００４４】
このように、実施の形態５では、被測定周波数（ｆ０）の分布を近似的に得るために選択した注入信号の周波数と同じ周波数でレベルの高い既存ノイズが供試機器１００にあって注入信号の伝搬経路を判別することができない場合でも、注入する周波数を可変とすることにより供試機器１００内のレベルが低い周波数を選択し、注入信号を判別することが可能になる。即ち、被測定周波数（ｆ０）の信号を注入した場合の、供試機器上の分布を近似的に得ることが可能になる。
【００４５】
以上のように、実施の形態５の電磁ノイズ分布検出装置によれば、ノイズ分布検出手段は、信号注入手段に対して、供試機器に対してレベルを変えながら信号を注入するよう指示し、電磁界強度検出手段が検出した供試機器上の電磁界強度が、信号注入手段に指示した信号注入レベルに追従した変化をしなかった場合に、注入した信号とは異なる周波数の信号注入を行うよう指示するようにしたので、レベルの高い既存ノイズが供試機器に存在した場合でも、機器内で発生する電磁ノイズと同じ周波数の試験信号を注入した場合の近似的な分布を確実に得ることができる。
【００４６】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 信号発生器、２，５ アンプ、３ 注入プローブ、４ 検出プローブ、６ 電磁界強度計、７ 可動部、８ 走査部、９ 制御部、１０ 表示部、１１ ノイズ分布検出手段、１２，１３ 既存ノイズ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に電磁ノイズとしての試験信号を与え、誤動作や性能劣化を測定評価するイミュニティ試験等で、供試機器のどの部分を電磁ノイズが伝搬しているかを検出する電磁ノイズ分布検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子機器に電磁ノイズを注入し、誤動作を評価するイミュニティ試験装置では、例えば、ＩＳＯ１１４５２−４記載のバルク電流注入（ＢＣＩ）法によるイミュニティ試験の場合、被測定物の接続ケーブルに電磁ノイズを電流プローブで注入し、被測定物の性能劣化や誤動作を評価する試験がある。しかし、この試験では、被測定物に注入した電磁ノイズとしての試験信号の筐体内部での伝搬経路が特定できないため、適切なノイズ対策を見つけられないことが問題である。
【０００３】
このような問題に対して、従来では、ノイズ印加用プローブとして、静電気放電プローブを利用し、プリント基板をスキャンしながら電磁ノイズを局所的に放電し、基板上の誤動作分布を画像表示し、放電範囲やプローブの大小の切替によって、誤動作箇所の絞込みをする方法があった（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】特開平１０−３１９０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の方法では、ノイズに弱い部分の分布を示すだけで、外部より注入されたノイズの伝搬経路を示すものではない。また、静電気放電プローブを用いるため、特定の周波数成分のレベルを制御できないことや、再現性に問題があった。さらに、ノイズとして注入する試験信号と機器内部の信号とを分離する手段を具備していないため、機器内部の信号と同じ周波数の試験信号をノイズとして注入した場合に、機器内部の信号と注入ノイズとを分離できないという問題があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、機器内で発生する電磁ノイズと注入した信号を周波数で分離し、機器内で発生する電磁ノイズと同じ周波数の試験信号を注入した場合の近似的な分布を得ることのできる電磁ノイズ分布検出装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る電磁ノイズ分布検出装置は、供試機器に対して信号を注入する信号注入手段と、供試機器上の電磁界強度を検出する電磁界強度検出手段と、電磁界強度検出手段の供試機器上の検出位置を移動させる走査手段と、信号注入手段に対して、供試機器内で発生する電磁ノイズの周波数から僅かにずらした周波数の信号を出力するよう指示し、電磁界強度検出手段で検出された電磁界強度の分布を、供試機器内で発生する電磁ノイズの近似的な分布として検出するノイズ分布検出手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の電磁ノイズ分布検出装置は、供試機器内で発生する電磁ノイズの周波数から僅かにずらした周波数の信号を供試機器に注入し、検出された電磁界強度の分布を、供試機器内で発生する電磁ノイズの近似的な分布として検出するようにしたので、機器内で発生する電磁ノイズと注入した信号を周波数で分離し、機器内で発生する電磁ノイズと同じ周波数の試験信号を注入した場合の近似的な分布を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１による電磁ノイズ分布検出装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による電磁ノイズ分布検出装置における試験信号と供試機器内で発生する電磁ノイズとの関係を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１による電磁ノイズ分布検出装置における検出した電磁界分布から供試機器内で発生する電磁ノイズの電磁界分布を近似するイメージを示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態２による電磁ノイズ分布検出装置における試験信号と供試機器内で発生する電磁ノイズとの関係を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態２による電磁ノイズ分布検出装置における検出した電磁界分布から供試機器内で発生する電磁ノイズの電磁界分布を近似するイメージを示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態２による電磁ノイズ分布検出装置における１／ｎ波長ずれた周波数の試験信号と供試機器内で発生する電磁ノイズとの関係を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態３による電磁ノイズ分布検出装置における試験信号と供試機器内で発生する電磁ノイズとの関係を示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態４による電磁ノイズ分布検出装置における供試機器各部の既存ノイズのレベルを示す説明図である。
【図９】この発明の実施の形態４による電磁ノイズ分布検出装置における供試機器各部の既存ノイズと同じ周波数のノイズ信号を注入した場合のレベルを示す説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態５による電磁ノイズ分布検出装置における供試機器各部の既存ノイズのレベルを示す説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態５による電磁ノイズ分布検出装置における注入信号の周波数の選択方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による電磁ノイズ分布検出装置を示す構成図である。
図１に示す電磁ノイズ分布検出装置は、信号発生器１、アンプ２、注入プローブ３、検出プローブ４、アンプ５、電磁界強度計６、可動部７、走査部８、制御部９、表示部１０を備える。
【００１１】
信号発生器１は、電磁ノイズである試験信号を発生する回路であり、アンプ２は、信号発生器１で発生した試験信号を増幅する回路である。注入プローブ３は、アンプ２で増幅された試験信号を供試機器１００の接続ケーブル（電源ケーブル等）を介して供試機器１００に注入するプローブである。なお、供試機器１００とは、例えばプリント基板といった機器である。また、これら信号発生器１〜注入プローブ３によって、供試機器１００に対して信号を注入する信号注入手段が構成されている。検出プローブ４は、注入プローブ３で注入されたノイズを供試機器１００上で測定するためのプローブである。アンプ５は信号発生器４から出力された検出信号を増幅するための回路である。電磁界強度計６は、アンプ５で増幅された検出信号のレベルを測定する電磁界測定器からなるものである。また、これら検出プローブ４〜電磁界強度計６によって、供試機器１００上の電磁界を検出する電磁界強度検出手段が構成されている。なお、アンプ２は、信号発生器１が出力し、注入プローブ３で注入した電磁ノイズとしての試験信号のレベルが検出プローブ４で検出できる程度に高ければ無くてもよい。また、アンプ５は、検出プローブ４の出力レベルが電磁界強度計６で測定するのに十分高いレベルであれば無くてもよい。
【００１２】
可動部７は、検出プローブ４を供試機器１００のＸ（横）、Ｙ（縦）、Ｚ（高さ）、θ（回転）方向に移動させるための手段であり、走査部８は、可動部７のＸＹＺθ方向の制御を行う走査制御部である。また、これら可動部７および走査部８によって、電磁界強度検出手段の供試機器１００上の検出位置を移動させる走査手段が構成されている。制御部９は、電磁ノイズ分布検出装置としての各部の制御を司るものであり、信号発生器１における発生信号周波数を制御したり、走査部８における走査方向を制御したり、電磁界強度計６の結果を数値処理し、表示部１０で表示するといった制御を行う。表示部１０は、電磁ノイズの分布状態といった情報を表示するための表示装置である。
【００１３】
制御部９はノイズ分布検出手段１１を備えており、このノイズ分布検出手段１１は、信号注入手段に対して、供試機器１００内で発生する電磁ノイズの周波数から僅かにずらした周波数の信号を出力するよう指示し、電磁界強度検出手段で検出された電磁界強度の分布を、供試機器１００内で発生する電磁ノイズの近似的な分布として検出するものである。なお、制御部９は例えばコンピュータを用いて実現され、ノイズ分布検出手段１１は、その機能に対応したソフトウェアと、これを実行するためのＣＰＵやメモリといったハードウェアから構成されている。あるいは、ノイズ分布検出手段１１を専用のハードウェアで構成してもよい。
【００１４】
また、図１では、可動部７は、検出プローブ４を、縦横（ＸＹ）・高さ（Ｚ）・回転（θ）方向に走査するように記載しているが、プローブの走査方法はこれに限らない。また、走査する方法として、検出プローブ４を移動しても、供試機器１００を移動してもかまわない。即ち、供試機器１００上の電磁界分布を測定するために、検出プローブ４と供試機器１００との位置関係が相対的に変える方法に関し、その走査方法はいずれでもかまわない。
【００１５】
また、図示例では、電磁ノイズである試験信号を注入する注入プローブ３が、供試機器１００のノイズ印加部である接続ケーブルにクランプするタイプであるが、ノイズを注入することができれば、その方法は、他の被接触型プローブでも、接触型プローブでも、照射アンテナによる方法でも構わない。
【００１６】
次に、信号発生器１から出力する電磁ノイズである試験信号について説明する。
図２は、信号発生器１が出力する電磁ノイズとしての試験信号と供試機器１００内で発生する電磁ノイズとの関係を示す説明図である。
供試機器１００内の電磁ノイズと同じ周波数の電磁ノイズである試験信号を、信号発生器１で出力し、注入プローブ３で供試機器１００に注入した場合、両者を分離し、試験信号のみの分布を分離することは困難である。そこで、信号発生器１は、供試機器１００内の電磁ノイズの周波数（ｆ０）から僅かにずれた周波数（ｆｎ，ｆｎ＝ｆ０＋Δｆ）の試験信号を出力し、この試験信号を注入プローブ３で供試機器１００に注入する。検出プローブ４は、可動部７により、検出プローブ４と供試機器１００との位置関係を変えながら、前記試験信号の周波数（ｆｎ）を受信する。
【００１７】
図３は、この発明の検出プローブ４が検出した電磁界分布から供試機器１００内で発生する電磁ノイズの電磁界分布を近似するイメージを示す説明図である。このように、試験信号の供試機器１００上の分布（ｆｎの分布）を表示部１０で表示することにより、機器内で発生する電磁ノイズの被試験信号と同じ周波数の電磁ノイズを注入した場合の分布（ｆ０の分布）を近似的に表現することが可能になる。
【００１８】
僅かにずれた試験信号は、供試機器１００内で発生する電磁ノイズと同じ周波数の電磁ノイズを供試機器１００外部から注入した場合と同じ傾向を示すためには、供試機器１００内で発生する電磁ノイズに対して注入する試験信号の位相の差がλ／４よりずれない周波数範囲の試験信号を選択する。かつ、電磁界強度計６が、前記２つの周波数を分離して測定できるように、電磁界測定器の周波数分解能帯域幅の設定は、この２つの周波数の間隔よりも狭く設定する必要がある。
【００１９】
次に、実施の形態１の電磁ノイズ分布検出装置の動作について説明する。
図１において、信号発生器１は、ノイズ分布検出手段１１からの指示に基づいて、供試機器１００内で発生する電磁ノイズの周波数から僅かにずらした周波数の試験信号（電磁ノイズ）を出力し、注入プローブ３を通じて供試機器１００にノイズを注入する。注入したノイズは供試機器１００内を伝搬し、一面に分布するため、検出プローブ４を可動部７で供試機器１００一面を走査し、注入した試験信号を検出し、電磁界強度計６で測定する。ノイズ分布検出手段１１は、電磁界強度計６で測定された電磁界の分布を、供試機器１００内で発生する電磁ノイズの近似的な分布として表示部１０に表示させる。即ち、図３におけるｆｎの分布を表示する。
【００２０】
その結果、供試機器１００内で発生する電磁ノイズの周波数を外部から注入した場合における、外部から注入したノイズの電磁界分布を近似的に得ること可能になる。即ち、図３におけるｆ０の近似的な分布を得ることができる。
【００２１】
以上のように、実施の形態１の電磁ノイズ分布検出装置によれば、供試機器に対して信号を注入する信号注入手段と、供試機器上の電磁界強度を検出する電磁界強度検出手段と、電磁界強度検出手段の供試機器上の検出位置を移動させる走査手段と、信号注入手段に対して、供試機器内で発生する電磁ノイズの周波数から僅かにずらした周波数の信号を出力するよう指示し、電磁界強度検出手段で検出された電磁界強度の分布を、供試機器内で発生する電磁ノイズの近似的な分布として検出するノイズ分布検出手段とを備えたので、機器内で発生する電磁ノイズと注入した信号を周波数で分離し、機器内で発生する電磁ノイズと同じ周波数の試験信号を注入した場合の近似的な分布を得ることができる。
【００２２】
実施の形態２．
実施の形態２では、信号注入手段が、供試機器内で発生する電磁ノイズの周波数の上下にずらした複数の周波数の信号を出力するようにしたものである。それ以外の構成は実施の形態１の電磁ノイズ分布検出装置と同様である。また、図面上の構成は図１と同様であるため、図１の構成を用いて説明する。
【００２３】
図４は、実施の形態２における、信号発生器１が出力する電磁ノイズとしての試験信号と供試機器１００内で発生する電磁ノイズとの関係を示す説明図である。また、図５は、実施の形態２における、検出プローブ４が検出した電磁界分布から供試機器１００内で発生する電磁ノイズの電磁界分布を近似するイメージを示す説明図である。なお、両図において、同一符号は同一または相当部分を示す。
図４に示すように、被測定周波数（ｆ０）に対して、位相がλ／４よりずれない２つの周波数（ｆｎ１＝ｆ０−Δｆとｆｎ２＝ｆ０＋Δｆ）の試験信号を注入プローブ３で注入し、各信号周波数の供試機器１００上の分布を検出プローブ４で検出し、電磁界強度計６で測定する。制御部９におけるノイズ分布検出手段１１は、任意の点の各周波数（ｆｎ１とｆｎ２）の値の平均値より、前記任意の点において、供試機器１００内で発生する電磁ノイズの周波数（ｆ０）と同じ周波数の信号を注入した場合の電磁界強度として、表示部１０で表示する。
【００２４】
実施の形態２による電磁ノイズ分布検出装置は、実施の形態１と同様の構成に加え、注入プローブ３から注入する試験信号として、供試機器１００内で発生する電磁ノイズの周波数の上下２つの周波数成分を選択し、この各々の信号成分の分布から供試機器１００内で発生する電磁ノイズの周波数の分布を内挿することにより、供試機器１００内で発生する電磁ノイズの分布を近似するものである。
【００２５】
図６は、実施の形態２における、信号発生器１が出力する電磁ノイズとしての試験信号と供試機器１００内で発生する電磁ノイズとの関係を示す説明図である。
ｆ０に対して、１／ｎ波長（λ／ｎ）ずれた周波数の試験信号（ｆｎ）を注入する場合、その周波数は、ｆｎ＝ｎｆ／（ｎ＋１）とｎｆ／（ｎ−１）になる。この２つの周波数の信号を注入プローブ３で印加し、各々の信号の分布から被測定周波数を内挿することにより、供試機器１００内で発生する電磁ノイズの分布の誤差範囲を限定することが可能になる。例えば、１／４波長（λ／４）ずれた場合、４ｆ／５と４ｆ／３となるため、誤差は、−２０％〜約１３３．３％の範囲で近似が可能である。１／２０波長（λ／２０）ずれた場合、２０ｆ／２１と２０ｆ／１９となるため、誤差は（約−４．８％〜約１０５％）となる。即ち、ノイズ源である試験信号は、できるだけ供試機器１００内で発生する電磁ノイズに近い周波数を選択することが誤差範囲を少なくなるという効果を奏する。
【００２６】
なお、供試機器内で発生する電磁ノイズの上下から加える信号は、前記のように、供試機器内で発生する電磁ノイズの周波数から等周波数間隔でも、１／ｎ波長ずれた周波数でもある必要はなく、その効果を得られるならば、周波数の選定に規制はない。
【００２７】
以上のように、実施の形態２の電磁ノイズ分布検出装置によれば、信号注入手段は、供試機器内で発生する電磁ノイズの周波数の上下にずらした複数の周波数の信号を出力するようにしたので、実施の形態１と同様の効果に加え、供試機器内で発生する電磁ノイズの分布の誤差範囲を限定することができるために、近似結果に関して、より精度の高い電磁界分布を得ることができる。
【００２８】
実施の形態３．
実施の形態３では、信号注入手段が、供試機器内で発生する電磁ノイズの周波数を含む所定の帯域の周波数の信号を注入するよう構成され、また、ノイズ分布検出手段が、供試機器内で発生する電磁ノイズの周波数のうち、検出対象とする周波数から僅かにずれた周波数に対応した電磁界強度検出手段で検出された電磁界分布を、供試機器内で発生する電磁ノイズの近似的な分布として検出するようにしたものである。それ以外の構成は実施の形態１または実施の形態２の電磁ノイズ分布検出装置と同様である。また、図面上の構成は図１と同様であるため、図１の構成を用いて説明する。
【００２９】
図７は、この発明の実施の形態３による、信号発生器１が出力する電磁ノイズとしての試験信号と供試機器１００内で発生する電磁ノイズとの関係を示す説明図である。
この発明の実施の形態３による電磁ノイズ分布検出装置は、電磁ノイズである試験信号を出力する信号発生器１から広帯域なノイズを出力し、注入プローブ３で注入するものである。実施の形態１または２では、試験信号の注入前に、注入する試験信号の周波数を決定していたが、本実施の形態では、広帯域な試験信号を注入し、供試機器１００上の電磁界分布を検出プローブ４で広帯域に検出し、電磁界強度計６で測定する。測定した広帯域な電磁界分布から、所望の電磁ノイズの周波数に対して、実施の形態１または２記載の同様な方法で、試験信号を選択し、供試機器１００内で発生する電磁ノイズの電磁界分布を近似表示する。
【００３０】
以上のように、実施の形態３の電磁ノイズ分布検出装置によれば、供試機器に対して、供試機器内で発生する電磁ノイズの周波数を含む所定の帯域の周波数の信号を注入する信号注入手段と、供試機器上の電磁界強度を検出する電磁界強度検出手段と、電磁界強度検出手段の供試機器上の検出位置を移動させる走査手段と、供試機器内で発生する電磁ノイズの周波数のうち、検出対象とする周波数から僅かにずれた周波数に対応した電磁界強度検出手段で検出された電磁界強度の分布を、供試機器内で発生する電磁ノイズの近似的な分布として検出するノイズ分布検出手段とを備えたので、実施の形態１または実施の形態２の効果に加えて、複数の電磁ノイズの周波数に対して、１度のノイズ注入作業で済むために、試験時間を短縮することができる。
【００３１】
実施の形態４．
実施の形態４は、ノイズ分布検出手段が、信号注入手段に対して、供試機器に対してレベルを変えながら信号を注入するよう指示し、電磁界強度検出手段が検出した供試機器上の電磁界強度が、信号注入手段に指示した信号注入レベルに追従した変化をした場合に、その注入した信号に基づく供試機器内で発生する電磁ノイズの近似的な分布を検出するようにしたものである。それ以外の構成は実施の形態１〜３のいずれかの電磁ノイズ分布検出装置と同様である。また、図面上の構成は図１と同様であるため、図１の構成を用いて説明する。
【００３２】
図８は、実施の形態４における供試機器１００の既存ノイズ１２の分布について示した説明図である。供試機器１００には、被測定周波数（ｆ０）での電磁界分布を近似的に得るために注入する電磁ノイズとしての試験信号の周波数（ｆｎ）と同じ周波数の成分が、供試機器１００に分布している様子を示している。図中のＰ１，Ｐ２，Ｐ３は、供試機器１００上の電磁界強度を検出プローブが測定する位置の一例であり、それぞれの位置において、検出プローブが測定した既存ノイズ１２のレベルを示している。Ｐ１では周波数ｆｎのノイズが測定され、Ｐ２では測定されず、Ｐ３では特に高いレベルが測定されている。
【００３３】
また、図９は、実施の形態４に関わるノイズ分布検出手段１１において、注入信号と供試機器の既存ノイズ１２とを分離する方法を示す説明図であり、図１に示す測定系が信号注入手段を通じて注入できる最大レベルの電磁ノイズとしての試験信号（周波数ｆｎ）を、図８に示した周波数ｆｎの既存ノイズ１２の分布をした供試機器１００に印加した場合に、供試機器１００上に生じる電磁界分布（既存ノイズと印加信号の和）を示している。なお、図中のＰ１，Ｐ２，Ｐ３は図８と同じ位置である。図８のレベルと比較して、Ｐ１のレベルは若干上がり、Ｐ２では測定されず（図８と比べて変化無し）、Ｐ３のレベルは変化が無く、特に高いレベルを示している。なお、ｆ０におけるＰ１，Ｐ２，Ｐ３におけるｆ０のレベルは変化しない。
【００３４】
次に、周波数ｆｎの既存ノイズ１２と注入信号との判別方法について説明する。
図８のＰ１とＰ３には、周波数ｆｎの成分が既存ノイズ１２として測定されているが、Ｐ２には周波数成分ｆｎの成分が測定されていない。図９は、この測定系で印加できる最大レベルの電磁ノイズとしての信号を注入した際の供試機器１００上の電磁界分布を測定した結果である。電磁ノイズとしての試験信号注入前（図８）と注入後（図９）を比較すると、Ｐ１では、注入後のレベルが高くなっており、注入した信号成分が測定されていることが判定できる。Ｐ２では、注入前もノイズ注入後も測定されていないため、注入信号のノイズが伝搬していないと判定できる。Ｐ３では、注入前のレベルが高いため、試験信号が注入されても、Ｐ３に伝搬した試験信号のレベルが小さいとその影響が現れず、既存ノイズ１２と試験信号との判定ができない例である。
【００３５】
なお、図８のＰ１では、周波数ｆｎのノイズが既存である場合を示しているが、既存ノイズ１２が測定されなくても、信号注入手段による電磁ノイズとしての試験信号注入後に電磁界強度のレベルが変化すれば注入したノイズが伝搬していると判別できる。
【００３６】
また、図９の例においては、前述したように、図１に示す測定系で注入できる最大レベルの試験信号を信号注入手段で注入しているが、必ずしも最大レベルである必要は無く、図８と図９におけるＰ１のように、ノイズとしての信号の注入前と注入後で、検出結果にレベル差が生じるならば、注入するレベルに制限はない。
【００３７】
また、選択する周波数ｆｎは、評価する周波数ｆ０を推定できるものであれば何でもよく、測定器の分解能帯域幅の周波数分以上ずらした周波数を選択すればよい。また、予め、供試機器１００上の既存ノイズレベルの周波数特性を測定し、既存ノイズレベルの低い周波数を選択してもよい。
また、前記例では、供試機器１００上の３点（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）をあげているが、供試機器上の注入ノイズ伝搬経路が抽出できるならば、その数や場所に制限はない。
【００３８】
次に、伝搬経路の評価について説明する。
前記の判別方法によれば、供試機器１００上の各部に関して、注入信号の伝搬経路に該当するか、該当しないか、測定不能であることが判別できる。検出プローブ４は供試機器１００上の伝搬経路に該当する部分を走査し、各測定位置において、注入プローブ３から注入する電磁ノイズとしての信号のレベルを変化させながら電磁界強度を測定し、供試機器１００上における注入ノイズの強度分布を表示部１０で表示する。
なお、前記のＰ２のように伝搬経路でない測定点は強度分布における下限であり、Ｐ３のように周波数ｆｎの既存ノイズのレベルが高ければ，測定不能として表示することも可能である。
また、注入レベルの変化については、出力レベルを上げても、下げても、連続的であっても、離散的であってもよく、その変化の方法に制限はない。
【００３９】
このように、実施の形態４では、被測定周波数（ｆ０）の分布を近似的に得るために注入する周波数ｆｎの電磁ノイズとしての試験信号の注入レベルを可変とすることにより、供試機器１００上に伝搬する注入信号を判別することが可能になる。また、注入するノイズ信号の周波数ｆｎと同じ周波数のノイズが供試機器１００に既存な場合でも、供試機器１００上の測定点における注入前後のレベルの違いから、注入するノイズ信号の伝搬経路に該当する、該当しない、判定できないことを判別することが可能である。即ち、注入するノイズ信号と同じ成分の既存ノイズが供試機器に存在する場合でも、注入するノイズ信号の伝搬経路を抽出し、表示することが可能になる。
【００４０】
以上のように、実施の形態４の電磁ノイズ分布検出装置によれば、ノイズ分布検出手段は、信号注入手段に対して、供試機器に対してレベルを変えながら信号を注入するよう指示し、電磁界強度検出手段が検出した供試機器上の電磁界強度が、信号注入手段に指示した信号注入レベルに追従した変化をした場合に、注入した試験信号に基づく供試機器内で発生する電磁ノイズの近似的な分布を検出するようにしたので、注入する試験信号と同じ成分の既存ノイズが供試機器に存在した場合でも、機器内で発生する電磁ノイズと同じ周波数の試験信号を注入した場合の近似的な分布を確実に得ることができる。
【００４１】
実施の形態５．
実施の形態５では，供試機器に注入するノイズとしての信号の周波数ｆｎ１と同じ周波数の既存ノイズのレベルが高く、周波数ｆｎ１の信号の判定ができない場合に、周波数をさらにずらした周波数ｆｎ３の信号を注入し、被測定周波数（ｆ０）の分布を近似的に得ることようにしたものである。すなわち、実施の形態５では、ノイズ分布検出手段は、電磁界強度検出手段が検出した供試機器上の電磁界強度が、信号注入手段に指示した信号注入レベルに追従した変化をしなかった場合に、注入した信号とは異なる周波数の信号注入を行うよう指示するものである。それ以外の構成は、実施の形態１〜４のいずれの電磁ノイズ分布検出装置と同様である。また、図面上の構成は図１と同様であるため、図１の構成を用いて説明する。
【００４２】
図１０は、供試機器１００の既存ノイズ１３の分布について示した説明図である。図１０に関しては、分布を表示している周波数に既存のノイズレベルが高い領域が多いこと以外は図８と同じ条件であるため、詳細な説明は省略する。また、図１１は、実施の形態５における注入信号の周波数の選択方法を説明するための図である。
【００４３】
以下、実施の形態５の動作について説明する。なお、実施の形態１〜４に記載の電磁ノイズ分布検出装置の動作と同様な動作に関してはその説明を省略する。
供試機器１００に注入するノイズとしての試験信号の周波数ｆｎ１と同じ周波数の既存ノイズ１３が、図１０に示すように高く測定された場合には、注入した信号が判定不可能になる。そこで、実施の形態５では、図１１に示すように、ｆｎ１（＝ｆ０＋Δｆ１）から僅かにずらした周波数ｆｎ３（＝ｆ０＋Δｆ１＋Δｆ３）をノイズ分布検出手段１１は再選択する。そして、信号注入手段によって、この周波数ｆｎ３の信号を供試機器１００に注入し、実施の形態４に記載した注入信号の判別作業を実施し、供試機器１００上の周波数ｆｎ３の試験信号の伝搬経路を抽出し、表示する。なお、周波数ｆｎ３でも判別ができない場合には、さらに別の周波数を選択し、同様な判別作業を繰返す。なお、選択する周波数は、評価する周波数ｆ０を推定できるものであれば何でもよく、測定器の分解能帯域幅の周波数分以上ずらした周波数を選択すればよい。また、予め供試機器１００上の既存ノイズレベルの周波数特性を測定し、既存ノイズレベルの低い周波数を選択してもよい。
【００４４】
このように、実施の形態５では、被測定周波数（ｆ０）の分布を近似的に得るために選択した注入信号の周波数と同じ周波数でレベルの高い既存ノイズが供試機器１００にあって注入信号の伝搬経路を判別することができない場合でも、注入する周波数を可変とすることにより供試機器１００内のレベルが低い周波数を選択し、注入信号を判別することが可能になる。即ち、被測定周波数（ｆ０）の信号を注入した場合の、供試機器上の分布を近似的に得ることが可能になる。
【００４５】
以上のように、実施の形態５の電磁ノイズ分布検出装置によれば、ノイズ分布検出手段は、信号注入手段に対して、供試機器に対してレベルを変えながら信号を注入するよう指示し、電磁界強度検出手段が検出した供試機器上の電磁界強度が、信号注入手段に指示した信号注入レベルに追従した変化をしなかった場合に、注入した信号とは異なる周波数の信号注入を行うよう指示するようにしたので、レベルの高い既存ノイズが供試機器に存在した場合でも、機器内で発生する電磁ノイズと同じ周波数の試験信号を注入した場合の近似的な分布を確実に得ることができる。
【００４６】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 信号発生器、２，５ アンプ、３ 注入プローブ、４ 検出プローブ、６ 電磁界強度計、７ 可動部、８ 走査部、９ 制御部、１０ 表示部、１１ ノイズ分布検出手段、１２，１３ 既存ノイズ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供試機器に対して信号を注入する信号注入手段と、
前記供試機器上の電磁界強度を検出する電磁界強度検出手段と、
前記電磁界強度検出手段の前記供試機器上の検出位置を移動させる走査手段と、
前記信号注入手段に対して、前記供試機器内で発生する電磁ノイズの周波数から僅かにずらした周波数の信号を出力するよう指示し、前記電磁界強度検出手段で検出された電磁界強度の分布を、前記供試機器内で発生する電磁ノイズの近似的な分布として検出するノイズ分布検出手段とを備えた電磁ノイズ分布検出装置。
【請求項２】
信号注入手段は、供試機器内で発生する電磁ノイズの周波数の上下にずらした複数の周波数の信号を出力することを特徴とする請求項１記載の電磁ノイズ分布検出装置。
【請求項３】
供試機器に対して、当該供試機器内で発生する電磁ノイズの周波数を含む所定の帯域の周波数の信号を注入する信号注入手段と、
前記供試機器上の電磁界強度を検出する電磁界強度検出手段と、
前記電磁界強度検出手段の前記供試機器上の検出位置を移動させる走査手段と、
前記供試機器内で発生する電磁ノイズの周波数のうち、検出対象とする周波数から僅かにずれた周波数に対応した前記電磁界強度検出手段で検出された電磁界強度の分布を、前記供試機器内で発生する電磁ノイズの近似的な分布として検出するノイズ分布検出手段とを備えた電磁ノイズ分布検出装置。
【請求項４】
ノイズ分布検出手段は、
信号注入手段に対して、供試機器に対してレベルを変えながら信号を注入するよう指示し、電磁界強度検出手段が検出した前記供試機器上の電磁界強度が、前記信号注入手段に指示した信号注入レベルに追従した変化をした場合に、当該注入した信号に基づく前記供試機器内で発生する電磁ノイズの近似的な分布を検出することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の電磁ノイズ分布検出装置。
【請求項５】
ノイズ分布検出手段は、
信号注入手段に対して、供試機器に対してレベルを変えながら信号を注入するよう指示し、電磁界強度検出手段が検出した前記供試機器上の電磁界強度が、前記信号注入手段に指示した信号注入レベルに追従した変化をしなかった場合に、当該注入した信号とは異なる周波数の信号注入を行うよう指示することを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の電磁ノイズ分布検出装置。
【請求項１】
供試機器に対して信号を注入する信号注入手段と、
前記供試機器上の電磁界強度を検出する電磁界強度検出手段と、
前記電磁界強度検出手段の前記供試機器上の検出位置を移動させる走査手段と、
前記信号注入手段に対して、前記供試機器内で発生する電磁ノイズの周波数から僅かにずらした周波数の信号を出力するよう指示し、前記電磁界強度検出手段で検出された電磁界強度の分布を、前記供試機器内で発生する電磁ノイズの近似的な分布として検出するノイズ分布検出手段とを備えた電磁ノイズ分布検出装置。
【請求項２】
信号注入手段は、供試機器内で発生する電磁ノイズの周波数の上下にずらした複数の周波数の信号を出力することを特徴とする請求項１記載の電磁ノイズ分布検出装置。
【請求項３】
供試機器に対して、当該供試機器内で発生する電磁ノイズの周波数を含む所定の帯域の周波数の信号を注入する信号注入手段と、
前記供試機器上の電磁界強度を検出する電磁界強度検出手段と、
前記電磁界強度検出手段の前記供試機器上の検出位置を移動させる走査手段と、
前記供試機器内で発生する電磁ノイズの周波数のうち、検出対象とする周波数から僅かにずれた周波数に対応した前記電磁界強度検出手段で検出された電磁界強度の分布を、前記供試機器内で発生する電磁ノイズの近似的な分布として検出するノイズ分布検出手段とを備えた電磁ノイズ分布検出装置。
【請求項４】
ノイズ分布検出手段は、
信号注入手段に対して、供試機器に対してレベルを変えながら信号を注入するよう指示し、電磁界強度検出手段が検出した前記供試機器上の電磁界強度が、前記信号注入手段に指示した信号注入レベルに追従した変化をした場合に、当該注入した信号に基づく前記供試機器内で発生する電磁ノイズの近似的な分布を検出することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の電磁ノイズ分布検出装置。
【請求項５】
ノイズ分布検出手段は、
信号注入手段に対して、供試機器に対してレベルを変えながら信号を注入するよう指示し、電磁界強度検出手段が検出した前記供試機器上の電磁界強度が、前記信号注入手段に指示した信号注入レベルに追従した変化をしなかった場合に、当該注入した信号とは異なる周波数の信号注入を行うよう指示することを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の電磁ノイズ分布検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１４１２９３（Ｐ２０１２−１４１２９３Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６７１４１（Ｐ２０１１−２６７１４１）
【出願日】平成２３年１２月６日（２０１１．１２．６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月６日（２０１１．１２．６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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