(57)【要約】【課題】  コモンモードノイズを評価対象物に注入することで、コモンモードノイズのモード変換によるノイズの影響を評価することを可能とさせる評価対象物へのノイズ注入装置およびノイズ注入方法、並びに評価対象物のノイズ誤動作箇所特定改善方法を提供する。【解決手段】  ノイズ注入装置１は、ノイズを発生する信号発生器２と、信号発生器２で発生したノイズを評価対象物３に注入するプローブ４とを備えて構成される。プローブ４は、信号発生器２につながるケーブル８の末端に一端４ａが接続され、他端４ｂ，４ｂが二股に分岐している。一端４ａと分岐した各他端４ａ，４ａとの間には、同じ容量値の直流カット用コンデンサ９，９がそれぞれ設けられている。各箇所Ａ，Ａの間には、ノーマルモードノイズ除去用コンデンサ１０を備える。評価対象物３に接触させられる各他端４ｂ，４ｂの先端は、針状に尖っている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノイズを発生する信号発生器と、信号発生器で発生したノイズを評価対象物に注入するプローブとを備えて構成される評価対象物へのノイズ注入装置において、
前記プローブは、前記信号発生器につながるケーブルの末端に一端が接続され、他端が二股に分岐し、前記一端と分岐した各前記他端との間に、同じ容量値の直流カット用コンデンサがそれぞれ設けられ、前記評価対象物に接触させられる各前記他端の先端が尖っていることを特徴とする評価対象物へのノイズ注入装置。
【請求項２】
前記プローブは、前記直流カット用コンデンサおよび一方の前記他端の先端の間と、前記直流カット用コンデンサおよび他方の前記他端の先端の間とを接続するノーマルモードノイズ除去用コンデンサを備えることを特徴とする請求項１に記載の評価対象物へのノイズ注入装置。
【請求項３】
前記直流カット用コンデンサと前記ノーマルモードノイズ除去用コンデンサとの容量値が同じであることを特徴とする請求項２に記載の評価対象物へのノイズ注入装置。
【請求項４】
前記信号発生器と前記プローブとの間に方向性結合器が接続されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の評価対象物へのノイズ注入装置。
【請求項５】
前記信号発生器と前記プローブとの間に信号増幅器が接続されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の評価対象物へのノイズ注入装置。
【請求項６】
前記信号発生器と前記プローブとの間に信号減衰器が接続されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の評価対象物へのノイズ注入装置。
【請求項７】
信号発生器で発生したノイズをプローブにより評価対象物に注入する評価対象物へのノイズ注入方法において、
前記信号発生器につながるケーブルの末端に一端が接続され、他端が二股に分岐し、前記一端と分岐した各前記他端との間に、同じ容量値の直流カット用コンデンサがそれぞれ設けられ、前記評価対象物に接触させられる各前記他端の先端が尖っているプローブにより、ノイズを前記評価対象物に注入することを特徴とする評価対象物へのノイズ注入方法。
【請求項８】
前記プローブの尖った各先端を回路基板に実装される電子部品の端子ピンに接触させて、前記回路基板に実装される電子部品へ前記信号発生器で発生したノイズを注入することを特徴とする請求項７に記載の評価対象物へのノイズ注入方法。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載のノイズ注入方法により前記評価対象物の任意の箇所にノイズを注入するステップと、各箇所にノイズを注入したときにおける前記評価対象物の誤動作状況を確認するステップと、前記評価対象物が誤動作を起こす箇所を特定するステップと、特定した誤動作を起こす箇所にノイズ対策を施すステップとを備える、評価対象物のノイズ誤動作箇所特定改善方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号発生器で発生したノイズをプローブにより評価対象物に注入する評価対象物へのノイズ注入装置およびノイズ注入方法、並びに、ノイズを注入して誤動作を起こす箇所を特定してノイズ対策を施す評価対象物のノイズ誤動作箇所特定改善方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の評価対象物へのノイズ注入装置としては、例えば、特許文献１に開示されたプリント基板のノイズ注入装置がある。
【０００３】
このプリント基板のノイズ注入装置では、信号発生器で発生したノイズをプローブにより、プリント基板上のデバイスの電源およびグラウンドピンに注入する。プローブは信号発生器と同軸ケーブルで接続される。プローブの信号、グラウンドピンは、ノイズを注入するデバイスが実装されていないプリント基板上の、デバイスの電源、グランドピンが接続されるランドまたはパッドに半田付けにより接続される。この状態でプローブからデバイスの電源ピンが接続される箇所にノイズが注入され、近傍磁界を測定するプローブがノイズの注入されたプリント基板上に配置されて、走査される。この走査により、プリント基板上の近傍磁界が測定され、測定された電磁界強度が基準と照らし合わされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２３４８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子機器のノイズ対策を図るＥＭＣ試験の一種であるイミュニティ（電磁妨害感受性）試験において、コモンモードノイズが評価対象物に入り込むことによりモード変換が起こり、ノーマルモードノイズになって評価対象物に誤動作を起こす原因となる場合がある。しかしながら、特許文献１に開示された上記従来のノイズ注入装置では、評価対象物に注入するノイズのモードについての考慮がなく、コモンモードノイズのモード変換によるノイズの影響を評価することはできない。
【０００６】
本発明は、コモンモードノイズを評価対象物に注入することで、コモンモードノイズのモード変換によるノイズの影響を評価することを可能とさせる評価対象物へのノイズ注入装置およびノイズ注入方法、並びに、モード変換したノイズによって誤動作を起こす箇所を特定してノイズ対策を施すことを可能とさせる評価対象物のノイズ誤動作箇所特定改善方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このために本発明は、
ノイズを発生する信号発生器と、信号発生器で発生したノイズを評価対象物に注入するプローブとを備えて構成される評価対象物へのノイズ注入装置において、
プローブは、信号発生器につながるケーブルの末端に一端が接続され、他端が二股に分岐し、一端と分岐した各他端との間に、同じ容量値の直流カット用コンデンサがそれぞれ設けられ、評価対象物に接触させられる各他端の先端が尖っていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、信号発生器で発生したノイズをプローブにより評価対象物に注入する評価対象物へのノイズ注入方法において、
信号発生器につながるケーブルの末端に一端が接続され、他端が二股に分岐し、一端と分岐した各他端との間に、同じ容量値の直流カット用コンデンサがそれぞれ設けられ、評価対象物に接触させられる各他端の先端が尖っているプローブにより、ノイズを評価対象物に注入することを特徴とする。
【０００９】
本構成によれば、信号発生器で発生したノイズは、ケーブルの末端に一端が接続されたプローブに入力され、プローブ内の二股に分岐した他端において、同相のノイズ信号、すなわち、コモンモードノイズになる。このコモンモードノイズは、各他端の先端が評価対象物の２カ所に接触させられることで、評価対象物に注入される。このため、注入されたコモンモードノイズが評価対象物でモード変換することで生じるノーマルモードノイズから評価対象物が受ける影響を評価することが可能となる。この際、評価対象物に接触させられるプローブの各他端の先端は、一端と分岐した各他端との間にそれぞれ設けられた直流カット用コンデンサにより、コモンモードノイズから直流成分がカットされる。このため、各他端の先端が評価対象物に接触させられるときに、作業者の指先等が各先端に触れても、感電の恐れはない。また、プローブの各他端の先端が尖っているため、評価対象物への接触部分が電子部品の端子ピンのように小さなものや、回路基板の配線パターンのように細いものでも、必要のない箇所に触れることなく、評価対象物の目標とする箇所にプローブの各他端の先端を確実にかつ容易に接触させることができる。
【００１０】
また、本発明は、上記のノイズ注入方法により評価対象物の任意の箇所にノイズを注入するステップと、各箇所にノイズを注入したときにおける評価対象物の誤動作状況を確認するステップと、評価対象物が誤動作を起こす箇所を特定するステップと、特定した誤動作を起こす箇所にノイズ対策を施すステップとを備えて、評価対象物のノイズ誤動作箇所特定改善方法を構成した。
【００１１】
本構成によれば、上記のノイズ注入方法により評価対象物にノイズを注入することで、評価対象物でコモンモードからノーマルモードにモード変換したノイズによって誤動作を起こす箇所を特定して、評価対象物のノイズ対策を容易に施すことが可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、コモンモードノイズを評価対象物に注入することで、コモンモードノイズのモード変換によるノイズの影響を評価することを可能とさせる評価対象物へのノイズ注入装置およびノイズ注入方法、並びに、モード変換したノイズによって誤動作を起こす箇所を特定してノイズ対策を容易に施すことを可能とさせる評価対象物のノイズ誤動作箇所特定改善方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態による評価対象物へのノイズ注入装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は、図１に示すノイズ注入装置を構成するプローブの内部構成、（ｂ）は等価回路図、（ｃ）は外観である。
【図３】本発明の一実施形態による評価対象物のノイズ誤動作箇所特定改善方法を表わすフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明による評価対象物へのノイズ注入装置およびノイズ注入方法を実施するための形態について、説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態による評価対象物へのノイズ注入装置１の概略構成を示すブロック図である。
【００１６】
ノイズ注入装置１は、ノイズを発生する信号発生器２と、信号発生器２で発生したノイズを評価対象物３に注入するプローブ４とを備えて構成される。本実施形態では、ノイズ注入装置１は、信号発生器２とプローブ４との間に、信号増幅器（アンプ）５、信号減衰器（アッテネータ）６、および方向性結合器（パワーメータ）７が接続される。
【００１７】
信号発生器２は、任意の周波数のクロック波形信号や正弦波信号等を出力するシグナルジェネレータによって構成される。プローブ４は、図２（ａ）に内部構成、同図（ｂ）に等価回路図、同図（ｃ）に外観が示される。
【００１８】
プローブ４は、同図（ａ）に示すように、信号発生器２につながるケーブル８の末端に一端４ａが接続され、他端４ｂ，４ｂが二股に分岐している。一端４ａと分岐した各他端４ａ，４ａとの間には、同じ容量値の直流カット用コンデンサ９，９がそれぞれ設けられている。ケーブル８の末端とプローブ４の一端４ａとは、ケーブル８の末端と直流カット用コンデンサ９，９の各一端とが半田付けされることで、接続されている。また、評価対象物３に接触させられる各他端４ｂ，４ｂの先端は、針状に尖っている。本実施形態では、プローブ４は、直流カット用コンデンサ９および一方の他端４ｂの先端の間Ａと、直流カット用コンデンサ９および他方の他端４ｂの先端の間Ａとを接続するノーマルモードノイズ除去用コンデンサ１０をＸコンデンサとして備える。ノーマルモードノイズ除去用コンデンサ１０の両端は、各箇所Ａ，Ａで半田付けされている。ノーマルモードノイズ除去用コンデンサ１０は備えることが好ましいが、必ずしも必要ではなく、無くても構わない。
【００１９】
したがって、プローブ４は、同図（ｂ）に示すように、直流カット用コンデンサ９，９が並列に接続され、並列に接続された直流カット用コンデンサ９，９の分岐側においてノーマルモードノイズ除去用コンデンサ１０が各直流カット用コンデンサ９，９間を橋渡す回路構成になっている。一対の直流カット用コンデンサ９，９およびノーマルモードノイズ除去用コンデンサ１０の周囲は、同図（ｃ）に示すように、絶縁体１１で被覆される。直流カット用コンデンサ９，９とノーマルモードノイズ除去用コンデンサ１０との各容量値は、同じ値に設定される。この容量値は、直流カットを考慮すると、ノイズの周波数が２００[ＭＨｚ]までは６．８[ｐＦ]程度、２００[ＭＨｚ]以上は４[ｐＦ]程度であることが望ましい。
【００２０】
本発明の一実施形態による評価対象物へのノイズ注入方法は、このようなノイズ注入装置１を用いて行われる。つまり、信号発生器２につながるケーブル８の末端に一端４ａが接続され、他端４ｂ，４ｂが二股に分岐し、一端４ａと分岐した各他端４ａ，４ａとの間に同じ容量値の直流カット用コンデンサ９，９がそれぞれ設けられ、評価対象物３に接触させられる各他端４ｂ，４ｂの先端が尖っているプローブ４により、信号発生器２で発生したノイズが評価対象物３に注入される。
【００２１】
このような本実施形態によるノイズ注入装置１およびノイズ注入方法によれば、信号発生器２で発生したノイズは、ケーブル８の末端に一端４ａが接続されたプローブ４に入力され、プローブ４内の二股に分岐した他端４ｂ，４ｂにおいて、同相のノイズ信号、すなわち、コモンモードノイズになる。このコモンモードノイズは、各他端４ｂ，４ｂの先端が評価対象物３の２カ所に接触させられることで、評価対象物３に注入される。このため、注入されたコモンモードノイズが評価対象物３でモード変換することで生じるノーマルモードノイズから評価対象物３が受ける影響を評価することが可能となる。
【００２２】
この際、評価対象物３に接触させられるプローブ４の各他端４ｂ，４ｂの先端は、一端４ａと分岐した各他端４ａ，４ａとの間にそれぞれ設けられた直流カット用コンデンサ９，９により、コモンモードノイズから直流成分がカットされる。このため、各他端４ｂ，４ｂの先端が評価対象物３に接触させられるときに、作業者の指先等が各先端に触れても、感電の恐れはない。また、プローブ４の各他端４ｂ，４ｂの先端が針状に尖っているため、評価対象物３への接触部分が小さなものや細いものでも、必要のない箇所に触れることなく、評価対象物３の目標とする箇所にプローブ４の各他端４ｂ，４ｂの先端を確実にかつ容易に接触させることができる。
【００２３】
例えば、評価対象物３へのノイズ注入において、プローブ４の尖った各先端を回路基板に実装される電子部品の端子ピンや回路基板の配線パターンに接触させて、回路基板に実装される電子部品へ信号発生器２で発生したノイズを注入する場合、プローブ４の各他端４ｂ，４ｂの先端が針状に尖っているため、電子部品の端子ピンや回路基板の配線パターン以外の必要のない箇所に触れることなく、目標とする電子部品の小さな端子ピンや細い配線パターンに、プローブ４の各他端４ｂ，４ｂの先端を確実にかつ容易に接触させることができる。
【００２４】
また、本実施形態によるノイズ注入装置１およびノイズ注入方法では、プローブ４内の二股に分岐した他端４ｂ，４ｂに現れるノーマルモードノイズは、ノーマルモードノイズ除去用コンデンサ１０によって取り除かれる。このため、評価対象物３には純粋なコモンモードノイズが注入され、コモンモードノイズがモード変換して評価対象物３が受けるノイズの影響を精度高く評価することが可能になる。また、ノーマルモードノイズ除去用コンデンサ１０の除去対象とするノーマルモードノイズの周波数帯域における容量値は、直流カット用コンデンサ９，９のカット対象とする周波数帯域における容量値と必然的に同じになる。したがって、ノーマルモードノイズ除去用コンデンサ１０の容量値は、容量値計算をすることなく、直流カット用コンデンサ９，９の容量値と同じものを選択することで、決定することができる。このため、ノーマルモードノイズ除去用コンデンサ１０の容量値選定を容易に行える。
【００２５】
また、本実施形態によるノイズ注入装置１およびノイズ注入方法では、信号発生器２で発生されるノイズのレベルが小さい場合、信号増幅器５によって適切なレベルに増幅されて、プローブ４から評価対象物３に注入される。このため、大きなレベルのノイズを評価対象物３に注入することが可能となる。また、信号発生器２で発生されるノイズのレベルが大きい場合、信号減衰器６によって適切なレベルに減衰されて、プローブ４から評価対象物３に注入される。このため、信号発生器２から評価対象物３に注入されるノイズの波形品位が低下するのを防ぐことができる。また、評価対象物３から反射して信号発生器２側に戻るノイズのレベルが大きい場合、そのレベルが信号減衰器６によって適切なレベルに減衰される。このため、戻ってきた大きなノイズによって信号発生器２が故障するのを防ぐことができる。
【００２６】
また、本実施形態によるノイズ注入装置１およびノイズ注入方法では、信号発生器２とプローブ４との間に方向性結合器７が接続されている。したがって、方向性結合器７を順方向に伝搬するノイズの進行波電力および逆方向に伝搬するノイズの反射波電力を測定することができる。したがって、プローブ４から評価対象物３へ注入されるノイズレベルおよび評価対象物３で反射して信号発生器２側へ戻るノイズレベルを把握することができる。このため、評価対象物３へ注入されるノイズレベルおよび評価対象物３で反射するノイズレベルを方向性結合器７で把握し、信号発生器２で発生させるノイズのレベルを適宜調節することで、ノイズの評価対象物３への注入箇所に応じて変化することなく、各注入箇所に一定のレベルのノイズを注入することができる。よって、評価対象物３の各箇所におけるノイズ感受耐性を正確に比較することができ、コモンモードノイズのモード変換によって評価対象物３が受けるノイズの影響を正確に評価することが可能になる。
【００２７】
次に、本発明の一実施形態による評価対象物のノイズ誤動作箇所特定改善方法について、説明する。図３は、本実施形態による評価対象物３のノイズ誤動作箇所特定改善方法を表わすフローチャートである。
【００２８】
この方法では、最初のステップ１０１において、上記実施形態のノイズ注入方法により、評価対象物３の任意の箇所にノイズが注入される。この際、評価対象物３が車両に搭載される車載機器である場合、車載機器では無変調のノイズが最も高く影響を受けるため、信号発生器２で発生させるノイズは無変調とすることが好ましい。また、評価対象物３がＩＣ（集積回路）である場合、ＩＣはノイズの変調が有った方がノイズの影響を受け易くて誤動作し易いため、信号発生器２で発生させるノイズはＡＭ変調やＦＭ変調させることが好ましい。変調の間隔は、ＩＳＯ１１４５２−９の規格で規定される間隔に則って設定する。また、注入するノイズのレベルは、試験の始めは例えば１[ｄＢμＶ]といった低レベルにする。高レベルのノイズを最初から注入すると、評価対象物３が故障する可能性があるからである。
【００２９】
また、プローブ４は、手動で接触させるのが望ましい。手動で接触させることで、回路基板の電源やグランドだけでなく、回路基板上のあらゆる箇所、例えば、各ＩＣの端子ピンや、回路基板の配線パターン、ハーネスなどに接触させることができる。また、プローブ４の評価対象物３への接触時間は、接触して誤動作の発生の有無が確認できる時間以上、具体的にはＩＳＯ１１４５２−９の規格に準拠して３秒以上とする。
【００３０】
次に、ステップ１０２において、各箇所にノイズを注入したときにおける評価対象物３の誤動作状況が確認される。評価対象物３の誤動作が確認できない場合、ノイズレベルを例えば１０[ｄＢμＶ]ずつ上げて行き、評価対象物３の誤動作状況を確認していく。誤動作状況の確認方法は、評価対象物３の種類によって異なる。評価対象物３が例えばカメラである場合には、ノイズが注入されるカメラに接続されたモニターに映る映像によって誤動作を確認することができる。
【００３１】
次に、ステップ１０３において、評価対象物３が誤動作を起こす箇所が特定される。評価対象物３が例えばカメラである場合には、カメラにコモンモードノイズが入ってモード変換を起こすことで、モニターの映像が乱れて何も見えなくなる。したがって、ノイズに弱い箇所にノイズが注入された場合には、モニターの映像から評価対象物３が誤動作する箇所を特定することができる。なお、本ステップ１０３では、モード変換箇所の特定を行うのではない。プローブ４によって注入されるコモンモードノイズによってノーマルモードノイズへモード変換を起こす箇所は多々あると推測されるが、モード変換後のノーマルモードノイズのレベルが小さければ、問題とならない。本ステップ１０３では、モード変換後のノーマルモードノイズのレベルが相当程度有り、評価対象物３が誤動作を起こす箇所の特定が行われる。
【００３２】
次に、ステップ１０４において、ステップ１０３で特定された誤動作を起こす評価対象物３の特定箇所に、ノイズ対策が施される。ノイズ対策としてはフィルタを挿入することが挙げられ、コモンモードチョークコイルやＹコンデンサを特定箇所に挿入することが有効である。特定箇所が差動信号ラインのように２ラインである場合には、同じ定数のフェライトビーズインダクタを挿入することが有効である。フィルタ挿入前後のノイズ対策効果の確認は、誤動作状況の発生確認の場合と同様に、モニターに映し出される映像の状態で行うことができる。
【００３３】
このような本実施形態の評価対象物のノイズ誤動作箇所特定改善方法によれば、上記実施形態のノイズ注入方法により評価対象物３にノイズを注入することで、評価対象物３でコモンモードからノーマルモードにモード変換したノイズによって誤動作を起こす箇所を特定して、評価対象物３のノイズ対策を容易に施すことが可能になる。
【００３４】
上記実施形態による評価対象物のノイズ誤動作箇所特定改善方法の効果を確認する実験を、評価対象物３をカメラとして行った。実験は上述のフローチャートに沿って行い、上記のステップ１０１において、上記実施形態によるノイズ注入方法によってカメラにコモンモードノイズを注入した結果、上記のステップ１０２で誤動作が発生することが確認され、上記のステップ１０３において誤動作の発生箇所が特定された。上記のステップ１０４においてコモンモードチョークコイルを特定箇所に挿入するコモンモードノイズ対策を行ったところ、モニターに映し出される映像が乱れていたものが、正常に映し出されるようになり、誤動作が改善されたことが確認された。すなわち、上記実施形態による評価対象物のノイズ誤動作箇所特定改善方法の効果が確認された。
【符号の説明】
【００３５】
１…ノイズ注入装置
２…信号発生器
３…評価対象物
４…プローブ
４ａ…プローブ４の一端
４ｂ…プローブ４の他端
５…信号増幅器
６…信号減衰器
７…方向性結合器
８…ケーブル
９…直流カット用コンデンサ
１０…ノーマルモードノイズ除去用コンデンサ
１１…絶縁体
【図１】
2020169915.tif 000003
【図２】
2020169915.tif 000004
【図３】
2020169915.tif 000005