(57)【要約】【課題】イミュニティ試験における伝送路上の電圧・電流の挙動を高精度に検知する。【解決手段】通信装置（１０）は、外部配線（２０）が接続されるコネクタ（１１）と、通信回路（１４）と、コネクタ（１１）と通信回路（１４）間を接続する信号線（１２）と、信号線（１２）に挿入されるＥＭＣ（Electro Magnetic Compatibility）対策部品（１３）と、信号線（１２）と所定の固定電位間に接続されるＥＳＤ（Electro-Static Discharge）保護素子（１５）と、を備える。ノイズ耐性試験方法の注入ステップは、通信回路（１４）が外部配線（２０）を介して別の通信装置（１０）の通信回路（１４）と通信している状態で、外部配線（２０）にノイズ電流を注入する。測定ステップは、ＥＳＤ保護素子（１５）に流れる電流を測定する。【選択図】図１
2020051747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部配線が接続されるコネクタと、
通信回路と、
前記コネクタと前記通信回路間を接続する信号線と、
前記信号線に挿入されるＥＭＣ（Electro Magnetic Compatibility）対策部品と、
前記信号線と所定の固定電位間に接続されるＥＳＤ（Electro-Static Discharge）保護素子と、を備える通信装置のノイズ耐性試験方法であって、
前記通信回路が前記外部配線を介して別の通信装置の通信回路と通信している状態で、前記外部配線にノイズ電流を注入する注入ステップと、
前記ＥＳＤ保護素子に流れる電流を測定する測定ステップと、
を有する通信装置のノイズ耐性試験方法。
【請求項２】
前記測定ステップは、前記信号線と前記固定電位間の、前記ＥＳＤ保護素子が挿入された配線に電流プローブをクランプして、前記ＥＳＤ保護素子に流れる電流を測定する請求項１に記載の通信装置のノイズ耐性試験方法。
【請求項３】
前記測定ステップは、前記信号線と前記固定電位間の、前記ＥＳＤ保護素子が挿入された配線に磁界プローブを近づけて、前記ＥＳＤ保護素子に流れる電流を測定する請求項１に記載の通信装置のノイズ耐性試験方法。
【請求項４】
前記信号線と前記固定電位間の、前記ＥＳＤ保護素子が挿入された配線に抵抗がさらに挿入されており、
前記測定ステップは、前記抵抗の両端電圧を測定して、前記ＥＳＤ保護素子に流れる電流を測定する請求項１に記載の通信装置のノイズ耐性試験方法。
【請求項５】
前記コネクタと前記通信回路間を接続する信号線は、差動信号線であり、
前記測定ステップは、前記ＥＳＤ保護素子がそれぞれ挿入された前記差動信号線と前記固定電位間の２本の配線に流れる電流を両方測定する請求項１から４のいずれか１項に記載の通信装置のノイズ耐性試験方法。
【請求項６】
外部配線が接続されるコネクタと、
通信回路と、
前記コネクタと前記通信回路間を接続する信号線と、
前記信号線に挿入されるＥＭＣ（Electro Magnetic Compatibility）対策部品と、
前記信号線と所定の固定電位間に接続されるＥＳＤ（Electro-Static Discharge）保護素子と、を備える通信装置のノイズ耐性試験方法であって、
前記通信回路が前記外部配線を介して別の通信装置の通信回路と通信している状態で、前記外部配線にノイズ電流を注入する注入ステップと、
前記外部配線に電流プローブをクランプして、前記外部配線に流れる電流を測定し、前記ＥＳＤ保護素子が保護動作を開始するタイミングを特定する測定ステップと、
を有する通信装置のノイズ耐性試験方法。
【請求項７】
前記ＥＳＤ保護素子は、前記信号線上の前記コネクタと前記ＥＭＣ対策部品間の接続点と、所定の固定電位間に接続される請求項１から６のいずれか１項に記載の通信装置のノイズ耐性試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に車両内の通信に使用される通信装置のノイズ耐性試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の電装化が加速しており、車両内の通信ネットワークで伝送される情報量が増加してきている。車載通信規格としてＣＡＮ（Controller Area Network）が広く普及しており、近年では、ＣＡＮより高速伝送が可能な車載Ethernet（登録商標）も普及してきている。
【０００３】
車載通信では、伝送速度の向上とともに安全性の確保が強く要求される。従って、ＥＭＣ（Electro Magnetic Compatibility）対策、及びＥＳＤ（Electro-Static Discharge）対策が重要となる。ＥＭＣ対策としてＥＭＣ対策部品（例えば、コモンモードフィルタ）を信号線に挿入し、ＥＳＤ対策としてＥＳＤ保護素子（例えば、バリスタ、ツェナーダイオード）を信号線とグランド間に接続することが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ＥＳＤ対策が必要な通信規格を用いた通信装置に対するイミュニティ試験において、通信エラーの発生の有無と、擬似的に印加されるノイズによる伝送路上の電圧・電流の挙動との因果関係を検査する方法として、伝送路上に発生する電圧を測定することが多かった（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１３０９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながらＥＳＤ保護素子として、バリスタやツェナーダイオードのようにクランプ型の電圧依存性素子を使用する場合、保護動作の開始電圧を超えた領域では、電流の変化に対する電圧の変化が微小になる。従って当該領域では、ＥＳＤ保護素子の測定電圧から、ＥＳＤ保護素子に流れる電流を高精度に推定することが困難となる。また、通信エラーが発生するノイズ電流の閾値を高精度に特定することも困難となる。
【０００７】
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、イミュニティ試験における伝送路上の電圧・電流の挙動を高精度に検知する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の通信装置のノイズ耐性試験方法は、外部配線が接続されるコネクタと、通信回路と、前記コネクタと前記通信回路間を接続する信号線と、前記信号線に挿入されるＥＭＣ対策部品と、前記信号線と所定の固定電位間に接続されるＥＳＤ保護素子と、を備える通信装置のノイズ耐性試験方法であって、前記通信回路が前記外部配線を介して別の通信装置の通信回路と通信している状態で、前記外部配線にノイズ電流を注入する注入ステップと、前記ＥＳＤ保護素子に流れる電流を測定する測定ステップと、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、イミュニティ試験における伝送路上の電圧・電流の挙動を高精度に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１（ａ）−（ｂ）は、本発明の実施例１、２に係る通信装置のノイズ耐性試験方法を説明するための図である。
【図２】図２（ａ）−（ｂ）は、本発明の実施例３、４に係る通信装置のノイズ耐性試験方法を説明するための図である。
【図３】図３（ａ）−（ｂ）は、変形例１、２に係る通信装置のノイズ耐性試験方法を説明するための図である。
【図４】ＥＳＤ保護素子のＩＶ特性の一例を示す図である。
【図５】ＥＳＤ保護素子のＩＶ特性の別の例を示す図である。
【図６】変形例３に係る通信装置のノイズ耐性試験方法を説明するための図である。
【図７】変形例４に係る通信装置のノイズ耐性試験方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１（ａ）−（ｂ）は、本発明の実施例１、２に係る通信装置１０のノイズ耐性試験方法を説明するための図である。図２（ａ）−（ｂ）は、本発明の実施例３、４に係る通信装置１０のノイズ耐性試験方法を説明するための図である。通信装置１０は、例えば、車両内に設置され、当該車両内の他の通信装置１０と車載ネットワークを介して通信する装置である。なお、通信装置１０は、車両内に設置され、種々のネットワークを介して当該車両外の通信装置と通信するものであってもよい。
【００１２】
通信装置１０は、車載通信に使用されるケーブルハーネス２０を接続するためのコネクタ１１を備える。実施例１−４では、差動伝送方式を使用した車載通信規格が使用される。例えば、車載Ethernet（登録商標）が使用される場合、通常、ケーブルハーネス２０としてＵＴＰ（Unshielded Twisted Pair)ケーブルが使用される。なお規格によっては、ＳＴＰ（Shielded Twisted Pair）ケーブル又は光ケーブルが使用される場合もある。ＣＡＮが使用される場合、ケーブルハーネス２０としてＣＡＮバスケーブルが使用される。ＣＡＮバスケーブルには通常、ＳＴＰケーブルが使用される。
【００１３】
通信装置１０は通信回路１４を含み、コネクタ１１と通信回路１４間が差動信号線１２で接続される。車載Ethernet（登録商標）の場合、通信回路１４はＰＨＹ（PHYsical layer）トランシーバである。ＣＡＮの場合、通信回路１４はＣＡＮトランシーバである。図１（ａ）−（ｂ）、図２（ａ）−（ｂ）には示していないが、通信装置１０内には通信回路１４以外に、ＣＰＵ、ＳｏＣ（System-on-a-Chip）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の処理回路が搭載されてもよい。
【００１４】
処理回路は、通信装置１０を備える車載機器に応じた各種のアプリケーション処理を実行する。例えば、車載機器がインフォテイメント機器（例えば、カーナビゲーション装置、ディスプレイオーディオ）の場合、処理回路は画像信号処理または音声信号処理を実行し、処理した信号を図示しないディスプレイまたはスピーカに出力する。
【００１５】
例えば、インフォテイメント機器の処理回路は、リアカメラで撮影された画像信号を車載ネットワークを介して受信し、受信した画像信号を伸張・復号してディスプレイに表示させる。近年、車載カメラの高解像度化が進み、高解像度の画像をリアルタイム表示する必要性から、車載ネットワークの高速化が求められている。
【００１６】
また車載機器がクラスタメータやＨＵＤ（Head-Up Display）の場合、処理回路は各種センサから受信した車両情報をもとに、メータまたはＨＵＤの表示内容を制御する。近年、電子制御されるセンサが増えてきており、それに伴い車両内のＥＣＵの数が増加してきている。その観点からも車載ネットワークの高速化が求められている。
【００１７】
通信回路１４は、車載ネットワークからケーブルハーネス２０を介して受信した差動電圧を、処理回路で使用されるデジタル信号に変換する。また通信回路１４は、処理回路から取得したデジタル信号を差動電圧に変換して、変換した差動電圧をケーブルハーネス２０を介して車載ネットワークに送信する。また通信回路１４は、ケーブルや通信に関する各種の故障診断を実行可能である。処理回路は、通信回路１４により実行される通信処理より上位層の通信処理も実行する。当該処理回路による通信処理はソフトウェア処理であってもよいし、ハードウェア処理であってもよい。
【００１８】
コネクタ１１と通信回路１４間を接続する差動信号線１２に、ＥＭＣ対策部品としてコモンモードフィルタ１３が挿入される。図１（ａ）−（ｂ）、図２（ａ）−（ｂ）では、コモンモードフィルタ１３としてチョークコイルを使用する例を示している。コモンモードフィルタ１３は、差動信号線１２上のコモンモードノイズ電流を減衰させ、信号電流を通過させる。
【００１９】
差動信号線１２上のコネクタ１１とコモンモードフィルタ１３間の接続点Ｎ１と、所定の固定電位間にＥＳＤ保護素子としてバリスタ１５ｂが接続される。所定の固定電位は、通信装置１０が実装される基板のグランド電位である。なお当該基板のグランドは、最終的に車両のボディアースに接続される。
【００２０】
バリスタ１５ｂには例えば、セラミック部品のチップバリスタを使用することができる。チップバリスタは、印加される電圧により抵抗値が変化する可変素子である。バリスタ電圧を超える電圧が印加されると、チップバリスタの抵抗値が急低下し、電流が流れ出す。チップバリスタは、小型・軽量・低コストであるメリットを有する。
【００２１】
バリスタ１５ｂ等のＥＳＤ保護素子は、所定の電圧条件下で導通することにより、差動信号線１２の接続点Ｎ１から電流をグランドに引き抜くことができる。従って、高電圧のＥＳＤ電流／サージ電流が通信回路１４に流入することを防止して、通信回路１４を保護することができる。
【００２２】
図１（ａ）−（ｂ）、図２（ａ）−（ｂ）に示す例では、差動信号線１２上のコネクタ１１と接続点Ｎ１間にハイパスフィルタが設けられている。具体的には、差動信号線１２上のコネクタ１１と接続点Ｎ１間にカップリングコンデンサＣ１がそれぞれ挿入され、差動信号線１２の各信号線とグランドとの間に抵抗Ｒ１が接続されている。ハイパスフィルタは、入出力される信号のカットオフ周波数以下の成分（直流成分を含む）を遮断し、カットオフ周波数より高い成分を通過させる。なおハイパスフィルタは省略可能であり、ハイパスフィルタが設けられない構成も可能である。
【００２３】
以上の回路構成の通信装置１０に対して、ＢＣＩ（Bulk Current Injection）試験を実施する。ＢＣＩ試験は、ラジオ／ＴＶ放送、トランシーバ、アマチュア無線、及び携帯電話などの無線電波に対する耐性を試験するイミュニティ試験である。ＢＣＩ試験は、通信装置１０が接続されたケーブルハーネス２０に強い電磁界ノイズを注入し、ケーブルハーネス２０に強い電磁界ノイズが誘起した際におけるＥＵＴ（Equipment Under Test）の誤作動などの不具合を確認する試験である。不具合の原因として、例えば、ＥＭＣ対策部品の対策効果不足、ＥＳＤ保護素子の耐量不足などが挙げられる。ＢＣＩ試験は、ＩＳＯ１１４５２−４規格や各自動車メーカの規格に準拠した条件下で行われる。
【００２４】
試験対象の通信装置１０は、ケーブルハーネス２０により他の通信装置１０と接続され、両者の間で通信が行われる。通信中の２つの通信装置１０内の通信回路１４の挙動が外部から監視される。例えば、デバック用のＰＣに接続されて監視される。送信信号と受信信号が一致していれば、正常な通信が行われていることを意味し、送信信号と受信信号が不一致であれば、通信エラーが発生していることを意味する。
【００２５】
試験対象の通信装置１０と他の通信装置１０との間で通信が行われている状態において、両者間を接続するケーブルハーネス２０に、注入プローブ１（ＢＣＩプローブ）を用いてノイズを注入する。例えば、注入プローブ１から、所定周波数のノイズ電流を注入する。注入プローブ１からケーブルハーネス２０に注入するノイズの周波数と電流量は可変させることができる。例えば、１ＭＨｚ〜２ＧＨｚ、〜２００ｍＡのノイズを印加できる注入プローブ１が使用されてもよい。
【００２６】
ケーブルハーネス２０にノイズ電流が注入された状態で、バリスタ１５ｂに流れる電流を測定する。図１（ａ）に示す実施例１では、バリスタ１５ｂが挿入された配線に電流プローブ２をクランプして、バリスタ１５ｂに流れる電流を測定する。電流プローブ２は例えば、オシロスコープに接続され、オシロスコープで電流プローブ２により測定された電流波形が観察される。なお電流プローブ２は、オシロスコープ以外の測定機器に接続されてもよい。
【００２７】
電流プローブ２は、配線を貫通させるための環状コアを持つＣＴ（Current Transformer）型電流センサである。ＣＴ型電流センサは、広帯域で平坦な周波数特性を有しており、広範囲の周波数の電流を高精度に測定することができる。従って、時間領域の波形も取得することができる。
【００２８】
図１（ｂ）に示す実施例２では、バリスタ１５ｂが挿入された配線に磁界プローブ３を近づけて、バリスタ１５ｂに流れる電流を測定する。磁界プローブ３はコイルを内蔵しており、測定対象に流れる電流を電磁誘導により測定する。磁界プローブ３は、電流プローブ２のように配線を環状コアに貫通させる必要がなく、基板上のパターン配線に流れる電流もそのまま測定することができる。
【００２９】
なお、電流プローブ２で基板上のパターン配線に流れる電流を測定する場合、基板上のパターン配線を所定位置でカットしてハーネスに繋ぎ、当該ハーネスを環状コアに貫通させる必要がある。磁界プローブ３を使用した場合、実機の基板上のパターン配線に流れる電流も、パターン配線をカットせずに簡単に測定することができる。ただし、磁界プローブ３の周波数特性は、電流プローブ２の周波数特性と比較して広帯域に平坦ではないため、注入ノイズの周波数に応じて、複数種類の磁界プローブ３を使用する必要がある。
【００３０】
図２（ａ）に示す実施例３では、ケーブルハーネス２０に電流プローブ２をクランプして、ケーブルハーネス２０に流れる電流を測定する。ケーブルハーネス２０にクランプするため、実施例１のように基板上のパターン配線をカットする必要がない。同じケーブルハーネス２０には、注入プローブ１からノイズ電流が注入されているため、電流プローブ２により測定される電流値は基本的に、通信信号の電流と注入プローブ１が注入しているノイズ電流の和に一致する。
【００３１】
バリスタ１５ｂのように変曲点を持つＥＳＤ保護素子では、素子の変曲点電圧に到達すると、素子に流れている電流量が急激に増加する。注入プローブ１から注入しているノイズ電流をリニアに増加させていくと、バリスタ１５ｂの電圧がバリスタ電圧に到達していない状態では、電流プローブ２により測定される電流も、ノイズ電流の増加に対してリニアに上昇していく。バリスタ１５ｂの電圧がバリスタ電圧に到達すると、電流プローブ２により測定される電流波形がリニアに上昇しなくなる。この電流波形が変化した時点を捉えることにより、バリスタ１５ｂが保護動作を開始したタイミングを推定することができる。
【００３２】
図２（ｂ）に示す実施例４では、バリスタ１５ｂが挿入された配線にシャント抵抗Ｒｓが挿入される。シャント抵抗Ｒｓの両端は、差動アンプ４の２入力端子にそれぞれ接続される。差動アンプ４はシャント抵抗Ｒｓの両端電圧を検出する。検出されたシャント抵抗Ｒｓの両端電圧を、シャント抵抗Ｒｓの抵抗値で割ることにより、シャント抵抗Ｒｓに流れる電流を測定することができる。即ち、バリスタ１５ｂに流れる電流を測定することができる。
【００３３】
図２（ｂ）では差動アンプ４が通信装置１０内に設けられる例を示しているが、差動アンプ４は通信装置１０の外部に設けられ、試験時にのみ使用される構成でもよい。なお差動アンプ４を通信装置１０内に設ける場合、通信装置１０の使用時にもバリスタ１５ｂに流れる電流を監視することができる。例えば、差動アンプ４の出力電圧をＡ／Ｄ変換器（不図示）でデジタル値に変換し、ＣＰＵ（不図示）に出力して、ＣＰＵでバリスタ１５ｂに流れる電流を監視する。
【００３４】
なおシャント抵抗Ｒｓの代わりにホール素子を使用してもよい。このように、シャント抵抗Ｒｓやホール素子を使用して電流を測定する場合、プローブに繋がる配線がなくなるため、試験システムの構成を簡素化することができる。また、電流プローブや磁界プローブでは測定することが難しい高周波電流の測定にも対応できる。
【００３５】
図３（ａ）−（ｂ）は、変形例１、２に係る通信装置１０のノイズ耐性試験方法を説明するための図である。図３（ａ）に示す変形例１は、ＥＳＤ保護素子としてバリスタ１５ｂの代わりに、ツェナーダイオード１５ｃを使用する例である。ツェナーダイオード１５ｃには例えば、ＴＶＳ（Transient Voltage Suppressor）ダイオードを使用することができる。ＴＶＳダイオードは、ツェナー電圧（ブレイクダウン電圧）を超える逆方向電圧が印加されると、トンネル効果によりカソードからアノードに逆方向の電流が流れる。
【００３６】
図３（ｂ）に示す変形例２は、ＥＳＤ保護素子としてバリスタ１５ｂの代わりに、ＥＳＤサプレッサ１５ａを使用する例である。ＥＳＤサプレッサ１５ａには例えば、内部電極間に空洞を有する高耐量ＥＳＤサプレッサを使用することができる。高耐量ＥＳＤサプレッサは、トリガ電圧を超える電圧が印加されると、内部電極間にマイクロギャップ放電が発生し、電圧降下を伴いながら電流が流れる。高耐量ＥＳＤサプレッサは、静電容量が低いため（一般的に０．１ｐＦ以下）、信号の伝送特性に殆ど影響を与えない。高速差動信号であっても、その伝送特性に殆ど影響を与えない。
【００３７】
本明細書では、バリスタ１５ｂのバリスタ電圧、ツェナーダイオード１５ｃのツェナー電圧、及びＥＳＤサプレッサ１５ａのトリガ電圧を、通信回路１４を保護する動作を開始する電圧である点に注目して、動作開始電圧と呼ぶ。これらのＥＳＤ保護素子の動作開始電圧は、ツェナーダイオード１５ｃ＜バリスタ１５ｂ＜ＥＳＤサプレッサ１５ａの関係になる。
【００３８】
図４は、ＥＳＤ保護素子のＩＶ特性の一例を示す図である。横軸が電圧、縦軸が電流を示している。図４に示すＩＶ特性は、ツェナーダイオード１５ｃやバリスタ１５ｂのようなクランプ型のＥＳＤ保護素子のＩＶ特性の一例である。動作開始電圧より低い電圧領域では電流が殆ど流れず、電圧の変化ΔＶに対する電流の変化ΔＩは微小になる。一方、動作開始電圧より高い電圧領域では大きな電流が流れる。動作開始電圧より高い電圧領域では、図４に示す特性を持つＥＳＤ保護素子は、略一定電圧で動作する電圧依存性素子として振る舞う。即ち、動作開始電圧より高い電圧領域では電圧変化は飽和するが、電流変化は飽和せずに増加し続ける。
【００３９】
図４に示す例では、イミュニティ試験において通信回路１４が誤動作した（通信エラーが発生した）時点のＥＳＤ保護素子の電圧・電流のレベルは、ＥＳＤ保護素子の電圧飽和領域に存在している。電圧飽和領域では、電流の変化ΔＩに対する電圧の変化ΔＶが微小になる。
【００４０】
従来、ＥＳＤ保護素子の挙動は、ＥＳＤ保護素子の両端電圧を測定することにより観察されることが一般的であった。この場合、通信エラーが発生した時点のＥＳＤ保護素子の測定電圧から、通信エラーが発生した時点の電流レベルを高精度に推定することが難しかった。測定電圧から推定した電流レベルが、通信エラーが実際に発生する閾値と大きく乖離することもあった。
【００４１】
これに対して本実施例では、ＥＳＤ保護素子の挙動を、ＥＳＤ保護素子に流れる電流を測定することにより観察している。この場合、通信エラーが発生した時点のＥＳＤ保護素子の測定電流から、通信エラーが発生した時点の電圧レベルを高精度に推定することができる。従って、通信エラーが実際に発生する閾値となる電流・電圧レベルを高精度に特定することができる。
【００４２】
図５は、ＥＳＤ保護素子のＩＶ特性の別の例を示す図である。図５に示すＩＶ特性は、ＥＳＤサプレッサ１５ａのようなスイッチ型（クローバ型）のＥＳＤ保護素子のＩＶ特性の一例である。ＥＳＤサプレッサ１５ａにトリガ電圧を超える電圧が印加されると、ＥＳＤサプレッサ１５ａの内部電極間で放電が発生し、電流が流れ出す。その後、電流値の上昇とともに、ＥＳＤサプレッサ１５ａの両端電圧がクランプ電圧まで低下する。その後は、図４に示したクランプ型のＥＳＤ保護素子と同様に、略一定電圧で動作する電圧依存性素子として振る舞う。
【００４３】
上述のようにＥＳＤサプレッサ１５ａの動作開始電圧は、ツェナーダイオード１５ｃ及びバリスタ１５ｂの動作開始電圧より高くなる。ツェナーダイオード１５ｃのツェナー電圧の一例として約９Ｖ、バリスタ１５ｂのバリスタ電圧の一例として約１００Ｖ、ＥＳＤサプレッサ１５ａのトリガ電圧の一例として約６７０Ｖが挙げられる。
【００４４】
動作開始電圧が約６７０ＶのＥＳＤサプレッサ１５ａが使用される場合、動作開始電圧までノイズ電圧が上昇しない可能性が高くなる。仮にノイズ電圧が動作開始電圧に到達した場合でも、即座に通信エラーが発生する可能性が高い。ＥＳＤサプレッサ１５ａの電圧がトリガ電圧に到達してからクランプ電圧に低下する間の領域は、電圧の変化ΔＶに対する電流の変化ΔＩが微小な領域であるため、電流測定を使用するメリットは小さい。従って、電流測定を使用する本実施例に係る方法は、ＥＳＤ保護素子に、バリスタ１５ｂやツェナーダイオード１５ｃのようなクランプ型の素子を使用した場合に、特に有効なものとなる。
【００４５】
なお、電流測定を使用する本実施例に係る方法を、ＥＳＤサプレッサ１５ａのようなスイッチ型のＥＳＤ保護素子を使用した通信装置１０に使用することを排除するものではない。トリガ電圧が低く、トリガ電圧とクランプ電圧の差が小さい素子であれば、有効な場合もある。
【００４６】
図６は、変形例３に係る通信装置１０のノイズ耐性試験方法を説明するための図である。図１（ａ）−（ｂ）、図２（ｂ）、図３（ａ）−（ｂ）に示した例では、差動信号線１２とグランド間の、ＥＳＤ保護素子がそれぞれ挿入された２本の配線の内、片方の配線に流れる電流を測定することを想定した。変形例３では、ＥＳＤ保護素子がそれぞれ挿入された２本の配線の両方の配線に流れる電流を測定し、両方の配線に流れる電流の差を確認する。
【００４７】
差動信号線１２とグランド間の２本の配線間のインピーダンスに差がある場合、通信回路１４に入力されるコモンモード電圧に差が発生し、差動信号線１２間にノイズ電圧が発生する。受信信号のコモンモード成分の一部がディファレンシャルモード成分に変換され、当該ディファレンシャルモード成分が通信回路１４に流入すると、通信エラーを引き起こす原因となる。
【００４８】
変形例３では、ＥＳＤ保護素子がそれぞれ挿入された２本の配線の両方の配線に流れる電流の差を確認する。電流差が発生している場合、２本の配線のインピーダンスに差が発生している可能性がある。その場合、２本の配線の両方の配線の電圧を測定することにより、２本の配線のインピーダンスの差を算出することができる。なお図６では、ＥＳＤ保護素子としてバリスタ１５ｂを使用する例を示しているが、バリスタ１５ｂの代わりに、ツェナーダイオード１５ｃやＥＳＤサプレッサ１５ａを使用してもよい。
【００４９】
図７は、変形例４に係る通信装置１０のノイズ耐性試験方法を説明するための図である。変形例４では、ツェナーダイオード１５ｃが、差動信号線１２上のコネクタ１１とコモンモードフィルタ１３間の接続点Ｎ１とグランド電位間ではなく、差動信号線１２上のコモンモードフィルタ１３と通信回路１４間の接続点Ｎ２とグランド電位間に接続されている。
【００５０】
動作開始電圧が低いＥＳＤ保護素子をコモンモードフィルタ１３の前段に配置すると、比較的小さな電磁界ノイズが印加されただけでも、通信エラーが発生しやすくなる。そこで変形例４では、ＥＳＤ保護素子をコモンモードフィルタ１３の後段に配置している。
【００５１】
なおＥＳＤ対策の観点からは、ＥＳＤ保護素子をコモンモードフィルタ１３の前段に配置した方が好ましい。この場合、コネクタ１１に印加された静電気エネルギーをコモンモードフィルタ１３を通過させずにグランドに逃がすことができる。これにより、静電気エネルギーがコモンモードフィルタ１３で反射し、配線パターン間の放電により、周辺回路にエネルギーが漏れ、周辺回路に悪影響を及ぼすことを防止することができる。
【００５２】
以上説明したように本実施例によれば、イミュニティ試験においてＥＳＤ保護素子に流れる電流を測定することにより、伝送路上の電圧・電流の挙動を高精度に検知することができる。バリスタ１５ｂやツェナーダイオード１５ｃの電圧飽和領域では、電圧変化に対する電流変化が大きくなるため、電圧を測定するより電流を測定する方が、電圧・電流の挙動を検知しやすくなる。またＥＳＤサプレッサ１５ａがブレークダウン（動作開始）したことも検知しやすくなる。
【００５３】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。実施例は例示であり、それらの各構成要素または各処理プロセスの組み合わせに、いろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００５４】
上述の実施例１、２、４では、バリスタ１５ｂが挿入された配線に流れる電流を測定した。この点、差動信号線１２上において接続点Ｎ１より後段のコモンモードフィルタ１３に流れる電流も測定してもよい。バリスタ１５ｂに流れる電流の測定値とコモンモードフィルタ１３に流れる電流の測定値の和と、通信信号の電流と注入プローブ１が注入しているノイズ電流の和とを比較することにより、他に電流が漏れている経路が存在しないか確認することができる。
【００５５】
また実施例３では、ケーブルハーネス２０にクランプされている電流プローブ２により測定された電流の測定値から、コモンモードフィルタ１３に流れる電流の測定値を引くことにより、バリスタ１５ｂに流れる電流の値を推定することができる。
【００５６】
上述の実施例では、ケーブルハーネス２０及び通信装置１０内の信号線として、差動伝送路を想定した。この点、本実施例に係るノイズ耐性試験方法は、シングル伝送路上の電圧・電流の挙動を測定する場合にも適用可能である。
【００５７】
上述の実施例に係る通信装置１０は、車載用途以外にも適用可能である。例えば、ＦＡ（Factory Automation）等で使用される産業用Ethernet（登録商標）、データセンタやオフィス等で使用される一般的なEthernet（登録商標）にも適用可能である。
【００５８】
なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。
【００５９】
［項目１］
外部配線（２０）が接続されるコネクタ（１１）と、
通信回路（１４）と、
前記コネクタ（１１）と前記通信回路（１４）間を接続する信号線（１２）と、
前記信号線（１２）に挿入されるＥＭＣ（Electro Magnetic Compatibility）対策部品（１３）と、
前記信号線（１２）と所定の固定電位間に接続されるＥＳＤ（Electro-Static Discharge）保護素子（１５）と、を備える通信装置（１０）のノイズ耐性試験方法であって、
前記通信回路（１４）が前記外部配線（２０）を介して別の通信装置（１０）の通信回路（１４）と通信している状態で、前記外部配線（２０）にノイズ電流を注入する注入ステップと、
前記ＥＳＤ保護素子（１５）に流れる電流を測定する測定ステップと、
を有する通信装置（１０）のノイズ耐性試験方法。
これによれば、ＥＳＤ保護素子（１５）に流れる電流を測定することにより、伝送路上の電圧・電流の挙動を高精度に検知することができる。
［項目２］
前記測定ステップは、前記信号線（１２）と前記固定電位間の、前記ＥＳＤ保護素子（１５）が挿入された配線に電流プローブ（２）をクランプして、前記ＥＳＤ保護素子（１５）に流れる電流を測定する項目１に記載の通信装置（１０）のノイズ耐性試験方法。
これによれば、ＥＳＤ保護素子（１５）に流れる電流を高精度に測定することができる。
［項目３］
前記測定ステップは、前記信号線（１２）と前記固定電位間の、前記ＥＳＤ保護素子（１５）が挿入された配線に磁界プローブ（３）を近づけて、前記ＥＳＤ保護素子（１５）に流れる電流を測定する項目１に記載の通信装置（１０）のノイズ耐性試験方法。
これによれば、ＥＳＤ保護素子（１５）に流れる電流を非接触で測定することができる。
［項目４］
前記信号線（１２）と前記固定電位間の、前記ＥＳＤ保護素子（１５）が挿入された配線に抵抗（Ｒｓ）がさらに挿入されており、
前記測定ステップは、前記抵抗（Ｒｓ）の両端電圧を測定して、前記ＥＳＤ保護素子（１５）に流れる電流を測定する項目１に記載の通信装置（１０）のノイズ耐性試験方法。
これによれば、ＥＳＤ保護素子（１５）に流れる電流を、プローブを使用せずに測定することができる。
［項目５］
前記コネクタ（１１）と前記通信回路（１４）間を接続する信号線（１２）は、差動信号線（１２）であり、
前記測定ステップは、前記ＥＳＤ保護素子（１５）がそれぞれ挿入された前記差動信号線（１２）と前記固定電位間の２本の配線に流れる電流を両方測定する項目１から４のいずれか１項に記載の通信装置（１０）のノイズ耐性試験方法。
これによれば、差動信号線（１２）と固定電位間の２本の配線間のインピーダンスが揃っているか確認することができる。
［項目６］
外部配線（２０）が接続されるコネクタ（１１）と、
通信回路（１４）と、
前記コネクタ（１１）と前記通信回路（１４）間を接続する信号線（１２）と、
前記信号線（１２）に挿入されるＥＭＣ（Electro Magnetic Compatibility）対策部品（１３）と、
前記信号線（１２）と所定の固定電位間に接続されるＥＳＤ（Electro-Static Discharge）保護素子（１５）と、を備える通信装置（１０）のノイズ耐性試験方法であって、
前記通信回路（１４）が前記外部配線（２０）を介して別の通信装置（１０）の通信回路（１４）と通信している状態で、前記外部配線（２０）にノイズ電流を注入する注入ステップと、
前記外部配線（２０）に電流プローブ（２）をクランプして、前記外部配線（２０）に流れる電流を測定し、前記ＥＳＤ保護素子（１５）が保護動作を開始するタイミングを特定する測定ステップと、
を有する通信装置（１０）のノイズ耐性試験方法。
これによれば、ＥＳＤ保護素子（１５）が保護動作を開始するタイミングを特定することができる。
［項目７］
前記ＥＳＤ保護素子（１５）は、前記信号線（１２）上の前記コネクタ（１１）と前記ＥＭＣ対策部品（１３）間の接続点と、所定の固定電位間に接続される項目１から６のいずれか１項に記載の通信装置（１０）のノイズ耐性試験方法。
これによれば、静電気エネルギーがＥＭＣ対策部品（１３）に流入することを防止することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１  注入プローブ、  ２  電流プローブ、  ３  磁界プローブ、  ４  差動アンプ、  １０  通信装置、  １１  コネクタ、  １２  差動信号線、  １３  コモンモードフィルタ、  １４  通信回路、  １５ａ  ＥＳＤサプレッサ、  １５ｂ  バリスタ、  １５ｃ  ツェナーダイオード、  ２０  ケーブルハーネス、  Ｃ１  カップリングコンデンサ、  Ｒ１  抵抗、  Ｒｓ  シャント抵抗。
【図１】
2020051747.tif 000003
【図２】
2020051747.tif 000004
【図３】
2020051747.tif 000005
【図４】
2020051747.tif 000006
【図５】
2020051747.tif 000007
【図６】
2020051747.tif 000008
【図７】
2020051747.tif 000009