(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧を測定する電圧測定装置と接続する電圧プローブであって、
観測地点の電圧を示す電圧信号を得る電圧測定端子と、
所定の減衰量で前記電圧信号を減衰する減衰手段と、
減衰後の電圧信号を電波領域の周波数範囲で変調し、変調信号を出力する変調手段と、
前記変調信号を伝送する伝送ケーブルと、
前記伝送ケーブルにより伝送された前記変調信号を復調して得た前記電圧信号を前記電圧測定装置へ出力する復調手段と、
を備えることを特徴とする電圧プローブ。
【請求項２】
さらに、
前記変調信号の周波数を変換し、周波数変換後の変調信号を前記伝送ケーブルに出力する第１の周波数変換手段と、
前記伝送ケーブルにより伝送された周波数変換後の変調信号を、前記第１の周波数変換手段による周波数変換前の周波数に変換する第２の周波数変換手段と、
前記第２の周波数変換手段による周波数変換後の変調信号のノイズ帯域を遮断し、前記復調手段へ出力するハイパスフィルタと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の電圧プローブ。
【請求項３】
前記変調手段は、スペクトラム拡散変調を用いた場合、強電磁界により発生する既知のノイズの周波数振幅特性に基づいて、既定以上の信号対雑音比を確保する拡散率を設定する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電圧プローブ。
【請求項４】
さらに、
侵入ノイズを受信するアンテナと、
前記ノイズのレベルを電圧値に変換し、電圧値を出力する検波手段と、
前記電圧値に基づいて、前記伝送ケーブルを伝送する変調信号の信号レベルを決定し、減衰レベルを出力する電圧制御手段と、
前記変調手段から出力された変調信号を前記減衰レベルに応じて減衰し出力する可変減衰手段と、
を備えることを特徴とする請求項１、２または３に記載の電圧プローブ。
【請求項５】
電圧を測定する電圧測定装置と接続する電圧プローブであって、
複数の観測地点の電圧を示す各電圧信号を、それぞれ１つ得る複数の電圧測定端子と、
それぞれが１つの電圧測定端子と接続し、所定の減衰量で電圧信号を減衰する、前記電圧測定端子と同数の減衰手段と、
それぞれが１つの減衰手段と接続し、異なる符号を用いて減衰後の電圧信号をスペクトラム拡散変調する、前記電圧測定端子と同数の変調手段と、
各変調手段から出力された変調信号を１つの変調信号に多重化する多重化手段と、
多重化された変調信号の周波数を変換し、周波数変換後の変調信号を出力する第１の周波数変換手段と、
前記周波数変換後の変調信号を伝送する伝送ケーブルと、
前記伝送ケーブルにより伝送された前記周波数変換後の変調信号を、前記第１の周波数変換手段による周波数変換前の周波数に変換する第２の周波数変換手段と、
前記第２の周波数変換手段による周波数変換後の変調信号のノイズ帯域を遮断し、出力するハイパスフィルタと、
前記ハイパスフィルタ通過後の変調信号を、前記電圧測定端子と同数に分配する信号分配手段と、
それぞれが分配後の変調信号を入力し、対応する変調手段で用いた符号により復調して得た電圧信号を前記電圧測定装置へ出力する、前記電圧測定端子と同数の復調手段と、
を備えることを特徴とする電圧プローブ。
【請求項６】
前記第１の周波数変換手段は、変調信号の周波数をＡＦ領域からＩＦ領域を経てＲＦ領域に変換し、
前記第２の周波数変換手段は、変調信号の周波数をＲＦ領域からＩＦ領域を経てＡＦ領域に変換する、
ことを特徴とする請求項２または５に記載の電圧プローブ。
【請求項７】
電圧を測定する電圧測定装置と、電圧プローブと、前記電圧測定装置および前記電圧プローブとの間を接続する伝送ケーブルと、から構成される電圧測定システムであって、
前記電圧プローブは、
観測地点の電圧を示す電圧信号を得る電圧測定端子と、
所定の減衰量で前記電圧信号を減衰する減衰手段と、
減衰後の電圧信号を電波領域の周波数範囲で変調し、変調信号を出力する変調手段と、
を備え、
前記伝送ケーブルは、前記変調信号を前記電圧測定装置へ伝送し、
前記電圧測定装置は、
前記伝送ケーブルにより伝送された前記変調信号を復調して前記電圧信号を得る復調手段、
を備えることを特徴とする電圧測定システム。
【請求項８】
さらに、
前記電圧プローブは、
前記変調信号の周波数を変換し、周波数変換後の変調信号を前記伝送ケーブルに出力する第１の周波数変換手段、
を備え、
前記電圧測定装置は、
前記伝送ケーブルにより伝送された周波数変換後の変調信号を、前記第１の周波数変換手段による周波数変換前の周波数に変換する第２の周波数変換手段と、
前記第２の周波数変換手段による周波数変換後の変調信号のノイズ帯域を遮断し、前記復調手段へ出力するハイパスフィルタと、
を備えることを特徴とする請求項７に記載の電圧測定システム。
【請求項９】
前記変調手段は、スペクトラム拡散変調を用いた場合、強電磁界により発生する既知のノイズの周波数振幅特性に基づいて、既定以上の信号対雑音比を確保する拡散率を設定する、
ことを特徴とする請求項７または８に記載の電圧測定システム。
【請求項１０】
さらに、
前記電圧プローブは、
侵入ノイズを受信するアンテナと、
前記ノイズのレベルを電圧値に変換し、電圧値を出力する検波手段と、
前記電圧値に基づいて、前記伝送ケーブルを伝送する変調信号の信号レベルを決定し、減衰レベルを出力する電圧制御手段と、
前記変調手段から出力された変調信号を前記減衰レベルに応じて減衰し出力する可変減衰手段と、
を備えることを特徴とする請求項７、８または９に記載の電圧測定システム。
【請求項１１】
電圧を測定する電圧測定装置と、電圧プローブと、前記電圧測定装置および前記電圧プローブとの間を接続する伝送ケーブルと、から構成される電圧測定システムであって、
前記電圧プローブは、
複数の観測地点の電圧を示す各電圧信号を、それぞれ１つ得る複数の電圧測定端子と、
それぞれが１つの電圧測定端子と接続し、所定の減衰量で電圧信号を減衰する、前記電圧測定端子と同数の減衰手段と、
それぞれが１つの減衰手段と接続し、異なる符号を用いて減衰後の電圧信号をスペクトラム拡散変調する、前記電圧測定端子と同数の変調手段と、
各変調手段から出力された変調信号を１つの変調信号に多重化する多重化手段と、
多重化された変調信号の周波数を変換し、周波数変換後の変調信号を出力する第１の周波数変換手段と、
を備え、
前記伝送ケーブルは、前記周波数変換後の変調信号を前記電圧測定装置へ伝送し、
前記電圧測定装置は、
前記伝送ケーブルにより伝送された前記周波数変換後の変調信号を、前記第１の周波数変換手段による周波数変換前の周波数に変換する第２の周波数変換手段と、
前記第２の周波数変換手段による周波数変換後の変調信号のノイズ帯域を遮断し、出力するハイパスフィルタと、
前記ハイパスフィルタ通過後の変調信号を、前記電圧測定端子と同数に分配する信号分配手段と、
それぞれが分配後の変調信号を入力し、対応する変調手段で用いた符号により復調して電圧信号を得る、前記電圧測定端子と同数の復調手段と、
を備えることを特徴とする電圧測定システム。
【請求項１２】
前記第１の周波数変換手段は、変調信号の周波数をＡＦ領域からＩＦ領域を経てＲＦ領域に変換し、
前記第２の周波数変換手段は、変調信号の周波数をＲＦ領域からＩＦ領域を経てＡＦ領域に変換する、
ことを特徴とする請求項８または１１に記載の電圧測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧測定の際に用いる電圧プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、オシロスコープ等、電気式プローブから同軸ケーブル経由で測定対象と接続し、被測定点を計測器のアースと信号ラインに区別して測定する不平衡な計測器では、計測器とグランドレベルが異なる電気回路やグランドされていない２点間の電圧波形等を観測するとき、アースの影響や信号の回り込みなどが影響し、正確な計測が困難であった。そのため、下記特許文献１では、不要な情報が計測される問題を解決するため、被測定電圧を光変調手段の電極に印加し、前記電圧に依存して変化した光の強度を電気信号に変換した上で、不平衡な計測器を用いて電圧を計測する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３３５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術によれば、電気／光変換機構の特性を補正する校正技術が必要であり、また、センシング可能な電圧範囲（ダイナミックレンジ）が狭く、電気／光出力信号が微弱なためＳ／Ｎの確保が難しい、という技術的な問題があった。また、電圧プローブの電気／光変換機構等の構成部品が高価であり、構成部品が多く複雑である、という実用化における問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、正確な電圧測定を簡易で安価な構成で実現可能な電圧プローブを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、電圧を測定する電圧測定装置と接続する電圧プローブであって、観測地点の電圧を示す電圧信号を得る電圧測定端子と、所定の減衰量で前記電圧信号を減衰する減衰手段と、減衰後の電圧信号を電波領域の周波数範囲で変調し、変調信号を出力する変調手段と、前記変調信号を伝送する伝送ケーブルと、前記伝送ケーブルにより伝送された前記変調信号を復調して得た前記電圧信号を前記電圧測定装置へ出力する復調手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、正確な電圧測定を簡易で安価な構成で実現できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、ノイズ注入試験を行う一般的なシステムの構成例を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１の電圧プローブの構成例を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態２の電圧プローブの構成例を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態４の電圧プローブの構成例を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態５の電圧プローブの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明にかかる電圧プローブの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、ノイズ注入試験を行う一般的なシステムの構成例を示す図である。このシステムは、ノイズ試験装置１０１と、ノイズ注入ケーブル１０２と、電子機器１０３と、電圧プローブ１０４と、伝送ケーブル１０５と、電圧測定装置１０６と、から構成される。ノイズ試験装置１０１、ノイズ注入ケーブル１０２、および電子機器１０３で実施される高電圧ノイズ試験において、強電磁界１０７に曝される環境下、電圧プローブ１０４、伝送ケーブル１０５、電圧測定装置１０６で電子機器１０３における任意地点の電圧を測定する。このようなシステムにおいて、電圧を測定する側に侵入するノイズを抑制する構成について説明する。
【００１１】
図２は、本実施の形態の電圧プローブ１０４ａの構成例を示す図である。電圧プローブ１０４ａは、電圧測定端子２０１と、減衰器２０２と、変調部２０３と、伝送ケーブル２０４と、復調部２０５と、から構成される。電圧プローブ１０４ａは、伝送ケーブル１０５に相当する伝送ケーブル２０４を備え、直接電圧測定装置１０６と接続する。
【００１２】
電圧測定端子２０１は、測定対象の観測地点における電圧を示す電圧信号を得る。減衰器２０２は、電圧測定端子２０１で得た電圧信号を減衰させる。変調部２０３は、減衰後の電圧信号を変調して出力する。伝送ケーブル２０４は、変調後の信号の伝送経路である。復調部２０５は、変調された信号を復調して電圧測定装置１０６に出力する。
【００１３】
電圧プローブ１０４ａでは、電圧測定端子２０１が、観測地点からその地点の電圧を示す電圧信号Ｖを得て、減衰器２０２が、あらかじめ定めた減衰量で電圧信号Ｖを減衰させる。そして、変調部２０３が、減衰後の電圧信号Ｖに対し、強電磁界１０７からの侵入ノイズに耐性のある周波数軸に、電波領域（〜３ＴＨｚ）内の周波数軸上でエネルギーを拡散させる変調を施して変調信号Ｖｍを得る。そして、変調部２０３が、強電磁界１０７の環境下にある伝送ケーブル２０４を介して、変調信号Ｖｍを復調部２０５へ出力する。復調部２０５は、変調信号Ｖｍを復調し電圧信号Ｖを得て、直接電圧測定装置１０６へ出力する。そして、電圧測定装置１０６は、信号処理を行い、測定者に電圧波形を提供する。
【００１４】
ここでは、電圧測定端子２０１から得られた電圧信号Ｖを、いかにして伝送ケーブル２０４からの侵入ノイズを抑圧しながら電圧測定装置１０６へ伝送できるかが重要である。本実施の形態では、電波領域での伝送に信号の性質を変化させて伝送を行うことにより、侵入ノイズを抑圧する。
【００１５】
なお、伝送ケーブル２０４から重畳した強電磁界１０７からの侵入ノイズは大信号であるものの、高電圧ノイズの規格試験で用いられるようなノイズ波形が固定的であれば周波数の観点からみれば局所的に偏在するので、この周波数スペクトラムを避けた変調を施せば復調部２０５により大幅に抑圧可能である。
【００１６】
なお、電圧測定装置１０６は、一般的なオシロスコープ、スペクトラムアナライザなど電圧信号を時間領域または周波数領域で解析する測定装置をいう。
【００１７】
また、伝送ケーブル２０４は、シールド構造をもつ同軸ケーブルなどを用いることにより侵入ノイズを大幅に低減することができる。
【００１８】
また、変調部２０３は、電圧信号Ｖに対して直接変調をかけるアナログ方式、または電圧信号Ｖを量子化、符号化して得られるデジタル信号Ｖｄに対して変調をかけるデジタル信号方式が考えられるが、どちらを採用してもよい。しかしながら、よく知られるように、デジタル方式のほうがノイズに対する耐性は高い。
【００１９】
電圧測定端子２０１、減衰器２０２、および変調部２０３は、強電磁界１０７の影響を少なくするよう、高電圧ノイズの最大周波数の波長λサイズに対して約１／１０平方以下の大きさにすることが望ましい。
【００２０】
なお、復調部２０５を電圧プローブ１０４ａの内部に構成した場合について説明したが、これに限定するものではなく、復調部２０５を電圧測定部１０６の内部に組み込む構成をとることも可能である。この場合、電圧を測定する側の構成は、図１と同様、電圧プローブ、伝送ケーブル、電圧測定装置、の３つの構成によるシステムとなる。これにより、同様の機能が得られる他、電圧プローブの小型化が可能になる効果がある。
【００２１】
以上説明したように、本実施の形態では、電圧プローブ１０４ａにおいて、電圧測定端子２０１より得た電圧信号Ｖを減衰後、周波数スペクトラムの分散を図る変調を施し、電波領域での伝送に信号の性質を変化させて伝送ケーブル経由で伝送を行い、電圧測定装置１０６の手前で復調して、電圧信号Ｖを電圧測定装置１０６へ出力することとした。これにより、技術的な観点として、電圧信号を直接強電磁界１０７下で伝送するよりも、特定周波数に局所的な強電磁界１０７からの侵入ノイズに対して、電圧信号Ｖが劣化することを抑制することができる。また、伝送ケーブル２０４を介して伝送路を特定できるので、アンテナはもちろんのこと、空間を伝播させないのでＣ／Ｎ比（Carrier  to  Noise  Ratio：搬送波対雑音比）の劣化は少なくパワーアンプが不要であり、経済的効果として、小型化が図れ、安価に構成できる。また、変調部２０３をはじめとした機能ブロックはＩＣ等のデバイスで提供され、市場に数多く流通しており、容易に入手可能である。
【００２２】
なお、高電圧ノイズ試験環境下での例を用いて説明したが、これに限定するものではなく、本実施の形態で説明した以外の強電磁界場においても測定が可能であることは言うまでもない。
【００２３】
また、電圧プローブ１０４ａは、光領域ではなく電波領域で信号伝送するので、光領域で求められるようなデバイス加工精度を必要としない。また、回路の構成部品は市場に流通する汎用部品を適用可能である。
【００２４】
実施の形態２．
本実施の形態では、変調信号Ｖｍを周波数変換して伝送ケーブル２０４経由で伝送させる。実施の形態１と異なる部分について説明する。
【００２５】
図３は、本実施の形態の電圧プローブ１０４ｂの構成例を示す図である。電圧プローブ１０４ｂは、電圧測定端子２０１と、減衰器２０２と、変調部２０３と、周波数変換部３０６と、伝送ケーブル２０４と、周波数変換部３０７と、ハイパスフィルタ３０８と、復調部２０５と、から構成される。実施の形態１と同様、電圧プローブ１０４ｂは、直接電圧測定装置１０６と接続する。
【００２６】
周波数変換部３０６は、変調部２０３によって得られた変調信号Ｖｍの中心周波数を高周波領域に移動させ、伝送ケーブル２０４へ出力する。例えば、変調信号Ｖｍの周波数をＡＦ（Audio  Frequency)領域からＩＦ（Intermediate  Frequency）領域を経てＲＦ（Radio  Frequency）領域に変換する。なお、周波数変換部３０６を第１の周波数変換手段とする。周波数変換部３０７は、伝送ケーブル２０４から入力した変調信号Ｖｍを、周波数変換部３０６による周波数領域移動前の周波数に戻す変換を行う。例えば、周波数変換部３０６とは逆に、変調信号Ｖｍの周波数をＲＦ領域からＩＦ領域を経てＡＦ領域に変換する。なお、周波数変換部３０７を第２の周波数変換手段とする。ハイパスフィルタ３０８は、伝送ケーブル２０４に侵入したノイズを遮断して、変調信号Ｖｍを復調部２０５へ出力する。
【００２７】
電圧プローブ１０４ｂでは、周波数変換部３０６が、変調部２０３から得た変調信号Ｖｍの中心周波数を高周波領域に移動させることで、強電磁界１０７からの侵入ノイズの周波数帯域から遠ざけて変調信号Ｖｍを強電磁界１０７環境下で伝送ケーブル２０４を伝送させる。そして、周波数変換部３０７が、入力した変調信号Ｖｍを周波数変換部３０６による周波数領域移動前の周波数に戻す変換を行い、ハイパスフィルタ３０８が、伝送ケーブル２０４に侵入したノイズを遮断して、変調信号Ｖｍを復調部２０５へ出力する。その他の構成における処理は実施の形態１と同一である。
【００２８】
特に、周波数変換部３０６では、変換周波数において、侵入ノイズの周波数帯域を避けるために高周波領域に変換させているが、この中心周波数ｆｃを侵入ノイズのエネルギーが９０％を占める占有帯域の最大値ｆｍａｘ以上に設定することで、大幅な侵入ノイズの抑圧が可能である。
【００２９】
なお、実施の形態１と同様、電圧プローブ１０４ｂの小型化を図るために周波数変換部３０７、ハイパスフィルタ３０８、および復調部２０５を電圧測定装置１０６の内部に備える構成にすることも可能である。この場合においても、上記同様の機能を得ることができる。
【００３０】
以上説明したように、本実施の形態では、電圧プローブ１０４ｂにおいて、周波数変換部３０６が、変調信号Ｖｍを、侵入ノイズ帯域を避けた高周波領域に移動させて伝送ケーブル２０４を伝送させることとした。これにより、実施の形態１では、変調部２０３による変調信号Ｖｍが、侵入ノイズ帯域近傍に存在して測定電圧値に誤差を与える可能性があったが、周波数変換部３０６が、変調信号Ｖｍを、侵入ノイズ帯域を避けた高周波領域に移動させることにより、侵入ノイズを避けて伝送ケーブル２０４を伝送させることができる。
【００３１】
実施の形態３．
本実施の形態では、変調部２０３において、スペクトラム拡散変調を適用する。実施の形態１、２と異なる部分について説明する。
【００３２】
電圧プローブ１０４ａ、１０４ｂの構成はそれぞれ図２、図３と同様である。変調部２０３では、スペクトラム拡散変調を用いる場合、拡散率Ｎを大きくとることでノイズ耐性を向上させることができるが、ハードウェアの高速化を要求するので可能な限り拡散率Ｎは小さいほうが望ましい。そのため、実施の形態１、２では、それぞれ侵入ノイズの影響が異なることから、適切な拡散率Ｎを設定する必要がある。
【００３３】
拡散率とは、送信データ速度（ビットレート：bit  rate）に対する拡散符号速度（チップレート：chip  rate）の比をいう。実施の形態１では、強電磁界からの侵入ノイズが電圧信号帯域付近にある可能性が高いので、拡散率Ｎを大きくすることで侵入ノイズの影響をより小さくすることが可能である。一方、実施の形態２では、周波数変換部３０６により侵入ノイズの周波数帯域から遠く、侵入ノイズの影響が少なくなるため、拡散率Ｎを実施の形態１より小さくすることが可能である。
【００３４】
ここで、ノイズ帯域の最大周波数ｆN、電圧信号帯域ｆVおよび周波数変換後の周波数ｆrとした場合、拡散率Ｎとの関係を次の式（１）のように定義する。これにより、拡散率Ｎを得ることで効果的な侵入ノイズの抑圧が可能になる。
【００３５】
Ｎ＞（ｆr−ｆN）／ｆV  …（１）
【００３６】
上記のように算出される拡散率Ｎを実施の形態１に適用することにより、侵入ノイズの影響を受けやすい周波数帯域においても強電磁界からの侵入ノイズを効果的に抑圧できる効果がある。
【００３７】
また、拡散率Ｎを実施の形態２に適用することにより、侵入ノイズ帯域から変調信号Ｖｍを遠ざけることで侵入ノイズの影響を少なくするとともに、スペクトラム拡散変調がもつノイズ抑圧する効果を得ることができる。
【００３８】
さらに、実施の形態１、２においては、高電圧ノイズ試験規格で規定されたパターン化ノイズの抑制には効果があるものの、この規格が定めていない周波数帯域やそのレベルがランダムなノイズが侵入した場合には、これを効果的に抑圧することが難しかった。しかしながら、スペクトラム拡散を用いることにより、ランダム性ノイズの抑圧にも効果を得ることができる。
【００３９】
なお、実施の形態１、２と同様、復調部２０５や、周波数変換部３０７、ハイパスフィルタ３０８、および復調部２０５を電圧測定装置１０６の内部に備える構成にすることも可能である。この場合においても、上記同様の機能を得ることができる。
【００４０】
以上説明したように、本実施の形態では、変調部２０３においてスペクトラム拡散変調を適用することとした。これにより、実施の形態１、２に示すように侵入のイズの影響が異なる場合に、それぞれで異なる拡散率Ｎを設定でき、既定以上の信号対雑音比を確保することができる。
【００４１】
実施の形態４．
本実施の形態では、周波数変換部３０６に入力される電圧信号のレベルをノイズ強度に応じて減衰させる。実施の形態２と異なる部分について説明する。
【００４２】
図４は、本実施の形態の電圧プローブ１０４ｃの構成例を示す図である。電圧プローブ１０４ｃは、電圧測定端子２０１と、減衰器２０２と、変調部２０３と、アンテナ４０９と、検波部４１０と、電圧制御部４１１と、可変減衰器４１２と、周波数変換部３０６と、伝送ケーブル２０４と、周波数変換部３０７と、ハイパスフィルタ３０８と、復調部２０５と、から構成される。実施の形態２と同様、電圧プローブ１０４ｃは、直接電圧測定装置１０６と接続する。
【００４３】
アンテナ４０９は、強電磁界１０７からの侵入ノイズを受信する。検波部４１０は、アンテナ４０９で受信したノイズの強度を電圧値に変換する。電圧制御部４１１は、検波部４１０で求めた電圧値に基づいて、伝送ケーブル２０４を伝送する変調信号Ｖｍの信号レベルを決定し、減衰レベルＶｃを出力する。可変減衰器４１２は、減衰レベルＶｃに応じて変調信号Ｖｍを減衰させる。
【００４４】
電圧プローブ１０４ｃでは、アンテナ４０９が、強電磁界１０７からの侵入ノイズを受信し、検波部４１０が、このノイズの強度を電圧値に変換する。電圧制御部４１１が、この電圧値に基づいて、伝送ケーブル２０４を伝送する変調信号Ｖｍの信号レベルを決定して可変減衰器４１２に減衰レベルを表現した減衰レベルＶｃを出力する。信号レベルを決定する方法としては、例えば、検波部４１０から出力された電圧値に応じて変調信号Ｖｍの信号レベルをあらかじめ定めたテーブルを備え、このテーブルに基づいて侵入ノイズの比（Ｃ／Ｎ）を一定値にすることができる信号レベルを決定する方法があるが、これに限定するものではない。そして、可変減衰器４１２が、この減衰レベルＶｃに応じて変調信号Ｖｍを減衰させる。これにより、強電磁界１０７の侵入ノイズレベルに合わせた信号伝送が可能になり、Ｃ／Ｎを所定以上に保つことが可能になる。その他の構成の動作については、前述のとおりである。
【００４５】
具体的に、電圧制御部４１１では、伝送ケーブル２０４への侵入ノイズレベルが大きいほど可変減衰器４１２の減衰量を少なくする操作を行う。例えば、侵入ノイズが３ｄＢ増加した場合には、減衰量を３ｄＢ少なくする操作を行う。なお、上記で説明した動作は、信号レベルを可変するものであるため、デジタル信号方式を採用した場合に適用するべきである。
【００４６】
なお、実施の形態２と同様、電圧プローブ１０４ｃの小型化を図るために周波数変換部３０７、ハイパスフィルタ３０８、および復調部２０５を電圧測定装置１０６の内部に備える構成にすることも可能である。この場合においても、上記同様の機能を得ることができる。
【００４７】
また、実施の形態２について説明したが、これに限定するものではなく、実施の形態１、３についても適用可能である。
【００４８】
以上説明したように、本実施の形態では、電圧制御部４１１で、強電磁界１０７からの侵入ノイズのレベルに応じて、変調信号Ｖｍのレベルを減衰させることとした。これにより、変調信号Ｖｍレベルに対する侵入ノイズの比（Ｃ／Ｎ比）を一定値にすることができる。また、デジタル方式を用いた場合には、さらに、安定的に侵入ノイズを抑圧することができるという効果が得られる。
【００４９】
実施の形態５．
本実施の形態では、１つの電圧プローブで複数個所の電圧測定を行う場合について説明する。実施の形態３と異なる部分について説明する。
【００５０】
図５は、本実施の形態の電圧プローブ１０４ｄの構成例を示す図である。電圧プローブ１０４ｄは、電圧測定端子２０１−１〜３と、減衰器２０２−１〜３と、変調部２０３−１〜３と、多重化部５１３と、周波数変換部３０６と、伝送ケーブル２０４と、周波数変換部３０７と、ハイパスフィルタ３０８と、信号分配部５１４と、復調部２０５−１〜３と、から構成される。本実施の形態も同様に、電圧プローブ１０４ｄは、直接電圧測定装置１０６ａと接続する。ここでは、一例として、測定個所が３箇所の場合について説明するが、これに限定するものではない。２箇所の場合や４箇所以上の場合にも適用可能である。なお、電圧測定装置１０６ａは、一例として、３つ以上の信号を入力可能なチャネルを備えた構成とするが、電圧測定装置１０６と同様、一般的な構成の測定装置でよい。
【００５１】
電圧測定端子２０１−１〜３は、測定対象と接続し、それぞれの観測地点における電圧信号Ｖ１〜Ｖ３を得る。減衰器２０２−１〜３は、それぞれ電圧測定端子２０１−１〜３で得た電圧信号Ｖ１〜Ｖ３を減衰させる。変調部２０３−１は、符号Ａを用いてスペクトラム拡散変調を行い、変調信号Ｖｍ１を出力する。変調部２０３−２は、符号Ｂを用いてスペクトラム拡散変調を行い、変調信号Ｖｍ２を出力する。変調部２０３−３は、符号Ｃを用いてスペクトラム拡散変調を行い、変調信号Ｖｍ３を出力する。
【００５２】
多重化部５１３は、変調信号Ｖｍ１〜Ｖｍ３を多重化（符号分割多重：ＣＤＭ（Code  Division  Multiplex））して変調信号Ｖｍとし、周波数変換部３０６へ出力する。信号分配部５１４は、各復調部２０５−１〜３へ変調信号Ｖｍを出力する。
【００５３】
復調部２０５−１は、符号Ａを用いて逆拡散して復調信号Ｖ１を得て、電圧測定部１０６ａへ出力する。復調部２０５−２は、符号Ｂを用いて逆拡散して復調信号Ｖ２を得て、電圧測定部１０６ａへ出力する。復調部２０５−３は、符号Ｃを用いて逆拡散して復調信号Ｖ３を得て、電圧測定部１０６ａへ出力する。
【００５４】
そして、電圧測定装置１０６ａが、入力したそれぞれの電圧信号Ｖ１〜Ｖ３に対して信号処理を行い、測定者に電圧波形を提供する。
【００５５】
なお、実施の形態１〜４と同様、電圧プローブ１０４ｄの小型化を図るために周波数変換部３０７、ハイパスフィルタ３０８、および復調部２０５−１〜３を電圧測定装置１０６ａの内部に備える構成にすることも可能である。この場合においても、上記同様の機能を得ることができる。
【００５６】
以上説明したように、本実施の形態では、電圧測定個所が複数ある場合に、それぞれの測定個所から得られる電圧信号Ｖ１〜Ｖ３に対して、異なる符号を用いて変調して多重した電圧信号Ｖｍを１つの伝送ケーブル２０４で伝送し、電圧測定装置１０６ａの手前で複数の電圧信号Ｖｍに分配して各符号を用いて復調して、電圧信号Ｖ１〜Ｖ３を得て電圧測定装置１０６ａへ入力することとした。これにより、複数の電圧測定箇所がある場合においても、それぞれ伝送ケーブルを用意することなく多重化でき、かつ侵入ノイズの影響をうけることなく電圧信号を伝送することができる、という効果がある。すなわち、複数の電圧プローブを用いることなく、構成を簡単化することができる効果がある。
【符号の説明】
【００５７】
１０１  ノイズ試験装置
１０２  ノイズ注入ケーブル
１０３  電子機器
１０４、１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ  電圧プローブ
１０５  伝送ケーブル
１０６、１０６ａ  電圧測定装置
２０１、２０１−１〜３  電圧測定端子
２０２、２０２−１〜３  減衰器
２０３、２０３−１〜３  変調部
２０４  伝送ケーブル
２０５、２０５−１〜３  復調部
３０６  周波数変換部
３０７  周波数変換部
３０８  ハイパスフィルタ
４０９  アンテナ
４１０  検波部
４１１  電圧制御部
４１２  可変減衰器
５１３  多重化部
５１４  信号分配部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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