(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象である製品のクロック信号を測定するクロック測定プローブと、
移動可能な磁界センサと、
クロック信号及び磁界信号をアナログ／デジタル変換するデジタイザと、
デジタイザからのデジタル信号を入力してクロック信号をリファレンスとして磁界信号の周波数解析を行う周波数解析装置と、
周波数解析装置で解析されたデータを記憶するデータ記憶装置と、
全体の制御を司る中央制御装置と、
を備えたことを特徴とする電磁妨害波測定装置。
【請求項２】
請求項１記載において、
中央制御装置の指令により、電磁波ノイズの発生間隔がクロックの周期より長い場合、オフセット時間からクロック周期を引いて補正することを特徴とする電磁妨害波測定装置。
【請求項３】
請求項１記載において、
中央制御装置の指令により、電磁波ノイズの周波数解析を行う場合、短時間フーリエ変換を行うことを特徴とする電磁妨害波測定装置。
【請求項４】
請求項１記載において、
クロック測定プローブとデジタイザの間に、ローパスフィルタを備えることを特徴とする電磁妨害波測定装置。
【請求項５】
請求項１記載において、
磁界センサとしてインダクタンスとキャパシタンスで構成された共振タイプのアンテナを使い、共振周波数を測定周波数としたことを特徴とする電磁妨害波測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不要輻射の多い電子部品が実装されたプリント配線基板のノイズ発生源を測定するために用いられる電磁妨害波測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電磁妨害波測定装置として、特開平６−５８９７０号公報には、不要輻射の多い電子部品が実装されたプリント配線板のノイズ発生源を測定する際、プリント配線板に対してＸ−Ｙ平面に加えて、裏表両方同時にＺ方向の不要輻射によるノイズも測定することで、プリント配線板に対して三次元的な不要輻射によるノイズの電気回路に及ぼす影響を検討することができ、妨害対策の効率化を図ることができるようにした技術が提案されている。
また、直線ステージでループアンテナの位置制御を行って近傍磁界を測定する方法も提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電磁妨害波測定装置は、時間平均的な大まかな近傍磁界の強度分布を調べるのには有効であるが、デジタル回路の電流波形は非周期波形であるため、より詳細な近傍磁界の強度分布を測定するのは困難であった。また、どのタイミングで妨害電磁波が発生するか測定出来ないという問題があった。
【０００４】
本発明は、発生間隔がクロックの周期より長い電磁波ノイズ、あるいは時間で周波数スペクトルの変わる電磁波ノイズ等を正確に測定することができる電磁妨害波測定装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、測定対象である製品のクロック信号を測定するクロック測定プローブと、
移動可能な磁界センサと、
クロック信号及び磁界信号をアナログ／デジタル変換するデジタイザと、
デジタイザからのデジタル信号を入力してクロック信号をリファレンスとして磁界信号の周波数解析を行う周波数解析装置と、
周波数解析装置で解析されたデータを記憶するデータ記憶装置と、
全体の制御を司る中央制御装置と、
を備えたことを特徴とするものである。
【０００６】
また上記目的を達成するために、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
中央制御装置の指令により、電磁波ノイズの発生間隔がクロックの周期より長い場合、オフセット時間からクロック周期を引いて補正することを特徴とするものである。
【０００７】
また上記目的を達成するために、請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、
中央制御装置の指令により、電磁波ノイズの周波数解析を行う場合、短時間フーリエ変換を行うことを特徴とするものである。
また上記目的を達成するために、請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、
クロック測定プローブとデジタイザの間に、ローパスフィルタを備えることを特徴とするものである。
【０００８】
また上記目的を達成するために、請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明において、
磁界センサとしてインダクタンスとキャパシタンスで構成された共振タイプのアンテナを使い、共振周波数を測定周波数としたことを特徴とするものである。本発明では、測定対象である製品のクロック信号をクロック測定プローブで測定して同期しながら電磁波ノイズを測定する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図１は第１の実施の形態を示す電磁妨害波測定装置の全体ブロック図である。測定対象物であるデジタル回路１の電磁妨害波を測定する電磁妨害波測定装置は、クロック測定プローブ２、磁界センサ３、センサ位置移動装置４、デジタイザ５，６、周波数解析装置７、データ記憶装置８、中央制御装置９を備えている。
【００１０】
中央制御装置９は、磁界センサ３をセンサ位置移動装置４で所定の位置に移動する。クロック測定プローブ２は、デジタル回路１のクロック部分に接続しており、クロック信号をデジタイザ６に送れるようになっている。中央制御装置９によりデジタイザ５，６は、クロック信号、磁界信号をアナログ／デジタル変換し、このデータを周波数解析装置７に送る。
【００１１】
次に電磁波ノイズ測定の第１の例を説明する。
周波数解析装置７は、クロック信号をリファレンスとして、中央制御装置９で決められた一定時間の磁界信号を周波数解析し、データ記憶装置８に解析データを記憶する。中央制御装置９は、必要な磁界測定の数だけ磁界センサ３を移動し、磁界を測定する。
これにより、あるクロックに関係して発生する電磁波ノイズをより詳細に測定することができる。
【００１２】
次に電磁波ノイズ測定の第２の例を説明する。
周波数解析装置７は、クロック信号をリファレンスとして周波数解析を行う。図２に信号の波形を示す。図２で、Ｗ１がクロック波形、Ｗ２がある時刻での電磁波ノイズ波形、Ｗ３が同じ電磁波ノイズを別のタイミング測定した場合の電磁波ノイズ波形とする。
Ｔを周波数を解析する時間とし、Ｗ２の波形の時間位相をｔ２とすると、Ｗ３の波形の時間位相はｔ３となるので、クロック波形の周期分だけ引いてｔ４とする。データ記憶装置８に解析データを記憶する。中央制御装置９は、必要な磁界測定の数だけ磁界センサ３を移動し、磁界を測定する。
これにより、発生の間隔がクロックの周期より長い電磁波ノイズについても、より正確な測定が可能となる。
【００１３】
次に電磁波ノイズ測定の第３の例を説明する。
周波数解析装置７は、クロック信号をリファレンスとして周波数解析を行う。図３に信号の波形を示す。図３で、Ｗ１がクロック波形、Ｗ２が電磁波ノイズ波形とする。Ｔを周波数を解析する時間とし、中央制御装置９により、周波数解析装置７でＴより小さい時間ｔの相関数を使って短時間フーリエ変換を行う。そしてデータ記憶装置８に解析データを記憶する。中央制御装置９は、必要な磁界測定の数だけ磁界センサ３を移動し、磁界を測定する。
これにより、時間でスペクトルが変わる電磁波ノイズについても、正確な測定が可能となる。
【００１４】
次に電磁波ノイズ測定の第４の例を説明する。
図４は第２の実施の形態を示す電磁妨害波測定装置の全体ブロック図である。この実施の形態では、クロック測定プローブ２、磁界センサ３、センサ位置移動装置４、デジタイザ５，６、周波数解析装置７、データ記憶装置８、中央制御装置９を備える他、ローパスフィルタ１０を備える。
クロック測定プローブ２は、デジタル回路１のクロック部分に接続しており、ローパスフィルタ１０を通してクロックの基本周波数より高い周波数スペクトルを遮断して、信号をデジタイザ６に送れるようになっている。
周波数解析装置７は、クロック信号をリファレンスとして周波数解析を行う。そしてデータ記憶装置８に解析データを記憶する。中央制御装置９は必要な磁界測定の数だけ磁界センサ３を移動し、磁界を測定する。
これにより、通常磁界センサ３とデジタイザ６を接続するケーブルから漏洩する高い周波数成分の電磁波ノイズを低減し、正確な測定が可能となる。
【００１５】
次に電磁波ノイズ測定の第５の例を説明する。
周波数解析装置７は、クロック信号をリファレンスとして周波数解析を行う。ここでの周波数解析は、短時間フーリエ変換とし、ある測定点で３回測定してオフセット時間が１０ｎｓ、１０ｎｓ、１５ｎｓで、測定振幅が２ｍＶ、５ｍＶ、３ｍＶのとき、中央制御装置９は、データ記憶装置８に、図５のようにオフセット時間で分類し、測定振幅を記録する。
このように、同一周波数でクロックにおけるオフセットが違う電磁波ノイズを分類して測定することができる。
【００１６】
次に電磁波ノイズ測定の第６の例を説明する。
周波数解析装置７は、クロック信号をリファレンスとして周波数解析を行う。ここでの周波数解析は、短時間フーリエ変換とし、ある測定点で２回測定してオフセット時間が１０ｎｓ、１５ｎｓで、測定振幅が３．５ｍＶ、３ｍＶのとき、中央制御装置９は、データ記憶装置８に、図６のようにオフセット時間で分類し、同期加算をして測定振幅を記録する。
このように、同一周波数でクロックにおけるオフセットが違う電磁波ノイズを同期加算して正確に測定することができる。
【００１７】
次に電磁波ノイズ測定の第７の例を説明する。
この例では、磁界センサ３は、インダクタンスとキャパシタンス成分より構成されている共振タイプのアンテナを使い、測定周波数でアンテナの利得が最大となるようになっている。つまり、共振周波数が測定周波数であるようにする。
従って、デジタイザ５，６のアナログ／デジタル変換誤差を超えた測定を行うことができる。
【００１８】
次に電磁波ノイズ測定の第８の例を説明する。
図７は第３の実施の形態を示す電磁妨害波測定装置の全体ブロック図である。
この実施の形態では、２つのクロック測定プローブ２，１１を備える。
周波数解析装置７は、中央制御装置９の指示により、クロック測定プローブ２，１１のクロック信号のどちらかをリファレンスとして周波数解析を行い、中央制御装置９は、データ記憶装置８に周波数解析結果を記録する。
従って、クロック回路が複数ある場合でも、クロック測定ケーブルを張り替える手間もなく測定することができる。
【００１９】
次に電磁波ノイズ測定の第９の例を説明する。
図８は第４の実施の形態を示す電磁妨害波測定装置の全体ブロック図である。本実施の形態では、図１に示す第１の実施の形態におけるクロック測定プローブ２の代わりに、ＣＰＵ命令コード読み出しサイクル測定プローブ１２を備える。後は第１の実施の形態と同じである。
ＣＰＵ命令コード読み出しサイクル測定プローブ１２は、信号をデジタイザ６に送るようになっている。
周波数解析装置７は、中央制御装置９の指示により、ＣＰＵ命令コード読み出しサイクル測定プローブ１２の信号のどちらかをリファレンスとして周波数解析を行い、中央制御装置９は、データ記憶装置８に周波数解析結果を記録する。
従って、測定対象である製品のＣＰＵのインストラクションの動作に同期した電磁波ノイズを測定することができる。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、クロック回路に同期した電磁波ノイズの測定ができる。
【００２１】
請求項２記載の発明によれば、電磁波ノイズの発生間隔がクロックの周期より長い場合でも、正確な電磁波ノイズの測定ができる。
【００２２】
請求項３記載の発明によれば、時間で周波数スペクトクルの変わる電磁波ノイズでも、正確な測定ができる。
【００２３】
請求項４記載の発明によれば、クロックの測定ケーブルから発生する電磁波ノイズを低減させて電磁波ノイズの正確な測定ができる。
【００２４】
請求項５記載の発明によれば、共振タイプのアンテナを使い、特定周波数を高い利得で測定できるので、デジタイザのアナログ／デジタル変換誤差を超えた測定ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す電磁妨害波測定装置の全体ブロック図である。
【図２】クロック波形と電磁波ノイズ波形の一例を示す図である。
【図３】クロック波形と電磁波ノイズ波形の他の例を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す電磁妨害波測定装置の全体ブロック図である。
【図５】オフセット時間と測定振幅の関係の第１の例を示す図である。
【図６】オフセット時間と測定振幅の関係の第２の例を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態を示す電磁妨害波測定装置の全体ブロック図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態を示す電磁妨害波測定装置の全体ブロック図である。
【符号の説明】
１  デジタル回路
２  クロック測定プローブ
３  磁界センサ
４  センサ位置移動装置
５，６  デジタイザ
７  周波数解析装置
８  データ記憶装置
９  中央制御装置
【図１】
0003607475.tif 000002
【図２】
0003607475.tif 000003
【図３】
0003607475.tif 000004
【図４】
0003607475.tif 000005
【図５】
0003607475.tif 000006
【図６】
0003607475.tif 000007
【図７】
0003607475.tif 000008
【図８】
0003607475.tif 000009