(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント配線基板に実装されているデジタル回路からクロック信号を入力するクロック信号入力手段と、
このプリント配線基板に実装されているデジタル回路を含む電子部品から発生される不要輻射の磁界信号を検知する磁界検知手段と、
この磁界検知手段を前記プリント配線基板上の指定位置に移動する検知位置移動手段と、
前記クロック信号入力手段からのクロック信号と、前記磁界検知手段からの磁界信号とを量子化する量子化手段と、
この量子化手段により量子化されたクロック信号及び磁界信号に基づいて、指定される測定時間内に１回のクロック周期毎に磁界信号の周波数成分を解析する周波数解析手段と、
この周波数解析手段で解析された磁界信号の周波数成分パターンを類似度に応じて分類して評価する類似度評価手段と、
この類似度評価手段により評価された周波数成分パターンを記憶する記憶手段と、
前記検知位置移動手段に指定位置を設定するとともに、前記周波数解析手段に測定時間を設定する制御手段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】
前記周波数解析手段は、
指定された周波数を含まない周波数成分パターンの生成を禁止することを特徴とする請求項１記載の電磁妨害波測定装置。
【請求項３】
前記記憶手段は、
前記プリント配線基板上の少なくとも２つ以上の指定位置で検知した磁界信号の類似度によるグループの発生順序に基づいて、相関の高い周波数成分パターンを関連付けて記憶することを特徴とする請求項１記載の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電磁波ノイズの発生源を解析することができる電磁妨害波測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特開平６−５８９７０号公報に記載されている「両面妨害波測定装置」においては、複数のループアンテナを碁盤目次に並べ近傍磁界を測定する方法、あるいは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等が提案されており、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利点を有していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の「両面妨害波測定装置」に用いられる測定手法にあっては、ディジタル回路の近傍磁界を調べる場合、ディジタル回路の電流波形が非周期的な波形であるため、近傍磁界の強度分布をより詳細に調べることができないといった問題があった。
【０００４】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、測定対象であるディジタル回路の電磁波ノイズをより詳細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にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、プリント配線基板に実装されているデジタル回路からクロック信号を入力するクロック信号入力手段と、このプリント配線基板に実装されているデジタル回路を含む電子部品から発生される不要輻射の磁界信号を検知する磁界検知手段と、この磁界検知手段を前記プリント配線基板上の指定位置に移動する検知位置移動手段と、前記クロック信号入力手段からのクロック信号と、前記磁界検知手段からの磁界信号とを量子化する量子化手段と、この量子化手段により量子化されたクロック信号及び磁界信号に基づいて、指定される測定時間内に１回のクロック周期毎に磁界信号の周波数成分を解析する周波数解析手段と、この周波数解析手段で解析された磁界信号の周波数成分パターンを類似度に応じて分類して評価する類似度評価手段と、この類似度評価手段により評価された周波数成分パターンを記憶する記憶手段と、前記検知位置移動手段に指定位置を設定するとともに、前記周波数解析手段に測定時間を設定する制御手段とを備えたことを要旨とする。
【０００６】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、前記周波数解析手段は、指定された周波数を含まない周波数成分パターンの生成を禁止することを要旨とする。
【０００７】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するため、前記記憶手段は、前記プリント配線基板上の少なくとも２つ以上の指定位置で検知した磁界信号の類似度によるグループの発生順序に基づいて、相関の高い周波数成分パターンを関連付けて記憶することを要旨とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電磁妨害波測定装置の構成を示す図である。
【０００９】
図１に示すように、本実施の形態における電磁妨害波測定装置は、ディジタル回路を含む電子部品を有する測定対象物としてのプリント配線基板１と、プリント配線基板１に実装されているデジタル回路からクロック信号を入力するクロック測定プローブ２と、プリント配線基板１に実装されているデジタル回路を含む電子部品から発生される不要輻射の磁界信号を検知する磁界センサ３と、磁界センサ３をプリント配線基板１上の指定位置に移動するセンサ位置移動部４と、クロック測定プローブ２からのクロック信号と、磁界センサ３からの磁界信号とをアナログ／ディジタル変換して量子化するデジタイザ５，６と、デジタイザ５，６により量子化されたクロック信号及び磁界信号に基づいて、指定された測定時間内に１回のクロック周期毎に磁界信号の周波数成分を高速フーリエ変換ＦＦＴを用いて解析する周波数解析部７と、周波数解析部７で解析された磁界信号の周波数成分パターンを類似度に応じて分類して評価する類似度評価部８と、センサ位置移動部４に指定位置を設定するとともに、周波数解析部７に測定時間を設定する中央制御部９と、類似度評価部８により分類された周波数成分パターンを記憶するデータ記憶部１０とから構成されている。
【００１０】
次に、このように構成された電磁妨害波測定装置の動作を説明する。
まず、中央制御部９は、磁界センサ３をプリント配線基板１上の指定位置に移動するために、センサ位置移動部４に位置指定信号を出力する。次に、センサ位置移動部４は、この位置指定信号に応じてプリント配線基板１上の指定位置に磁界センサ３を移動する。
一方、クロック測定プローブ２は、プリント配線基板１のクロック部分に接続しており、ク口ック信号をデジタイザ５に送れるようになっている。
【００１１】
デジタイザ５，６は、中央制御部９からの制御信号に応じて、クロック測定プローブにより入力したクロック信号、磁界センサ３により入力した磁界信号をアナログ／デジタル変換して量子化し、このデータを周波数解析部７に送る。
【００１２】
周波数解析部７は、中央制御部９で決められたー定の測定時間の磁界信号を高速フーリエ変換ＦＦＴを用いてクロック信号の１周期毎に周波数成分の解析を行なう。
この結果、図２に示すように、時系列毎にａ１，ｂ１，ｃ１，ａ２，ｂ２，ｃ２，ｃ３，ａ３，ｃ４のタイムスペクトラムパターンが生成される。
【００１３】
次に、類似度評価部８は、それぞれのタイムスペクトラムパターンの類似度を評価し、図３に示すように、グループａ，グループｂ，グループｃの３つのグループに分類してデータ記憶部１０に記憶する。
ここで、電磁妨害波のＶＣＣＩ規格では、繰り返しの多い電磁妨害波が強く評価されるので、類似度評価部８は、発生頻度の高いグループＣから評価を行なう。
これにより、プリント配線基板１で１クロックの周期の間でもタイムスペクトラムが変動する電磁波ノイズをより詳細に測定することができる。
【００１４】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る電磁妨害波測定装置の構成は、図１に示す構成と同様であり、その構成の説明を省略する。
【００１５】
次に、このように構成された電磁妨害波測定装置の動作を説明する。
中央制御部９は、磁界センサ３をセンサ位置移動部４でプリント配線基板１上の指定位置に移動する。
一方、クロック測定プローブ２は、プリント配線基板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５，６に送れるようになっている。
デジタイザ５，６は、中央制御部９からの制御信号によりクロック信号、磁界信号をアナログ／デジタル変換して量子化し、周波数解析部７にデータを送る。
【００１５】
周波数解析部７は、中央制御部９で決められたー定の測定時間の磁界信号を高速フーリエ変換ＦＦＴを用いてクロック信号の１周期毎に周波数成分の解析を行なう。
【００１６】
ここで、一般には規制値を超える電磁波ノイズの周波数は予め分かっているので、中央制御部９はこの該当周波数を周波数解析部７に設定する。
次に、周波数解析部７は、このような該当周波数を含まないタイムスペクトラムパターンの生成を禁止する。
そして、類似度評価部８は、タイムスペクトラムパターンの類似度を評価し、グループに分類して、データ記憶部１０に記憶する。
【００１７】
このように、周波数解析部７が該当周波数を含まないタイムスペクトラムパターンの生成を禁止することで、該当周波数を含まないタイムスペクトラムの類似度評価処理に要する計算時間を省くことができる。
【００１８】
（第３の実施の形態）
図４は、本発明の第３の実施の形態に係る電磁妨害波測定装置の構成を示す図である。
図４に示すように、本実施の形態における電磁妨害波測定装置の特徴は、磁界センサ３とは別に磁界センサ１１を格子状の任意の位置に移動して測定を行なうことにある。
【００１９】
次に、このように構成された電磁妨害波測定装置の動作を説明する。
中央制御部９は、磁界センサ３，１１をセンサ位置移動部４でプリント配線基板１上の指定位置にそれぞれ移動する。
この時、図５に示すように、プリント配線基板１のクロック回路あるいは中央演算処理部の近傍に一方の磁界センサ３を置き、他方の磁界センサ１１を格子状の任意の位置に移動して測定を行なうようにする。
【００２０】
一方、クロック測定プローブ２は、プリント配線基板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５に送れるようになっている。
デジタイザ５，６は、中央制御部９からの制御信号によりクロック信号、磁界信号をアナログ／デジタル変換して量子化し、周波数解析部７にデータを送る。
【００２１】
ここで、磁界センサ３のデータを標準磁界データ、磁界センサ１１のデータを測定磁界データとすると、周波数解析部７は、クロック信号をリファレンスとして、中央制御部９で決められたー定時間の磁界信号の周波数成分を解析する。
周波数解析は、短時間だけ高速フーリエ変換ＦＦＴを用いてクロック信号の１周期毎に標準磁界、測定磁界データについて周波数成分の解析を行なう。
この結果、それぞれのタイムスペクトラムパターンが生成され、類似度評価部８で標準磁界データについてタイムスペクトラムパターンの類似度が評価され、グループに分類され対応する測定磁界データがデータ記憶部１０に記憶される。
【００２２】
このように、磁界センサを１つ追加し、１つは測定対象物のクロック回路部の近傍に置き、タイムスペクトルパターンを分類する時に測定対象物のクロック回路近傍の磁界センサからのタイムスペクトルパターンを用いて分類することで、測定対象であるディジタル回路のクロック回路部から離れた測定位置の磁界データをもクロック信号に同期した状態で測定することができる。
【００２３】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態に係る電磁妨害波測定装置の構成は、図４に示す構成と同様であり、その構成の説明を省略する。
【００２４】
次に、このように構成された電磁妨害波測定装置の動作を説明する。
中央制御部９は、磁界センサ３，１１をセンサ位置移動部４でプリント配線基板１上の指定位置に移動する。
この時、図５に示すように、プリント配線基板１のクロック回路あるいは中央演算処理部の近傍に磁界センサ３を置く一方、センサ１１を格子状の任意の位置で測定を行なうようにする。
クロック測定プローブ２は、プリント配線基板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５に送れるようになっている。
デジタイザ５，６は、中央制御部９からの制御信号によりクロック信号、磁界信号をアナログ／デジタル変換して量子化し、周波数解析部７にデータを送る。
【００２５】
ここで、磁界センサ３のデータを標準磁界データ、磁界センサ１１のデータを測定磁界デー夕とすると、周波数解析部７は、クロック信号をリファレンスとして、中央制御部９で決められたー定時間の磁界信号の波数成分を解析する。
周波数解析は、時間だけ高速フーリエ変換ＦＦＴを用いてクロック信号の１周期毎に標準磁界、測定磁界データについて周波数成分の解析を行なう。
この結果、それぞれのタイムスペクトラムパターンが生成され、類似度評価部８は、標準磁界データ、測定磁界データについてタイムスペクトラムパターンの類似度を評価し、標準磁界データ、測定磁界データのうち類似度の高いデータをグループに分類してデータ記憶部１０に記憶する。
【００２６】
このように、磁界センサを１つ追加し、１つは測定対象物のクロック回路の近傍に置き、タイムスペクトルパターンを分類する時に、定対象物のクロック回路の近傍の磁界センサからのパターンと、もう１つの磁界センサからのパターンのうち、もってデータ記憶部１０に記憶されているパターンとの類似度が高い方のパターンを記憶することで、２つある磁界センサを用いて、よりクロック信号に同期した方の電磁波ノイズを測定することができる。
【００２７】
（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態に係る電磁妨害波測定装置の構成は、図１に示す構成と同様であり、その構成の説明を省略する。
【００２８】
次に、このように構成された電磁妨害波測定装置の動作を説明する。
中央制御部９は、磁界センサ３をセンサ位置移動部４でプリント配線基板１上の指定位置に移動する。
一方、クロック測定プローブ２は、プリント配線基板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５に送れるようになっている。
デジタイザ５，６は、中央制御部９からの制御信号によりクロック信号、磁界信号をアナログ／デジタル変換して量子化し、周波数解析部７にデータを送る。
【００２９】
周波数解析部７は、中央制御部９で決められたー定の測定時間の磁界信号を高速フーリエ変換ＦＦＴを用いてクロック信号の１周期毎に周波数成分の解析を行なう。
この結果、周波数解析部７でタイムスペクトラムパターンが生成される。そして、類似度評価部８は、このタイムスペクトラムパターンの類似度を評価し、類似度があるー定値を超えたタイムスペクトラムパターンをグループに分類し、データ記憶部１０に記憶する。
一方、類似度評価をおこなう場合に、類似度がある一定値を超えないときには、データ記憶部１０に記憶しないようにする。
【００３０】
このように、類似度評価を行う場合に、ある一定値を超えないときには、データ記憶部１０に記憶しないことで、測定された電磁波ノイズがクロック信号に同期していない場合は類似度評価処理に要する無駄な計算を省くことができる。
【００３１】
（第６の実施の形態）
本発明の第６の実施の形態に係る電磁妨害波測定装置の構成は、図４に示す構成と同様であり、その構成の説明を省略する。
【００３２】
次に、このように構成された電磁妨害波測定装置の動作を説明する。
中央制御部９は、磁界センサ３，１１をセンサ位置移動部４でプリント配線基板１上の指定位置に移動する。
この時、図５に示すように、プリント配線基板１のクロック回路あるいは中央演算処理部の近傍に磁界センサ３を置く一方、磁界センサ１１を格子状の任意の位置で測定を行なうようにする。
クロック測定プローブ２は、プリント配線基板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５に送れるようになっている。
デジタイザ５，６は、中央制御部９からの制御信号によりクロック信号、磁界信号をアナログ／デジタル変換して量子化し、周波数解析部７にデータを送る。
【００３３】
ここで、磁界センサ３のデータを標準磁界データ、磁界センサ１１のデータを測定磁界データとすると、周波数解析部７は、クロック信号をリファレンスとして、中央制御部９で決められたー定時間の磁界信号の周波数成分を解析する。
周波数解析は、短時間だけ高速フーリエ変換ＦＦＴを用いてクロック信号の１周期毎に標準磁界、測定磁界データについて周波数成分の解析を行なう。
この結果、それぞれのタイムスペクトラムパターンが生成され、標準磁界データについてのタイムスペクトラムパターンの類似度が評価される。
【００３４】
ここで、図６（１）に、磁界センサ１１をある指定位置に移動した時の標準磁界データのタイムスペクトラムパターンを示す。なお、ａ１，ａ２，ａ３，は類似度の高いパターンとする。
また、図６（２）に、別の指定位置に移動した時の標準磁界データのタイムスペクトラムパターンを示す。
ここで、類似度の高いパターンの発生順序が同じものの測定磁界データのタイムスペクトラムパターンを関連づけてデータ記憶部１０に記憶する。
【００３５】
このように、ある指定位置で測定した磁界データの類似度によるグループの発生順序と、別の指定位置で測定した磁界データの類似度によるグループの発生順序に基づいて、相関の高いタイムスペクトラムパターンの方を関連付けてデータ記憶部１０に記憶することで、同じグループのタイムスペクトラムでも発生順序に応じて対応づけることができる。
【００３６】
（第７の実施の形態）
本発明の第７の実施の形態に係る電磁妨害波測定装置の構成は、図１に示す構成と同様であり、その構成の説明を省略する。
【００３７】
次に、このように構成された電磁妨害波測定装置の動作を説明する。
中央制御部９は、磁界センサ３をセンサ位置移動部４でプリント配線基板１上の指定位置に移動する。
一方、クロック測定プローブ２は、プリント配線基板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５に送れるようになっている。
デジタイザ５，６は、中央制御部９からの制御信号によりクロック信号、磁界信号をアナログ／デジタル変換して量子化し、周波数解析部７にデータを送る。
【００３８】
周波数解析部７は、中央制御部９で決められたー定の測定時間の磁界信号を高速フーリエ変換ＦＦＴを用いてクロック信号の１周期毎に周波数成分の解析を行なう。
ここで、図７（１）のように、周波数解析部７から出力されたタイムスペクトラムパターンは、ａ１，ｂ１，ｃ１，ａ２，ｂ２．  ．  ．  となっている。
類似度評価部８でタイムペクトラムパターンを評価する場合に、図７（２）に示すように、グループａにはａ１，ａ２が、グループｂにはｂ１，ｂ２が、グループｃにはｃ１，ｃ２，ｃ３が分類されているとする。
そこで、新たにパターンａ３の類似度を評価する場合には、グループａに属するａ１，ａ２を平均した平均パターンを用いて類似度を評価して、データ記憶部１０に記憶する。
【００３９】
このように、類似度によってデータ記憶部１０にグループ化されたタイムスペクトラムパターンと、新たな測定データのタイムスペクトラムパターンの類似度評価を行なう場合に、グループ化されたタイムスペクトラムパターンの平均パターンと評価を行うことで、より正確な類似度評価を行うことができる。
【００４０】
（第８の実施の形態）
本発明の第８の実施の形態に係る電磁妨害波測定装置の構成は、図１に示す構成と同様であり、その構成の説明を省略する。
【００４１】
次に、このように構成された電磁妨害波測定装置の動作を説明する。
中央制御部９は、磁界センサ３をセンサ位置移動部４でプリント配線基板１上の指定位置に移動する。
クロック測定プローブ２は、プリント配線基板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５に送れるようになっている。
デジタイザ５，６は中央制御部９からの制御信号によりクロック信号、磁界信号をアナログ／デジタル変換して量子化し、周波数解析部７にデータを送る。
【００４２】
周波数解析部７は、中央制御部９で決められたー定の測定時間の磁界信号を高速フーリエ変換ＦＦＴを用いてクロック信号の１周期毎に周波数成分の解析を行なう。
ここで、生成したタイムスペクトルパターンについて類似度評価部８で類似度の評価を行なうが、実際はかなり複雑な計算となってしまう。そこで、生成したタイムスペクトルパターンについて、ある基準値を超えたものを１、超えないものを０として図８（１）、（２）に示す０１パターンを生成する。このパターンについて、例えば論理積の和をとれば類似度を簡単に求めることができる。そして、このパターンをグループに分類し、データ記憶部１０に記憶する。
【００４３】
このように、タイムスペクトラムパターンを０１パターンに変換し、論理積の和をとることで、類似度評価の処理を簡略化することができる。
【００４４】
（第９の実施の形態）
本発明の第８の実施の形態に係る電磁妨害波測定装置の構成は、図１に示す構成と同様であり、その構成の説明を省略する。
【００４５】
次に、このように構成された電磁妨害波測定装置の動作を説明する。
中央制御部９は、磁界センサ３をセンサ位置移動部４でプリント配線基板１上の指定位置に移動する。
一方、クロック測定プローブ２は、プリント配線基板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５に送れるようになっている。デジタイザ５，６は、中央制御部９からの制御信号によりクロック信号、磁界信号をアナログ／デジタル変換して量子化し、周波数解析部７にデータを送る。
【００４６】
周波数解析部７は、中央制御部９で決められたー定の測定時間の磁界信号を高速フーリエ変換ＦＦＴを用いてクロック信号の１周期毎に周波数成分の解析を行なう。ここで、生成したタイムスペクトルパターンについて類似度評価部８で類似度の評価を行ない、グループに分類してデータ記憶部１０に記憶する。
【００４７】
図９に示すように、（１）、（２）、（３）のタイムスペクトラムパターンがデータ記憶部１０に記憶されているとする。それぞれのパターンの共通部分は「共通部分１〜３」、差異は「差異部分１〜３」となっている。そして、図９の（４）のように差異部分を強調して再度、データ記憶部１０に記憶する。
【００４８】
このように、データ記憶部１０に記憶したグループ化されたタイムスペクトラムパターンについて、それぞれのパターンの差異部分のパターンの値を大きくして再度、データ記憶部１０に記憶することで、以たようなタイムスペクトラムパターンでも、より正確に類似度を評価することができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１記載の本発明によれば、測定対象であるディジタル回路の１クロックの周期でもスぺクトラムが変動する電磁波ノイズをより詳細に測定することができる。
【００５０】
請求項２記載の本発明によれば、該当周波数を含まないタイムスペクトラムの計算時間を省くことができる。
【００５１】
請求項３記載の本発明によれば、同じグループのタイムスペクトラムでも発生順序に応じて対応づけることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電磁妨害波測定装置の構成を示す図である。
【図２】時系列毎に並べられた生成後のタイムスペクトラムパターンを示す図である。
【図３】グループに分類されたタイムスペクトラムパターンを示す図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る電磁妨害波測定装置の構成を示す図である。
【図５】プリント配線基板１のクロック回路あるいは中央演算処理部の近傍に一方の磁界センサ３を置き、他方の磁界センサ１１を格子状の任意の位置に移動して測定を行なう様子を示す図である。
【図６】磁界センサ１１をある位置に移動した時の標準磁界データのタイムスペクトラムパターンを示す図（１）と、別の位置に移動した時の標準磁界データのタイムスペクトラムパターンを示す図（２）である。
【図７】周波数解析部７から出力されたタイムスペクトラムパターン（１）と、類似度評価部８で３つのグループに分類された様子を示す図（２）である。
【図８】類似度評価部８で０１パターンが生成される様子を示す図である。
【図９】データ記憶部１０に記憶されている「共通部分１〜３」、「差異部分１〜３」を示す図（１），（２），（３）及び、差異部分を強調した様子を示す図（４）である。
【符号の説明】
１  ディジタル回路
２  クロック測定プローブ
３  磁界センサ
４  センサ位置移動部
５  デジタイザ
６  デジタイザ
７  周波数解析部
８  類似度評価部
９  中央制御部
１０  データ記憶部
１１  磁界センサ
【図１】
0003603143.tif 000002
【図２】
0003603143.tif 000003
【図３】
0003603143.tif 000004
【図４】
0003603143.tif 000005
【図５】
0003603143.tif 000006
【図６】
0003603143.tif 000007
【図７】
0003603143.tif 000008
【図８】
0003603143.tif 000009
【図９】
0003603143.tif 000010