(57)【要約】 【課題】電子機器の電磁妨害に対する耐性を評価するためのイミュニティ試験を行うのに好適な負荷印加装置等を提供する。【解決手段】第１の周波数f1の電磁妨害に対する電子機器２０１の耐性を試験するため、負荷印加装置１０１において、発生部１０２は、第２の周波数f2の信号を発生する。印加部１０３は、発生された信号のパワーを第１の周期T1で変化させて、電子機器２０１に印加する。第１の周期T1は第１の周波数f1の逆数1/f1であり、第２の周波数f2は第１の周波数f1より高い。典型的には、第１の周波数f1は、数十メガヘルツ帯以下の周波数帯に含まれ、第２の周波数f2は、数百メガヘルツ帯以上の周波数帯に含まれる。【選択図】図１
2011107053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の周波数の電磁妨害に対する電子機器の耐性を試験するための負荷印加装置であって、
第２の周波数の信号を発生する発生部、
前記発生された信号のパワーを第１の周期で変化させて、前記電子機器に印加する印加部
を備え、
前記第１の周期は前記第１の周波数の逆数であり、
前記第２の周波数は前記第１の周波数より高い
ことを特徴とする負荷印加装置。
【請求項２】
請求項１に記載の負荷印加装置であって、
前記印加部は、前記発生された信号を、第１の周期で間欠的に、前記電子機器に印加する
ことを特徴とする負荷印加装置。
【請求項３】
請求項２に係る負荷印加装置であって、
前記第１の周波数は、数十メガヘルツ帯以下の周波数帯に含まれ、
前記第２の周波数は、数百メガヘルツ帯以上の周波数帯に含まれる
ことを特徴とする負荷印加装置。
【請求項４】
請求項３に記載の負荷印加装置であって、
前記印加部は、アンテナを介して前記間欠的な信号を前記電子機器に印加する
ことを特徴とする負荷印加装置。
【請求項５】
請求項４に記載の負荷印加装置であって、
前記アンテナは、前記第２の周波数帯の電磁波を送出可能な大きさである
ことを特徴とする負荷印加装置。
【請求項６】
請求項３に記載の負荷印加装置であって、
前記印加部は、有線接続により、前記間欠的な信号を前記電子機器に印加する
ことを特徴とする負荷印加装置。
【請求項７】
第１の周波数の電磁妨害に対する電子機器の耐性を試験する試験方法であって、
第２の周波数の信号を発生する発生部と、前記発生された信号のパワーを第１の周期で変化させて、前記電子機器に印加する印加部と、を有する前記第１の周期は前記第１の周波数の逆数であり、前記第２の周波数は前記第１の周波数より高い負荷印加装置により、前記電子機器に当該間欠的な信号を印加する印加工程、
前記パワーが変化された信号が前記電子機器に印加されている間、当該電子機器が誤動作するか否かを判定する判定工程
を備えることを特徴とする試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器の電磁妨害に対する耐性を評価するためのイミュニティ試験を行うのに好適な負荷印加装置ならびに試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電磁波による妨害（Electromagnetic Interference）に対する電子機器の耐性を試験するための電磁波イミュニティ試験が提案されている。
【０００３】
イミュニティ試験の対象となる電子機器は、家庭用電気製品、各種の情報通信機器、ロボット、車載機器等、多岐にわたる。
【０００４】
このようなイミュニティ試験を課すことによって、電子機器の誤動作を未然に防ぐことが可能となり、安全な社会基盤を構築することができるようになる。
【０００５】
このようなイミュニティ試験においては、妨害用の電磁波もしくは電気信号を電子機器に印加するための負荷印加装置を用いることとなる。このような装置については、たとえば以下の特許文献１に開示されている。
【０００６】
当該技術においては、連続した任意電圧波形を出力する複数の任意電圧波形発生器の各出力を、複数のスイッチによって任意にオンオフ制御し、これらのオンオフ制御された２つの任意電圧波形を重畳して、１つの合成任意電圧波形としてアンテナから放射ノイズとして、コネクタから伝導ノイズとして、或はクランプ体から誘導ノイズとして機器に印加するものであり、これらの任意電圧波形やオンオフ制御の設定条件等を記憶装置に記憶させておくことによって、同一のノイズの出力条件を再度設定することなく再現できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０８−２７１５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、電子機器の負荷耐性を調べたい周波数帯に応じて、負荷印加装置のアンテナの大きさを定めることとすると、負荷印加装置の大きさが大きくなってしまうという問題が生じることがある。
【０００９】
また、様々な周波数帯における負荷耐性を一つの負荷印加装置でまかなえるようにしたい、という要望も強い。
【００１０】
さらに、従来のイミュニティ試験のための各種の負荷は、電子機器が使用されるフィールドにおける電磁環境を模擬して策定されているが、まだまだ十分ではない。したがって、各種のフィールドにおける現存する電磁環境を想定して、より巧妙に電気機器の弱点を試験したい、という要望もある。
【００１１】
本発明は、上記のような課題を解決することを目的とするもので、電子機器の電磁妨害に対する耐性を評価するためのイミュニティ試験を行うのに好適な負荷印加装置ならびに試験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】
【００１２】
上記の課題を解決するため、本発明の原理にしたがい、以下の発明を開示する。
【００１３】
本発明の第１の観点に係る負荷印加装置は、第１の周波数の電磁妨害に対する電子機器の耐性を試験するものであり、発生部、印加部を備え、以下のように構成する。
【００１４】
すなわち、発生部は、第２の周波数の信号を発生する。
【００１５】
一方、印加部は、発生された信号のパワーを第１の周期で変化させて、電子機器に印加する。
【００１６】
さらに、第１の周期は第１の周波数の逆数であり、第２の周波数は第１の周波数より高い。
【００１７】
また、本発明の負荷印加装置において、印加部は、発生された信号を、第１の周期で間欠的に、電子機器に印加するように構成することができる。
【００１８】
また、本発明の負荷印加装置において、第１の周波数は、数十メガヘルツ帯以下の周波数帯に含まれ、第２の周波数は、数百メガヘルツ帯以上の周波数帯に含まれるように構成することができる。
【００１９】
また、本発明の負荷印加装置において、印加部は、アンテナを介して間欠的な信号を電子機器に印加するように構成することができる。
【００２０】
また、本発明の負荷印加装置において、アンテナは、第２の周波数帯の電磁波を送出可能な大きさであるように構成することができる。
【００２１】
また、本発明の負荷印加装置において、印加部は、有線接続により、間欠的な信号を電子機器に印加するように構成することができる。
【００２２】
本発明のその他の観点に係る試験方法は、第１の周波数の電磁妨害に対する電子機器の耐性を試験するものであり、印加工程、判定工程を備える。
【００２３】
ここで、印加工程では、上記の負荷印加装置により、電子機器に当該間欠的な信号を印加する。
【００２４】
一方、判定工程では、パワーが変化された信号が電子機器に印加されている間、当該電子機器が誤動作するか否かを判定する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、電子機器の電磁妨害に対する耐性を評価するためのイミュニティ試験を行うのに好適な負荷印加装置ならびに試験方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態に係る負荷印加装置の概要構成を示す説明図である。
【図２】発生された信号の波形の概要を示す説明図である。
【図３Ａ】印加される信号の波形の概要を示す説明図である。
【図３Ｂ】印加される信号の波形の概要を示す説明図である。
【図４】本発明の負荷印加装置を用いた試験処理の制御の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に本発明の実施形態を説明する。なお、以下にあげる実施形態は、説明のためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。したがって、当業者であれば、これらの各要素または全要素を、これと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であるが、これらの実施形態も、本発明の範囲に含まれる。
【実施例１】
【００２８】
図１は、本実施形態に係る負荷印加装置の概要構成を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
【００２９】
本図に示すように、負荷印加装置１０１は、発生部１０２、印加部１０３を備え、第１の周波数f1の電磁妨害に対する電子機器２０１の耐性を試験する。
【００３０】
ここで、発生部１０２は、第２の周波数f2の信号を発生する。発生部１０２としては、適当な発振回路を採用しても良いし、クォーツなどにより発生されたクロック信号を適宜分周する等しても良い。
【００３１】
図２は、発生された信号の波形の概要を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
【００３２】
本図横軸は時間軸であり、本図縦軸は変位である。本図に示される波形は、鋸状の形状をしているが、正弦波や方形波など、各種の態様を採用することができる。
【００３３】
波形中のあるピークから次のピークまでの時間間隔が、第２の周期T2に相当する。
【００３４】
一方、印加部１０３は、発生された信号のパワーを第１の周期T1で変化させて、電子機器２０１に印加する。
【００３５】
第１の周期T1は第１の周波数f1の逆数1/f1であり、第２の周波数f2は第１の周波数f1より高い。また、第２の周波数f2の逆数1/f2を、第２の周期T2とする。
【００３６】
すると、
f1 = 1/T1 < f2 = 1/T2；
T1 = 1/f1 > T2 = 1/f2
が成立する。
【００３７】
典型的には、第１の周波数f1は、数十メガヘルツ帯以下の周波数帯に含まれ、第２の周波数f2は、数百メガヘルツ帯以上の周波数帯に含まれるように構成する。
【００３８】
図３Ａ、図３Ｂは、印加される信号の波形の概要を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
【００３９】
図３Ａに示す波形は、第２の周波数f2の信号を、第１の周期T1で間欠的に出力するものである。
【００４０】
図３Ｂに示す波形は、第２の周波数f2の信号の振幅を、第１の周期T1で変化させるものであり、振幅は、大小の２段階となっている。
【００４１】
これらの波形は、第２の周波数f2の搬送波を、第１の周期T1の信号で振幅変調したものに相当する、と考えることが可能である。
【００４２】
このほか、第２の周波数f2の信号を搬送波として、正弦波で振幅変調することとして良い。この場合、正弦波の波形の対称性により、第１の周期T1は、正弦波の周期と一致する成分と、正弦波の周期の半分の成分と、が、大半を占めることになる。
【００４３】
ここで、印加部１０３がパワーを第１の周期T1で変化させる、とは、第２の周波数f2の搬送周波数信号を、第１の周波数f1の信号で変調することに相当するものである。したがって、印加部１０３におけるパワーの変化は、各種の変調回路を利用すれば良い。
【００４４】
また、図３Ａに開示されるような間欠的な出力を採用する場合には、スイッチング回路などを利用して、「変調」を行うことも可能である。
【００４５】
印加部１０３がこのような波形の信号を電子機器２０１に印加する際には、アンテナを用いて電磁波を放射する手法と、電子機器２０１の電源や電子回路の基板に有線接続を行って印加する手法と、がありうる。より詳細には、以下のような手法を採用することができる。
（ａ）各種の空中線による。ダイポール空中線、対数周期空中線、ダブルブリッジド空中線が利用できるほか、高インピーダンス回路を検査する場合等には簡易なループ空中線等を利用することもできる。
（ｂ）電子機器２０１の電源線もしくは信号線に伝導的に接続することによる。
（ｃ）ＬＩＳＮ（Line Impedance Stabilization Network）もしくは電流プローブにより、電子機器２０１に伝導的に接続することによる。
（ｄ）静電容量結合、電磁誘導結合もしくは伝導結合によるプローブによる。
【００４６】
ここで、第１の周波数f1の電磁波を送出するアンテナのサイズと、第２の周波数f2の電磁波を送出するアンテナのサイズと、を比較すると、f1 < f2であるから、後者の方がアンテナのサイズは小さい。
【００４７】
特に、第１の周波数f1が、数十メガヘルツ帯以下の周波数帯に含まれ、第２の周波数f2が、数百メガヘルツ帯以上の周波数帯に含まれる場合には、後者の場合のアンテナのサイズは極めて小さいものであるので、負荷印加装置１０１を小型化を図ることができる。
【００４８】
ここで、電子機器２０１に電磁妨害がなされる状況について、発明者らは研究のすえ、以下のような知見を得ている。
【００４９】
すなわち、電磁波が放射的に電子機器２０１に侵入する過程は、電子機器２０１を構成する電子回路や配線等と部分が「アンテナ」として機能してしまって、電波受信されることにある。たとえば電子機器２０１としてパーソナルコンピュータを想定した場合、その配線等の長さは数十センチメートル以下であるから、「アンテナ」は、数百メガヘルツ以上の周波数の電磁波を受信することになる。
【００５０】
このほか、電源回路等からの侵入の場合であっても、数百メガヘルツ程度の周波数は大容量コンデンサのバイパス効果がよくない。したがって、電源経由で電子回路２０１に、数百メガヘルツ以上の周波数の電磁波が侵入することになる。
【００５１】
しかしながら、この数百メガヘルツの電磁波が電子機器２０１の中へ侵入したとしても、そのまま誤動作などの影響につながることは少ない。一般には、電子機器２０１の中には、小静電容量の小型バイパスコンデンサが多数使用されており、数百メガヘルツの周波数に対しての侵入防御は良好であるからである。
【００５２】
一方、実際に電子機器２０１の回路機能に障害を与える周波数は数十メガヘルツであることが判明している。その理由は次のとおりである。
【００５３】
すなわち、電子機器２０１のプリント基板上では、ミクロ的には、回路間での通信が行われており、その通信速度は数十メガヘルツ付近であることが多い。したがって、この通信速度に近い妨害に対しては、他の通信速度の妨害に対してよりも、電子機器２０１は脆弱であると考えられる。
【００５４】
また、電子機器２０１の中にあるクロック周波数発振器は、外部からの妨害に影響されて誤動作しやすい。ここで、クロック周波数発振器の原振は、通常数十メガヘルツであることが多い。
【００５５】
また、電子回路の誤動作を防御する目的で挿入されたバイパスコンデンサは、ほとんどが小型のもので、大きな静電容量のものが少ない。このため、数十メガヘルツの周波数帯の妨害はバイパスされにくい。
【００５６】
そこで、本実施形態に係る波形を電子機器２０１に印加する際には、この波形の搬送周波数（第２の周波数f2）は、電子機器２０１への侵入が容易な周波数帯、すなわち、電子機器２０１の配線等がアンテナとして機能してしまう場合の受信周波数帯に設定することになる。上記のように、第２の周波数f2は、通常は数百〜数千メガヘルツの範囲となる。
【００５７】
第２の周波数f2で電磁波が電子機器２０１の内部回路に侵入を果たした後は、内部回路の非直線回路素子によって、その波形が「検波」される。この「検波」の周波数は、回路間の通信速度に呼応して決まることになる。このため、変調周波数（第１の周波数f1）に相当する数十メガヘルツ帯の周波数成分が、電子機器２０１の内部で発生することになる。
【００５８】
したがって、第１の周波数f1としては、電子機器２０１の内部の「通信速度」に対応する周波数や、「クロック周波数発振器（原振）」に対応する周波数付近を採用することになる。
【００５９】
実際の試験においては、第１の周波数f1と、第２の周波数f2と、の一方もしくは双方を、広範囲に変化させて掃引し、電子回路２０１に印加することによって、電子回路２０１の電磁妨害耐性を試験・評価することができる。
【００６０】
図４は、本発明の負荷印加装置１０１を用いた試験処理の制御の流れを示すフローチャートである。以下、本図を参照して説明する。
【００６１】
まず、試験にあたって、ユーザは、第１の周波数f1の掃引範囲A1〜B1、第２の周波数f2の掃引範囲A2〜B2、電磁波の強度、印加時間を選定する（ステップＳ３０１）。これらの試験パラメータは、電磁妨害に対する耐性試験の規格に基づいて、適宜定めることになる。
【００６２】
ついで、第２の周波数f2を、上記掃引範囲A2〜B2で順次変化させて、以下の処理を繰り返す（ステップＳ３０２〜）。
【００６３】
繰り返しの内部では、第１の周波数f1を、上記掃引範囲A1〜B1で順次変化させて、以下の処理を繰り返す（ステップＳ３０３〜）。
【００６４】
すなわち、発生部１０２に、第２の周波数f2の搬送波信号の発生を開始させる（ステップＳ３０４）。
【００６５】
ついで、印加部１０３に、搬送波信号を、第１の周波数f1の変調信号で、変調を開始させ（ステップＳ３０５）、負荷信号を得る。
【００６６】
そして、印加部１０３から、電子機器２０１へ、選定された強度で、負荷信号を印加する（ステップＳ３０６）。
【００６７】
さらに、選定された印加時間だけ、印加を継続している間（ステップＳ３０７〜ステップＳ３１０）、電子機器２０１に誤動作が生じたか否かを判定する（ステップＳ３０８）。誤動作が生じていれば（ステップＳ３０８；Ｙｅｓ）、その旨を報告して（ステップＳ３０９）、ステップＳ３１０に進む。誤動作が生じていなければ（ステップＳ３０８；Ｎｏ）、ステップＳ３０７以降の処理を繰り返す（ステップＳ３１０）。
【００６８】
なお、誤動作の報告は、たとえば各種のコンピュータを用いて履歴を記録したり、画面にメッセージを表示したりすることによって実現が可能である。
【００６９】
このようにして、現在の第１の周波数f1における試験が終了したら、掃引範囲A1〜B1の中から次の周波数を選んで、ステップＳ３０３以降の処理を繰り返す（ステップＳ３１１）。
【００７０】
このようにして、現在の第２の周波数f2における試験が終了したら、掃引範囲A2〜B2の中から次の周波数を選んで、ステップＳ３０２以降の処理を繰り返す（ステップＳ３１２）。
【００７１】
最後に、ステップＳ３０９において報告された情報を、ユーザが検討して試験結果としてまとめ（ステップＳ３１３）、本処理を終了する。
【００７２】
これらの繰り返し処理は、内側の繰り返しと外側の繰り返しを適宜入れ換えても良い。
【００７３】
このようにして、電子機器２０１のイミュニティ性能を評価する試験を実現することができるとともに、負荷印加装置１０１そのものの小型化、省電力化を図ることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明によれば、電子機器の電磁妨害に対する耐性を評価するためのイミュニティ試験を行うのに好適な負荷印加装置ならびに試験方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１０１  負荷印加装置
１０２  発生部
１０３  印加部
２０１  電子機器
【図１】
2011107053.tif 000003
【図２】
2011107053.tif 000004
【図３Ａ】
2011107053.tif 000005
【図３Ｂ】
2011107053.tif 000006
【図４】
2011107053.tif 000007