(57)【要約】【課題】プリント基板のグラウンドと金属筐体とを接続・固定する場合の、両者を含めた系に関するコモンモード電流に起因する不要電磁放射の抑制を可能とする設計が、より容易にできるようにする。【解決手段】グラウンド−金属筐体最適接続条件算出部１０５において、プリント基板のグラウンド層を金属筐体に接続・固定する場合の、プリント基板とグラウンド層との距離、及び接続・固定する箇所の個数を用い、コモンモード電流に起因する不要電磁放射の抑制のための最適接続条件として、接続・固定部品あるいはこれにつながる配線の途中に配置される部品の抵抗値（インピーダンス値）を算出する。【選択図】  図１
2008171106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板に設けられたグラウンド層と金属筐体とを接続する接続箇所の個数、及び前記接続箇所における前記グラウンド層と前記金属筐体との距離が入力される入力部と、
コモンモード電流による前記グラウンド層と前記金属筐体との間の共振による放射電界強度が小さくなる抵抗またはインピーダンスの値からなる接続条件値と前記グラウンド層と金属筐体とを接続する接続箇所の個数及び前記接続箇所における前記グラウンド層と前記金属筐体との距離との関係より定義される定数が記憶されている定数記憶部と、
前記入力部に入力された個数と前記入力部に入力された距離と前記定数記憶部に記憶されている前記定数とを乗じて前記接続箇所における前記接続条件値を算出する算出部と
を少なくとも備えることを特徴とする電子機器設計支援装置。
【請求項２】
請求項１記載の電子機器設計支援装置において、
前記プリント基板のレイアウト情報が入力されるプリント基板レイアウト情報入力部と、
前記プリント基板レイアウト情報入力部に入力されたレイアウト情報による前記グラウンド層のレイアウトを、操作者の操作による選択を可能とした状態で表示し、前記操作者の操作により選択された領域の数を計数する抽出部と
を備え、
前記入力部は、前記抽出部が計数した前記領域の数を前記接続箇所の個数として入力する
ことを特徴とする電子機器設計支援装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の電子機器設計支援装置において、
前記算出部が算出した前記接続条件値を前記操作者に視認可能な状態で出力する出力部を備えることを特徴とする電子機器設計支援装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子機器設計支援装置において、
前記接続条件値を備えた部品の情報がこの部品の接続条件値とともに記憶された部品ライブラリと、
前記算出部が算出した前記接続条件値に対応する部品の情報を前記部品ライブラリより検索する検索部と
を備えることを特徴とする電子機器設計支援装置。
【請求項５】
請求項４記載の電子機器設計支援装置において、
前記出力部は、前記接続条件値に加え、前記検索部が検索した部品の情報を前記操作者に視認可能な状態で出力する
ことを特徴とする電子機器設計支援装置。
【請求項６】
コンピュータに、
プリント基板に設けられたグラウンド層と金属筐体とを接続する接続箇所の個数、及び前記接続箇所における前記グラウンド層と前記金属筐体との距離の入力を受け付ける第１の機能と、
コモンモード電流による前記グラウンド層と前記金属筐体との間の共振による放射電界強度が小さくなる抵抗またはインピーダンスの値からなる接続条件値と前記グラウンド層と金属筐体とを接続する接続箇所の個数及び前記接続箇所における前記グラウンド層と前記金属筐体との距離との関係より定義される定数に、前記個数と前記距離とを乗じて前記接続箇所における前記接続条件値を算出する第２の機能と
を実現させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板のグラウンドと金属筐体とが接続されている電子機器からの不要電磁放射を抑制・低減するための、グラウンドと金属筐体との接続の設計を支援する電子機器設計支援装置及びプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩやＩＣを搭載したプリント基板は、不要電磁放射を発生する。この電磁放射は、放送や通信に障害を及ぼし、また、他の電子機器に誤動作を引き起こす原因となるため、強度を低く抑制し、あるいは低減する必要がある。さらに、プリント基板を金属筐体内に設置し、両者を接続・固定する電子機器においては、これら両者を含めた系に関連した不要電磁放射が生じる。これは、プリント基板にケーブルなどが接続された場合において顕著であるが、インピーダンス不整合やモード不整合によって、プリント基板（特にグラウンド）上にコモンモード電流が流れ、この電流による不要電磁放射も、他の電子機器への誤動作要因となる。
【０００３】
プリント基板の電源供給系や信号配線系についての不要電磁放射の抑制対策を十分に行った場合においても、ケーブルなどがプリント基板に接続される場合には、コモンモードによる不要電磁放射の抑制対策は別途必要になり、プリント基板が接続・固定された金属筐体を含めた系における不要電磁放射の対策も必要となる。従って、プリント基板や金属筐体を含めた系での不要電子放射の対策が設計時に行えることが望ましい。また、この対策においては、短い時間で対策手法に関する設計データが得られることがさらに望ましい。
【０００４】
ノイズや不要電磁放射の抑制手法としては、ケーブルで相互に接続された２つのプリント基板のグラウンド間やプリント基板のグラウンドと金属筐体との間に、抵抗部品やＬＣＲ部品から構成されるフィルタを金属スペーサーで接続する構造、及び、スペーサー表面に抵抗薄膜を形成して抵抗成分を接続途中に入れる構造が提案されている（特許文献１〜５参照）。また、プリント基板のみを対象にした不要電磁放射抑制のための設計支援システムも提案されている（特許文献６〜８）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１９０１６６号公報
【特許文献２】特開２００１−２５５９７０号公報
【特許文献３】特開２００２−２６１４１０号公報
【特許文献４】特開２００２−３５９４８９号公報
【特許文献５】特開２００５−１５０１６１号公報
【特許文献６】特開２００２−２４３１２号公報
【特許文献７】特開２００２−３６６６００号公報
【特許文献８】特開２００６−０４０４０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、以下に示すように、前述した従来の技術では、コモンモード電流に起因する不要電磁放射の抑制を可能とする設計が容易ではないという問題があった。まず、特許文献１〜５の技術においては、プリント基板のグラウンド同士やプリント基板のグラウンドと金属筐体を接続する際に、抵抗部品や複数のディスクリート部品からなるフィルタを、スペーサーとグラウンドの途中に入れて接続する構造や抵抗性薄膜を形成したスペーサーで接続する構造にすることが要点であり、これらの部品の電気定数や配置構造の詳細についての詳細情報は何ら記述されていない。
【０００７】
このため、特許文献１〜５の技術では、プリント基板同士やと金属筐体と実際に接続を取る場合には、プリント基板や金属筐体等が製作された後に、異なる電気定数を有する部品を入れ替えながら不要電磁放射の抑制・低減レベルを検討する必要がある。このように、特許文献１〜５の技術では、不要電磁放射を抑制するための最適な部品の電気定数は、試行錯誤によって決めることになり、不要電磁放射を抑制するために最適化された部品を選定するためには試行コストや大幅な試行時間が必要になる。
【０００８】
また、特許文献６〜８の技術では、プリント基板のみを対象にした不要電磁放射抑制のための設計支援システムであり、ケーブルや金属筐体を含めた系に対しての不要電磁放射抑制を可能にする設計については行うことができない。
【０００９】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、電子機器において、プリント基板のグラウンドと金属筐体とを接続・固定する場合の、両者を含めた系に関するコモンモード電流に起因する不要電磁放射の抑制を可能とする設計が、より容易にできるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る電子機器設計支援装置は、プリント基板に設けられたグラウンド層と金属筐体とを接続する接続箇所の個数、及び接続箇所におけるグラウンド層と金属筐体との距離が入力される入力部と、コモンモード電流によるグラウンド層と金属筐体との間の共振による放射電界強度が小さくなる抵抗またはインピーダンスの値からなる接続条件値とグラウンド層と金属筐体とを接続する接続箇所の個数及び接続箇所におけるグラウンド層と金属筐体との距離との関係より定義される定数が記憶されている定数記憶部と、入力部に入力された個数と入力部に入力された距離と定数記憶部に記憶されている定数とを乗じて接続箇所における接続条件値を算出する算出部とを少なくとも備えるようにしたものである。例えば、放射電界強度が小さくなる抵抗またはインピーダンスは、共振をシミュレーションした結果得られる値や測定によって予め決定されている値を用いればよい。
【００１１】
上記電子機器設計支援装置において、プリント基板のレイアウト情報が入力されるプリント基板レイアウト情報入力部と、プリント基板レイアウト情報入力部に入力されたレイアウト情報によるグラウンド層のレイアウトを、操作者の操作による選択を可能とした状態で表示し、操作者の操作により選択された領域の数を計数する抽出部を新たに備え、入力部は、抽出部が計数した領域の数を接続箇所の個数として入力するようにしてもよい。なお、算出部が算出した接続条件値を操作者に視認可能な状態で出力する出力部を備えるようにしてもよい。
【００１２】
また、上記電子機器設計支援装置において、接続条件値を備えた部品の情報がこの部品の接続条件値とともに記憶された部品ライブラリと、算出部が算出した接続条件値に対応する部品の情報を部品ライブラリより検索する検索部とを備えるようにしてもよい。この場合、出力部は、接続条件値に加え、検索部が検索した部品の情報を操作者に視認可能な状態で出力するようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明に係るプログラムは、コンピュータに、プリント基板に設けられたグラウンド層と金属筐体とを接続する接続箇所の個数、及び接続箇所におけるグラウンド層と金属筐体との距離の入力を受け付ける第１の機能と、コモンモード電流によるグラウンド層と金属筐体との間の共振による放射電界強度が小さくなる抵抗またはインピーダンスの値からなる接続条件値とグラウンド層と金属筐体とを接続する接続箇所の個数及び接続箇所におけるグラウンド層と金属筐体との距離との関係より定義される定数に、個数と距離とを乗じて接続箇所における接続条件値を算出する第２の機能とを実現させるものである。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明では、コモンモード電流によるグラウンド層と金属筐体との間の共振による放射電界強度が小さくなる抵抗またはインピーダンスの値からなる接続条件値とグラウンド層と金属筐体とを接続する接続箇所の個数及び接続箇所におけるグラウンド層と金属筐体との距離との関係より定義される定数に、入力された個数と距離とを乗じて接続箇所における接続条件値を算出するようにした。この結果、本発明によれば、プリント基板のグラウンドと金属筐体とを接続・固定する場合の、両者を含めた系に関するコモンモード電流に起因する不要電磁放射の抑制を可能とする設計が、より容易にできるようになるという優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【００１６】
［実施の形態１］
はじめに、本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態１における電子機器設計支援装置１０１の構成を示す構成図である。本実施の形態における電子機器設計支援装置１０１は、プリント基板のレイアウト情報が入力されるプリント基板レイアウト情報入力部１０２と、ここより入力されたレイアウト情報からグラウンドに関係するレイアウトを抽出するためのグラウンドレイアウト抽出部１０３と、プリント基板のグラウンドと金属筐体に関する接続のための構造と条件が入力される構造＆条件入力部１０４とを備える。
【００１７】
また、電子機器設計支援装置１０１は、プリント基板のグラウンドと金属筐体を接続するための構造と条件から、コモンモード電流に起因する不要電磁放射を抑制するための接続部の最適な抵抗値（インピーダンス）を算出するグラウンド−金属筐体最適接続条件算出部１０５と、グラウンド−金属筐体最適接続条件算出部１０５が、上述した最適な抵抗値を算出するための定数（比例係数）が格納されている最適接続条件算出用定数データベース１０６と、算出された値を表示及び印刷などにより出力するグラウンド−金属筐体最適接続条件値出力部１０７とを備えている。
【００１８】
上述した構成の電子機器設計支援装置１０１は、図２に示すコンピュータシステム２０１により実現可能である。図２に示されるコンピュータシステム２０１は、最適接続条件に関する計算に必要な各種データが記憶される記憶媒体２０２と、コンピュータ本体２０３とを備えている。記憶媒体２０２には、グラウンドレイアウトの抽出、最適接続条件の算出に使用するプログラムが格納されている。
【００１９】
このプログラムは、以降に詳述するように、プリント基板に設けられたグラウンド層と金属筐体とを接続する接続箇所の個数、及び接続箇所におけるグラウンド層と金属筐体との距離の入力を受け付ける第１の機能と、コモンモード電流によるグラウンド層と金属筐体との間の共振による放射電界強度が小さくなる抵抗またはインピーダンスの値からなる接続条件値とグラウンド層と金属筐体とを接続する接続箇所の個数及び接続箇所におけるグラウンド層と金属筐体との距離との関係より定義される定数に、個数と距離とを乗じて接続箇所における接続条件値を算出する第２の機能とを、コンピュータに実現させるものである。
【００２０】
また、コンピュータ本体２０３は、データの入出力を行う入出力装置２０４、記憶媒体２０２から読み込まれたプログラムまたはデータを記憶する記憶装置２０５、全体の制御及び計算を行う演算装置２０６、及び計算結果を表示する表示装置２０７を備えており、これらはバス２０８により相互に接続されている。
【００２１】
このように構成されたコンピュータシステム２０１において、プリント基板レイアウト情報入力部１０２及び構造＆条件入力部１０４は、入出力装置２０４により実現される。また、グラウンドレイアウト抽出部１０３及びグラウンド−金属筐体最適接続条件算出部１０５は、演算装置２０６により実現される。また、グラウンド−金属筐体最適接続条件値出力部１０７は表示装置２０７により実現される。
【００２２】
例えば、記憶媒体２０２から読み込まれて記憶装置２０５に展開されたプログラムにより、演算装置２０６が、入出力装置２０４からバス２０８を介して記憶装置２０５に入力された、プリント基板のレイアウト情報、プリント基板と金属筐体との接続のための構造と条件の入力値、及び記憶媒体２０２に記憶されている最適接続条件算出用データベースに格納された比例係数値を用い、コモンモード電流に起因する不要電磁放射が抑制可能なプリント基板と金属筐体の最適な接続条件（接続部の最適な抵抗値）を計算する。また、計算された接続条件は、表示装置２０７に表示される。
【００２３】
次に、実施の形態１における電子機器設計支援装置１０１の動作について図３を参照して説明する。図３は、本実施の形態１における電子機器設計支援装置１０１の動作を示すフローチャートである。まず、電子機器設計支援装置１０１が起動すると、図２に示される演算装置２０６が記憶媒体２０２、及び記憶装置２０５に予め記憶されているプログラムを読み込んで実行する。これにより、演算装置２０６により、以下に示すように図１に示される各機能ブロックが実現される。
【００２４】
電子機器設計支援装置１０１が起動すると、まず、プリント基板のレイアウト情報が入力されるのを待つ待機状態となる。レイアウト情報は、例えば、電源層やグラウンド層の構造、ＬＳＩやＩＣなどの電子デバイスとデカップリングコンデンサなどの部品の搭載位置などのプリント基板のレイアウトに関するデータである。なお、対象となるプリント基板においては、多層構造のいずれかの層に基板平面と平行な状態のグラウンド層が備えられている。このようなレイアウト情報が、操作者（設計者）の操作によりプリント基板レイアウト情報入力部１０２に入力されると（ステップＳ３０１）、入力されたデータの中で設計対象の一部が、グラウンドレイアウト抽出部１０３に出力される。
【００２５】
このことにより、一部のレイアウト情報がグラウンドレイアウト抽出部１０３に受け付けられると、受け付けたレイアウト情報を元に、接続箇所及び接続距離を設定するための情報を抽出する動作に移行する。この抽出では、まず、グラウンド層のレイアウト情報が抽出され（ステップＳ３０２）、この中で金属筐体との接続可能場所が抽出され、これら抽出された情報を元に、接続箇所の数が設定（入力）される（ステップＳ３０４）。
【００２６】
例えば、グラウンドレイアウト抽出部１０３は、入力されたレイアウト情報よりグラウンドレイアウト情報を抽出し、これ元にして接続可能な領域を示す基本レイアウトの画像を生成してこれを表示出力する。この表示出力（グラフィック画面）の中で、グラウンドレイアウト抽出部１０３は、操作者の操作により選択された範囲（領域）を、グラウンド層と金属筐体との接続箇所（位置）として認識（識別）し、この選択される領域数を計数する。このように係数された結果が、接続位置の個数Ｎとして構造＆条件入力部１０４に設定（入力）される。この場合、グラウンドレイアウト抽出部１０３は、プリント基板レイアウト情報入力部１０２に入力されたレイアウト情報によるグラウンド層のレイアウトを、操作者の操作による選択を可能とした状態で表示し、操作者の操作により選択された領域の数を計数する機能部である。
【００２７】
また、入力されたレイアウト情報に、グラウンド層と金属筐体との接続箇所の位置情報が付加されている場合、グラウンドレイアウト抽出部１０３は、付加されている情報を元に、接続位置が操作者に識別可能に表示出力してもよい（ステップＳ３０３）。この表示出力された接続位置が、操作者の操作により選択されることで、構造＆条件入力部１０４に接続位置の個数Ｎが入力される。また、グラウンドレイアウト抽出部１０３が、付加されている情報を元に、レイアウト情報より接続箇所の個数Ｎを抽出するようにしてもよい。ここで抽出（入力）された接続箇所の個数Ｎは、一時的にメモリー（記憶装置）に保存され、必要に応じて表示する機能を有していれば、より好適な利用が可能となる。また、接続箇所の２次元座標を接続箇所の個数Ｎとともに記憶してもよい。
【００２８】
以上のように、グラウンドレイアウト抽出部１０３によって接続・固定可能箇所の個数Ｎが、一時保存場所（記憶装置２０５）に格納されることになる。
【００２９】
次に、構造＆条件入力部１０４に、接続位置におけるグラウンド層と金属筐体の距離Ｔ（ｍｍ）が設定（入力）される（ステップＳ３０５）。距離Ｔは、例えば、装置の組み立て時に用いるプリント基板と金属筐体とを接続する箇所において、プリント基板を支持するための支柱などの長さと、プリント基板におけるグラウンド層の位置を考慮し、設計者が適宜決定すればよい。なお、構造＆条件入力部１０４に入力された各値は、一時的にメモリー（記憶装置２０５）に保存され、また、必要に応じて表示される機能を有していれば、より好適な利用ができる。
【００３０】
次に、最適条件を算出するために用いる定数（比例係数Ａ）が設定（選択）される（ステップＳ３０６）。この比例定数Ａは、最適接続条件算出用定数データベース１０６に、予め格納されているものである。
【００３１】
以上のように、接続箇所の個数Ｎ及び距離Ｔが入力され、比例係数Ａが選択されると、
次に、（ステップＳ３０７）で、グラウンド−金属筐体最適接続条件算出部１０５が、以下に示す式（１）により、接続部に最適なインピーダンスの実数部の値（抵抗値）Ｒ（Ω）を算出する。算出された値が、コモンモード電流に起因する不要電磁放射抑制のための、接続部の最適条件値となる。
【００３２】
Ｒ（Ω）＝ Ａ×Ｔ×Ｎ・・・（１）
【００３３】
このようにして算出された最適抵抗値は、グラウンド−金属筐体最適接続条件値出力部１０７により、表示出力され、また印刷出力される（ステップＳ３０８）。なお、グラウンド−金属筐体最適接続条件値出力部１０７は、算出された値を電子ファイルとして出力することができる。
【００３４】
このようにして得られたＲの値を満足するインピーダンス実数部を持つ部品あるいは材料を、グラウンド層と金属筐体の接続する場所に設置することにより、電子装置におけるコモンモード放射が最適に抑制できるようになる。
【００３５】
以上に説明したように、本実施の形態１における電子機器設計支援装置１０１では、グラウンド−金属筐体最適接続条件算出部１０５において、プリント基板のグラウンド層を金属筐体に接続・固定する場合の、プリント基板とグラウンド層との距離、及び接続・固定する箇所の個数を用い、コモンモード電流に起因する不要電磁放射の抑制のための最適接続条件として、接続・固定部品あるいはこれにつながる配線の途中に配置される部品の抵抗値（インピーダンス値）を算出するようにした。
【００３６】
このように、本実施の形態１の電子機器設計支援装置１０１によれば、プリント基板のグラウンド層と金属筐体との最適接続条件が得られるので、金属筐体内にプリント基板を固定する電子機器に関し、コモンモード電流に起因する不要電磁放射の抑制可能な、プリント基板と金属筐体との接続・固定における最適な部品選定が、プリント基板の設計段階で決定可能となる。例えば、プリント基板のみに対して不要電磁放射の抑制対策が行われている場合、低ＥＭＩ化の残りの対策手法としては、金属筐体とプリント基板の系におけるコモンモード放射に対する対策がより重要である。上述した実施の形態によれば、コモンモード放射に対する対策がより容易に可能となるので、電子機器に関する総合的な低ＥＭＩ化設計をより効率化することができる。
【００３７】
次に、最適接続条件の抵抗値（インピーダンス値）の算出に関して確認を行うため、プリント基板のグラウンド層と金属筐体（板）から構成されるモデルにおいて、３次元電磁界シミュレーションによる解析を行った結果について説明する。
【００３８】
図４は、上記解析に用いたモデルの構成例を示す構成図であり、グラウンド層４０１と金属筐体４０２との接続位置に、抵抗器からなる２つの接続部４０４を挿入したモデルである。グラウンド層４０１にコモンモード電流を流すために、信号源を通してケーブル４０３をグラウンド層４０１に接続し、ケーブル４０３とグラウンド層４０１との間に信号を配置したモデルとした。
【００３９】
図４に示したグラウンド層４０１と金属筐体４２を含むモデルについて計算した結果、異なる抵抗値及び異なる接続ポイント数において、図５及び図６に示す結果が得られた。まず、図５に示すように、グラウンド層４０１と金属筐体４０２とを接続する接続部４０４の抵抗値が変化すると、コモンモード電流によるグラウンド層４０１のサイズに起因する共振現象が観測された。図５は、共振周波数での不要電磁放射（放射電界）強度をプロットしたものであり、第１共振ピークの変化（黒四角），第２共振ピークの変化（黒丸），及び第３共振ピークの変化（黒三角）を示している。図５に示すように、各共振ピークは、接続部４０４の抵抗値により変化することがわかり、低周波側と高周波側で抵抗による変化が逆である。
【００４０】
この解析した周波数領域において、点線の楕円の領域に示すように、放射強度をまんべんなく抑制できる最適な抵抗値(インピーダンス値)が存在する。この楕円の領域より抵抗値が低いと、第３共振ピークの放射電界強度は低下するが、第１共振ピーク及び第２共振ピークの放射電界強度が大きく、全体として放射強度が高くなる。また、上記楕円の領域より抵抗値が高いと、第１共振ピークの電界強度は低下するが、第２共振ピーク及び第３共振ピークの放射電界強度が高くなり、全体として放射強度が高くなる。従って、図５に示す条件（接続距離５ｍｍ，接続点数２）では、接続部の抵抗値の最適条件は、１８〜２８Ω程度であることがわかる。なお、抵抗値は、本発明における電子機器設計支援装置において対象としている周波数領域ではインピーダンスの値としても良い。
【００４１】
また、図６に示すように、接続箇所の数を増やすと、この数に比例して上述した最適条件が変化（増加）する。さらに、同じ解析モデルにおいて、グラウンド層４０１と金属筐体４０２との距離を変更すると、距離に比例して上述した最適条件が変化（増加）することが判明した。
【００４２】
これら接続箇所の数と距離とのシミュレーション結果より、放射強度を抑制できる接続部の抵抗値は、接続部の距離と接続部の数との積に比例していることがわかる。また、この比例の係数は、上述したシミュレーション結果より決定することができ、また、測定によって予め決定しておくこともできる。この比例の係数は、コモンモード電流によるグラウンド層と金属筐体との間の共振による放射電界強度が小さくなる抵抗またはインピーダンスの値からなる接続条件値とグラウンド層と金属筐体とを接続する接続箇所の個数及び接続箇所におけるグラウンド層と金属筐体との距離との関係より定義される定数である。このようにして決定された値が、（１）式の比例係数Ａであり、予め最適接続条件算出用定数データベースに格納しておけばよいことになる。なお、前述したように、点線の楕円の領域に示すように最適な抵抗値には幅があり、シミュレーションや測定により決定される比例係数Ａも、所定の幅（範囲）を持った値となる。
【００４３】
以上の解析結果により、グラウンド層と金属筐体との接続において、コモンモード電流に起因する不要電磁放射の抑制に関して最適となる接続部の抵抗値（インピーダンス値）は、接続されたプリント基板のグラウンド層と金属筐体との距離と、接続・固定する箇所の個数と、シミュレーションや測定により決定される比例係数とを用いて計算可能であることがわかる。このようにして計算された抵抗値（インピーダンス値）の条件を満たす部品を用いることによって、プリント基板のグラウンド層と金属筐体を有する電子機器おけるコモンモードに起因する不要電磁放射が、抑制されることが確認された。
【００４４】
さらに、グラウンド層の上下を挾む構造の金属筐体や、グラウンド層の周囲をすべて囲む構造の金属筐体を用いたモデルの場合においても、同様な結果が得られることを計算により確認した。
【００４５】
［実施の形態２］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図７は、本実施の形態２における電子機器設計支援装置７０１の構成を示す構成図である。電子機器設計支援装置１０１は、プリント基板のレイアウト情報が入力されるプリント基板レイアウト情報入力部１０２と、ここより入力されたレイアウト情報からグラウンドに関係するレイアウトを抽出するためのグラウンドレイアウト抽出部１０３と、プリント基板のグラウンドと金属筐体に関する接続のための構造と条件が入力される構造＆条件入力部１０４とを備える。
【００４６】
また、電子機器設計支援装置７０１は、プリント基板のグラウンドと金属筐体を接続するための構造と条件から、コモンモード電流に起因する不要電磁放射を抑制するための接続部の最適な抵抗値（インピーダンス）を算出するグラウンド−金属筐体最適接続条件算出部１０５と、グラウンド−金属筐体最適接続条件算出部１０５が、上述した最適な抵抗値を算出するための定数（比例係数）が格納されている最適接続条件算出用定数データベース１０６とを備えている。これらの構成は、前述した実施の形態１における電子機器設計支援装置１０１と同様である。
【００４７】
本実施の形態２における電子機器設計支援装置７０１では、新たに、グラウンド−金属筐体最適接続条部品検索部７０５と部品ライブラリ７０６を備えるようにした。部品ライブラリ７０６には、抵抗値（インピーダンスの値）とともに部品名が格納されている。グラウンド−金属筐体最適接続条部品検索部７０５は、グラウンド−金属筐体最適接続条件算出部１０５により算出された最適な抵抗値（インピーダンスの値）をキーとして、部品ライブラリ７０６より対応する部品名を検索・抽出する。このようにして検索された部品名は、グラウンド−金属筐体最適接続条件値＆最適部品名出力部７０７により、算出された最適な抵抗値とともに、表示出力され、また印刷出力される。
【００４８】
なお、本実施の形態２における電子機器設計支援装置７０１も、図２に示すコンピュータシステム２０１により実現可能である。電子機器設計支援装置７０１では、部品ライブラリ７０６が、記憶装置２０５に備えられ、グラウンド−金属筐体最適接続条部品検索部７０５の機能は、演算装置２０６により実現される。
【００４９】
次に、実施の形態２における電子機器設計支援装置７０１の動作について図８を参照して説明する。図８は、本実施の形態の動作を示すフローチャートである。まず、電子機器設計支援装置７０１が起動すると、図２に示される演算装置２０６が記憶媒体２０２、及び記憶装置２０５に予め記憶されているプログラムを読み込んで実行する。これにより、演算装置２０６により、以下に示すように図７に示される各機能ブロックが実現される。
【００５０】
電子機器設計支援装置７０１が起動すると、まず、プリント基板のレイアウト情報が入力されるのを待つ待機状態となる。レイアウト情報は、例えば、電源層やグラウンド層の構造、ＬＳＩやＩＣなどの電子デバイスとデカップリングコンデンサなどの部品の搭載位置などのプリント基板のレイアウトに関するデータである。なお、対象となるプリント基板においては、多層構造のいずれかの層に基板平面と平行な状態のグラウンド層が備えられている。このようなレイアウト情報が、操作者（設計者）の操作によりプリント基板レイアウト情報入力部１０２に入力されると（ステップＳ３０１）、入力されたデータの中で設計対象の一部が、グラウンドレイアウト抽出部１０３に出力される。
【００５１】
このことにより、一部のレイアウト情報がグラウンドレイアウト抽出部１０３に受け付けられると、受け付けたレイアウト情報を元に、接続箇所及び接続距離を設定するための情報を抽出する動作に移行する。この抽出では、まず、グラウンド層のレイアウト情報が抽出され（ステップＳ３０２）、この中で金属筐体との接続可能場所が抽出され、これら抽出された情報を元に、接続箇所の数が設定（入力）される（ステップＳ３０４）。
【００５２】
例えば、グラウンドレイアウト抽出部１０３は、入力されたレイアウト情報よりグラウンドレイアウト情報を抽出し、これ元にして接続可能な領域を示す基本レイアウトの画像を生成してこれを表示出力する。この表示出力（グラフィック画面）の中で、グラウンドレイアウト抽出部１０３は、操作者の操作により選択された範囲（領域）を、グラウンド層と金属筐体との接続箇所（位置）として認識（識別）し、この選択される領域数を計数する。このように係数された結果が、接続位置の個数Ｎとして構造＆条件入力部１０４に設定（入力）される。
【００５３】
また、入力されたレイアウト情報に、グラウンド層と金属筐体との接続箇所の位置情報が付加されている場合、グラウンドレイアウト抽出部１０３は、付加されている情報を元に、接続位置が操作者に識別可能に表示出力してもよい（ステップＳ３０３）。この表示出力された接続位置が、操作者の操作により選択されることで、構造＆条件入力部１０４に接続位置の個数Ｎが入力される。また、グラウンドレイアウト抽出部１０３が、付加されている情報を元に、レイアウト情報より接続箇所の個数Ｎを抽出するようにしてもよい。ここで抽出（入力）された接続箇所の個数Ｎは、一時的にメモリー（記憶装置）に保存され、必要に応じて表示する機能を有していれば、より好適な利用が可能となる。また、接続箇所の２次元座標を接続箇所の個数Ｎとともに記憶してもよい。
【００５４】
以上のように、グラウンドレイアウト抽出部１０３によって接続・固定可能箇所の個数Ｎが、一時保存場所（記憶装置２０５）に格納されることになる。
【００５５】
次に、構造＆条件入力部１０４に、接続位置におけるグラウンド層と金属筐体の距離Ｔ（ｍｍ）が設定（入力）される（ステップＳ３０５）。距離Ｔは、例えば、装置の組み立て時に用いるプリント基板と金属筐体とを接続する箇所において、プリント基板を支持するための支柱などの長さと、プリント基板におけるグラウンド層の位置を考慮し、設計者が適宜決定すればよい。なお、構造＆条件入力部１０４に入力された各値は、一時的にメモリー（記憶装置２０５）に保存され、また、必要に応じて表示される機能を有していれば、より好適な利用ができる。
【００５６】
次に、最適条件を算出するために用いる定数（比例係数Ａ）が設定（選択）される（ステップＳ３０６）。この比例定数Ａは、最適接続条件算出用定数データベース１０６に、予め格納されているものである。
【００５７】
以上のように、接続箇所の個数Ｎ及び距離Ｔが入力され、比例係数Ａが選択されると、
次に、（ステップＳ３０７）で、グラウンド−金属筐体最適接続条件算出部１０５が、前述した式（１）により、接続部に最適なインピーダンスの実数部の値（抵抗値）Ｒ（Ω）を算出する。算出された値が、コモンモード電流に起因する不要電磁放射抑制のための、接続部の最適条件値となる。
【００５８】
加えて、本実施の形態２における電子機器設計支援装置７０１では、グラウンド−金属筐体最適接続条部品検索部７０５が、算出された最適条件値に基づいて、部品ライブラリ７０６より対応する（条件を満たす）部品名のリストを検索・抽出する（ステップＳ８０１）。
【００５９】
以上のことにより、算出された最適抵抗値と検索された部品名のリストが、グラウンド−金属筐体最適接続条件値＆最適部品名出力部７０７により、表示出力され、また印刷出力される（ステップＳ８０２）。また、グラウンド−金属筐体最適接続条件値＆最適部品名出力部７０７は、算出された値を電子ファイルとして出力することができる。
【００６０】
このようにして得られたＲの値を満足するインピーダンス実数部を持つ部品あるいは材料を、グラウンド層と金属筐体の接続する場所に設置することにより、電子装置におけるコモンモード放射が最適に抑制できるようになる。
【００６１】
なお、電子機器を構成する金属筐体に関しては、金属メッキなどのように金属材料膜で被覆された有機材質金属筐体であっても、上記に示したと同様の効果が得られることは言うまでもないので、本発明の適用範囲に含まれるということになる。
【００６２】
次に、本発明の実施の形態におけるより詳細な実施例について説明する。
［実施例１］
はじめに、第１の実施例について説明する。以下では、図９に示すようなベタのグラウンド層を有するプリント基板を対象とし、実施の形態１における電子機器設計支援装置１０１を用いて、グラウンド−金属筐体最適接続条件値を算出した場合について説明する。
【００６３】
まず、図３のフローチャートを用いて説明した動作及び式１に沿って作成されたプログラムを電子機器設計支援装置１０１に入力し、入力されたプログラムを実行する。これらのことにより、電子機器設計支援装置１０１は動作を開始し、まず、レイアウト情報の入力が要求される。この要求に対応した操作者の操作によりレイアウト情報が入力され、プリント基板レイアウト情報入力部１０２において、プリント基板外形サイズ４９０ｍｍ×８５ｍｍ×１ｍｍ、グラウンド層のサイズ４９０ｍｍ×８５ｍｍといったレイアウト情報が受け付けられた。
【００６４】
次に、受け付けられたレイアウト情報の中のグラウンドレイアウト情報より、プリント基板のグラウンド層と金属筐体との接続可能な領域を示す基本レイアウトの画像が表示される。この中で、操作者の操作により、グラウンド層の中心位置を原点とした場合の接続・固定位置の２次元座標データとして、（±２３０ｍｍ，＋３７．５ｍｍ）に存在するグラウンド層に部品パッドを通して接続される２つのねじ穴中心位置が抽出され、抽出された個数（２個）が一時メモリー（記憶装置２０５）に保存される。このようにして抽出された接続可能な位置の個数Ｎは、構造＆条件入力部１０４に格納される。
【００６５】
次に、接続箇所で接続を行う支柱の長さとして５ｍｍという長さが、グラウンド層と金属筐体との距離Ｔとして入力されると、入力された値が、一時メモリーに保存される。
【００６６】
この後、入力されたレイアウト情報（グラウンドレイアウト情報）に対応する比例係数Ａが、最適接続条件算出用定数データベース１０６より取り出され、取り出された比例係数Ａと、保存されている個数Ｎ（＝２）と、保存されている距離Ｔ（＝５ｍｍ）とにより、グラウンド−金属筐体最適接続条件算出部１０５が最適条件値を算出する。算出された最適条件値は、表示部に表示される。上述した値より算出された最適条件値として、抵抗値範囲（インピーダンス値）１５〜２５Ωが表示された。
【００６７】
得られた最適条件値としての抵抗値の範囲を参照し、グラウンド層と金属筐体との接続として金属のスペーサーを通し、２０Ωのチップ抵抗部品を配置する構造にし、また、コモンモード電流がグラウンド層に流れるようにプリント基板のグラウンド層と１本の１５０ｍｍのケーブルをコネクタを通して接続した。以上のようなプリント基板と金属筐体（板状）で構成された装置に対する遠方電界の計測を行った。測定の結果、２０Ωの抵抗を通してグラウンド層と金属筐体をスペーサーで接続した場合には、１ＧＨｚまでの周波数範囲の全体にわたって放射電界の抑制レベルが最も良くなることが確認できた。これに対し、最適接続条件値範囲からずれた抵抗値である１０Ω以下や３０Ω以上の抵抗部品を用いると、２０Ωを用いたときに比べて放射強度が高くなる周波数領域が存在した。
【００６８】
［実施例２］
次に、第２の実施例について説明する。以下でも、図９に示すようなベタのグラウンド層を有するプリント基板を対象とする。また、本実施例２では、実施の形態２における電子機器設計支援装置７０１を用い、グラウンド−金属筐体最適接続条件値を算出した場合について説明する。
【００６９】
前述した実施例１と同様に、まず、図８のフローチャートを用いて説明した動作及び式１に沿って作成されたプログラムを電子機器設計支援装置７０１に入力し、入力されたプログラムを実行する。これらのことにより、電子機器設計支援装置７０１は動作を開始し、まず、レイアウト情報の入力が要求される。この要求に対応した操作者の操作によりレイアウト情報が入力され、プリント基板レイアウト情報入力部１０２において、プリント基板外形サイズ４９０ｍｍ×８５ｍｍ×１ｍｍ、グラウンド層のサイズ４９０ｍｍ×８５ｍｍといったレイアウト情報が受け付けられた。
【００７０】
次に、受け付けられたレイアウト情報の中のグラウンドレイアウト情報より、プリント基板のグラウンド層と金属筐体との接続可能な領域を示す基本レイアウトの画像が表示される。この中で、操作者の操作により、グラウンド層の中心位置を原点とした場合の接続・固定位置の２次元座標データとして、（±２３０ｍｍ，＋３７．５ｍｍ）に存在するグラウンド層に部品パッドを通して接続される２つのねじ穴中心位置が抽出され、抽出された個数（２個）が一時メモリー（記憶装置２０５）に保存される。このようにして抽出された接続可能な位置の個数Ｎは、構造＆条件入力部１０４に格納される。
【００７１】
次に、接続箇所で接続を行う支柱の長さとして５ｍｍという長さが、グラウンド層と金属筐体との距離Ｔとして入力されると、入力された値が、一時メモリーに保存される。
【００７２】
この後、入力されたレイアウト情報（グラウンドレイアウト情報）に対応する比例係数Ａが、最適接続条件算出用定数データベース１０６より取り出され、取り出された比例係数Ａと、保存されている個数Ｎ（＝２）と、保存されている距離Ｔ（＝５ｍｍ）とにより、グラウンド−金属筐体最適接続条件算出部１０５が最適条件値を算出する。算出された最適条件値は、表示部に表示される。上述した値より算出された最適条件値として、抵抗値範囲（インピーダンス値）１５〜２５Ωが表示された。
【００７３】
また、グラウンド−金属筐体最適接続条部品検索部７０５が、算出された最適条件値に基づいて、部品ライブラリ７０６より対応する（条件を満たす）部品名のリストを検索・抽出する。検索された部品名は、表示部に表示される。上述した最適条件値をキーとして検索された部品名として、インピーダンス値が１５Ω〜１８Ωとなるチップフェライトビーズ部品が表示された。例えば、チップフェライトコアの部品メーカの部品のデータシートから周波数帯域に対するインピーダンス値を抽出し、部品名とともにデータベースとして部品ライブラリ７０６に用意しておけば、上記検索が可能となる。
【００７４】
この後、グラウンド層と金属筐体との接続として金属のスペーサーを通し、上記チップフェライトビーズ部品を配置する構造にし、また、コモンモード電流がグラウンド層に流れるようにプリント基板のグラウンド層と１本の１５０ｍｍのケーブルをコネクタを通して接続した。以上のようなプリント基板と金属筐体（板状）で構成された装置に対する遠方電界の計測を行った。測定の結果、選択されたチップフェライトビーズ部品を通してグラウンド層と金属筐体をスペーサーで接続した場合には、当該部品が無い場合やより大きなインピーダンス実装部値を有するチップフェライトビーズ部品を用いた場合に比較し、１ＧＨｚまでの周波数範囲の全体にわたって放射電界の抑制レベルが最も良くなることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施の形態１における電子機器設計支援装置の構成を示す構成図である。
【図２】電子機器設計支援装置１０１を実現可能とする示すコンピュータシステムの構成を示す構成図である。
【図３】実施の形態１における電子機器設計支援装置１０１の動作を示すフローチャートである。
【図４】３次元電磁界シミュレーションによる解析で用いた、プリント基板のグラウンド層と金属筐体（板）から構成されるモデルの構成例を示す構成図である。
【図５】シミュレーション結果を示す特性図である。
【図６】シミュレーション結果を示す特性図である。
【図７】本発明の実施の形態２における電子機器設計支援装置の構成を示す構成図である。
【図８】実施の形態２における電子機器設計支援装置７０１の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７６】
１０１…電子機器設計支援装置、１０２…プリント基板レイアウト情報入力部、１０３…グラウンドレイアウト抽出部、１０４…構造＆条件入力部、１０５…グラウンド−金属筐体最適接続条件算出部、１０６…最適接続条件算出用定数データベース、１０７…グラウンド−金属筐体最適接続条件値出力部、２０１…コンピュータシステム、２０２…記憶媒体、２０３…コンピュータ本体、２０４…入出力装置、２０５…記憶装置、２０６…演算装置、２０７…表示装置、２０８…バス。
【図１】
2008171106.tif 000003
【図２】
2008171106.tif 000004
【図３】
2008171106.tif 000005
【図４】
2008171106.tif 000006
【図５】
2008171106.tif 000007
【図６】
2008171106.tif 000008
【図７】
2008171106.tif 000009
【図８】
2008171106.tif 000010