(57)【要約】【課題】回路基板の発生する近傍電磁界分布の測定結果と回路パターン設計情報である配線あるいはプレーンのパターンとを対応付けることで、近傍電磁界分布からノイズ源の特定が容易に行えるため、従来の方法に比べ格段に、高速に高密度実装時のノイズ源の特定を可能にする近傍電磁界測定システムを提供する。【解決手段】回路基板の発生する近傍電磁界の分布を測定するシステムにおいて、測定位置情報と回路パターン設計位置情報との整合をとって、回路パターン設計情報上に電磁界測定結果を表示するシステムであって、電磁界測定結果と回路パターン設計情報である配線あるいはプレーンのパターンとが対応付けられる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板の発生する近傍電磁界の分布を測定するシステムにおいて、測定位置情報と回路パターン設計位置情報との整合をとって、回路パターン設計情報上に電磁界測定結果を表示するシステムであって、電磁界測定結果と回路パターン設計情報である配線あるいはプレーンのパターンとを対応付けることを特徴とする近傍電磁界測定システム。
【請求項２】
回路基板の発生する電磁界分布の周波数特性を測定することを特徴とする請求項１記載の近傍電磁界測定システム。
【請求項３】
回路基板の発生する近傍電磁界の分布が、磁界プローブまたは電界プローブで測定されることを特徴とする請求項２記載の近傍電磁界測定システム。
【請求項４】
前記磁界プローブまたは電界プローブが、回路パターン設計情報である配線あるいはプレーンのパターンに沿って、電磁界の分布を測定することを特徴とする請求項３記載の近傍電磁界測定システム。
【請求項５】
前記磁界プローブまたは電界プローブが、アレイ上に配置され、それぞれのプローブをスイッチングして、電磁界の分布を測定することを特徴とする請求項３または４記載の近傍電磁界測定システム。
【請求項６】
前記磁界プローブまたは電界プローブが、回路基板上の位置情報を指定する制御信号に応じて移動して、電磁界の分布を測定することを特徴とする請求項３または４記載の近傍電磁界測定システム。
【請求項７】
前記磁界プローブまたは電界プローブを制御する回路基板上の位置情報が、回路パターン設計情報である回路部品の３次元構造体情報に基づいて３次元情報からなり、該位置情報に従って前記磁界プローブまたは電界プローブが３次元的に移動して、電磁界の分布を測定することを特徴とする請求項６記載の近傍電磁界測定システム。
【請求項８】
回路パターン設計情報である配線あるいはプレーンのパターンと対応付けられた電磁界測定結果から、前記パターンの任意点に対する放射電磁界を計算して、放射電磁界に影響の大きいパターンを抽出することを特徴とする請求項３から７のいずれかに記載の近傍電磁界測定システム。
【請求項９】
前記放射電磁界の計算では、配線のリターン電流の経路を考慮していることを特徴とする請求項８記載の近傍電磁界測定システム。
【請求項１０】
前記放射電磁界の計算では、前記近傍電磁界の測定結果をもとに配線電流の周波数成分を算出し、線電流が任意点に発生させる電磁界を計算することを特徴とする請求項８または９記載の近傍電磁界測定システム。
【請求項１１】
回路パターン設計情報に変更を加えたときの放射電磁界の変化を算出することを特徴とする請求項１０記載の近傍電磁界測定システム。
【請求項１２】
前記回路パターン設計情報の変更は、コンデンサまたはインダクタまたはレジスタからなる回路部品の追加、削除、あるいは位置変更であることを特徴とする請求項１１記載の近傍電磁界測定システム。
【請求項１３】
前記回路パターン設計情報の変更は、配線あるいはプレーンのパターンの変更であることを特徴とする請求項１１記載の近傍電磁界測定システム。
【請求項１４】
前記放射電磁界の変化の計算は、前記回路パターン設計情報の変更にともなう電流の変化を計算して求めることを特徴とする請求項１２または１３記載の近傍電磁界測定システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板に発生する近傍電磁界の分布測定に関し、特に、高密度実装時のノイズ源の特定を目標にするものである。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルＡＶ機器、情報機器等の電子機器の不要輻射ノイズを低減するためには、まずノイズ源である回路基板の近傍電磁界を把握することが大切である。従来の近傍電磁界の測定では、検出部、演算部、表示部からなる電磁界ポイント測定システムが用いられていた。
【０００３】
以下、図面を参照しながら、従来の電磁界測定システムについて説明する。図４は従来の電磁界ポイント測定システムを説明するブロック図である。
【０００４】
電磁界ポイント測定システムは、電界プローブあるいは磁界プローブである電磁界プローブ１１からなって、被測定回路基板６の任意のポイントにおける近傍電磁界強度の時間的変化を検出する検出部１と、検出データを増幅するアンプ１４、検出データの周波数スペクトラムを作成するスペクトラムアナライザー１５からなって、時間軸で検出された電磁界強度を周波数軸に変換演算する演算部３と、ディスプレイ１８、プリンタ１７からなって、周波数軸の電磁界強度を表示出力する表示部５を備えている。
【０００５】
しかしながら、上記のような電磁界ポイント測定システムでは、電磁界強度の強い場所を特定することは可能となったが、電磁界強度の強い場所がどのように広がっているか、といった電磁界の分布までは測定することができないという課題があった。
【０００６】
この解決策として、図５に示すように、近傍電磁界の分布を測定することを目的に、電磁界プレーン測定システムが提案されている。電磁界プレーン測定システムは、電磁界ポイント測定システムにおいて、電磁界プローブ１１の測定位置を制御し電磁界プローブ１１を移動させる駆動制御部２と、演算部３から出力される電磁界測定結果を表示させる表示用コンピュータ２２からなるデータ処理部４とを有し、被測定回路基板６の指定された座標位置の近傍電磁界を測定することで電磁界の分布を測定している。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−８３９１８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような電磁界プレーン測定システムでは、出力された近傍電磁界分布からノイズ源を特定するとき、測定結果と被測定回路基板を視覚的に見比べることで特定していたために、微細配線パターンの特定には時間を要するという課題があった。
【０００９】
そこで、本発明は前記課題に鑑み、回路基板の発生する近傍電磁界分布の測定結果と回路パターン設計情報である配線あるいはプレーンのパターンとを対応付けることで、従来の方法に比べ格段に高速に、高密度実装時のノイズ源の特定を可能にする近傍電磁界測定システムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によるシステムは、回路基板の発生する近傍電磁界の分布を測定するシステムにおいて、測定位置情報と回路パターン設計位置情報との整合をとって、回路パターン設計情報上に電磁界測定結果を表示するシステムであって、電磁界測定結果と回路パターン設計情報である配線あるいはプレーンのパターンとを対応付けることを特徴とする。
このように構成することで、回路基板の発生する近傍電磁界分布に影響を与えているノイズ源である配線あるいはプレーンのパターンの特定が容易にできる。
この発明では、好ましくは、回路基板の発生する電磁界分布の周波数特性を測定し、磁界プローブまたは電界プローブで測定される。さらに好ましくは、前記磁界プローブまたは電界プローブが、アレイ上に配置され、それぞれのプローブをスイッチングして電磁界の分布を測定する、または、前記磁界プローブまたは電界プローブが、回路基板上の位置情報を指定する制御信号に応じて移動して、電磁界の分布を測定する。
また、本発明によるシステムは、前記磁界プローブまたは電界プローブが、回路パターン設計情報である配線あるいはプレーンのパターンに沿って、電磁界の分布を測定する。
このように構成することで、配線あるいはプレーンからの放射電磁界の特定が容易になる。
また、本発明によるシステムは、前記磁界プローブまたは電界プローブを制御する回路基板上の位置情報が、回路パターン設計情報である回路部品の３次元構造体情報に基づいて３次元情報からなり、該位置情報に従って前記磁界プローブまたは電界プローブが３次元的に移動して、電磁界の分布を測定することを特徴とする。
このように構成することで、電磁界プローブと回路部品の距離を一定に保てるため、より高精度な近傍電磁界測定ができ、放射電磁界の特定が容易になる。
また、本発明によるシステムは、回路パターン設計情報である配線あるいはプレーンのパターンと対応付けられた電磁界測定結果から、前記パターンの任意点に対する放射電磁界を計算して、放射電磁界に影響の大きいパターンを抽出することを特徴とする。
このように構成することで、近傍電磁界に大きく影響を与える配線あるいはプレーンのパターンの中で、遠方電磁界に大きく影響を与えるパターンの特定が容易になる。
また、本発明によるシステムは、前記放射電磁界の計算では、配線のリターン電流の経路を考慮していることを特徴とする。
【００１１】
このように構成することで、より高精度な近傍電磁界測定ができ、放射電磁界の特定が容易になる。
この発明では、好ましくは、前記放射電磁界の計算では、前記近傍電磁界の測定結果をもとに配線電流の周波数成分を算出し、線電流が任意点に発生させる電磁界を計算する。
また、本発明によるシステムは、回路パターン設計情報に変更を加えたときの放射電磁界の変化を算出することを特徴とする。
このように構成することで、ＥＭＣ対策の効果の把握が可能となる。
この発明では、好ましくは、前記回路パターン設計情報の変更は、コンデンサまたはインダクタまたはレジスタからなる回路部品の追加、削除、あるいは位置変更、配線あるいはプレーンのパターンの変更である。さらに好ましくは、前記放射電磁界の変化の計算は、前記回路パターン設計情報の変更にともなう電流の変化を計算して求める。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
この発明の第１の実施の形態を図１に基づいて説明する。
図１はこの発明の第１の実施の形態の電磁界測定システムを説明するためのブロック図である。図において、本実施の形態の近傍電磁界測定システムは、電界プローブあるいは磁界プローブである電磁界プローブ１１からなって、被測定回路基板６の任意のポイントにおける近傍電磁界強度の時間的変化を検出する検出部１と、電磁界プローブ１１の測定位置を制御し電磁界プローブ１１を移動させる駆動制御部２と、検出データを増幅するアンプ１４、検出データの周波数スペクトラムを作成するスペクトラムアナライザー１５からなって、時間軸で検出された電磁界強度を周波数軸に変換演算する演算部３と、回路パターン設計用コンピュータ１９から出力される回路パターン設計情報と駆動制御部２から出力される測定位置情報と演算部３から出力される電磁界測定結果を対応させる表示用コンピュータ１６からなるデータ処理部４と、ディスプレイ１８、プリンタ１７からなって、周波数軸の電磁界強度を表示出力する表示部５と、を備えている。
【００１３】
回路パターン・測定結果対応表示用コンピュータ１６では、各周波数において測定プレーン上で測定した電磁界分布と配線あるいはプレーンのパターンを対応付けて表示するため、近傍電磁界分布からノイズ源の特定が容易に行える。また、電磁界プローブが、回路パターン設計情報である配線あるいはプレーンのパターンに沿うように制御されて移動し、さらには、ＩＣの動作周波数、立ち上がり時間、たち下がり時間といった設計情報を加えることで、高密度実装時においてもノイズ源の特定が容易に行える。
以上のように、回路基板の発生する近傍電磁界分布の測定結果と回路パターン設計情報である配線あるいはプレーンのパターンとを対応付けることで、従来の方法に比べ格段に高速に、高密度実装時のノイズ源の特定が可能となる。
【００１４】
なお、第１の実施の形態として、駆動制御部が電磁界プローブの測定位置を制御し移動させる場合を例として述べたが、電磁界プローブがアレイ上に配置され、それぞれのプローブをスイッチングして電磁界の分布を測定する場合に対しても同様の効果を有する。
【００１５】
（実施の形態２）
この発明の第２の実施の形態を図２に基づいて説明する。
図２は、この発明の第２の実施の形態の電磁界測定システムを説明するためのブロック図である。図２における第２の実施の形態の電磁界測定システムは、回路パターン・測定結果対応表示用コンピュータ１６では、回路パターン設計用コンピュータ１９から出力される回路パターン設計情報と駆動制御部２から出力される測定位置情報と演算部３から出力される電磁界測定結果に加えて、回路部品３次元構造体データベースから出力される回路部品の３次元形状を対応させるように構成されているところが、図１に示した第１の実施の形態と異なる。
駆動制御部２で制御する電磁界プローブ１１の位置情報が、回路パターン設計情報である回路部品の３次元構造体情報に基づいて３次元情報からなり、この位置情報に従って電磁界プローブ１１が３次元的に移動して、電磁界の分布を測定することで、電磁界プローブと回路部品の距離を一定に保てるため、より高精度な近傍電磁界測定ができ、高密度実装時のノイズ源の特定が可能となる。
【００１６】
（実施の形態３）
この発明の第３の実施の形態を図３に基づいて説明する。
図３は、この発明の第３の実施の形態の電磁界測定システムを説明するためのブロック図である。図３における第３の実施の形態の電磁界測定システムは、回路パターン・測定結果対応表示用コンピュータ１６では、回路パターン設計用コンピュータ１９から出力される回路パターン設計情報と駆動制御部２から出力される測定位置情報と演算部３から出力される電磁界測定結果に加えて、放射電磁界計算用コンピュータ２１によって計算される電磁界測定結果からパターンの任意点に対する放射電磁界を対応させるように構成されているところが、図１に示した第１の実施の形態と異なる。
放射電磁界計算用コンピュータ２１における放射電磁界の計算では、近傍電磁界の測定結果をもとに配線電流の周波数成分を算出し、線電流が任意点に発生させる電磁界を計算する。また、放射電磁界の計算において配線のリターン電流の経路を考慮することで、より高精度な近傍電磁界測定ができる。さらに、回路パターン設計情報に、コンデンサまたはインダクタまたはレジスタからなる回路部品の追加、削除、あるいは位置変更、配線あるいはプレーンのパターンの変更を加えたときの放射電磁界の変化を、回路パターン設計情報の変更にともなう電流の変化を計算して算出することで、ＥＭＣ対策の効果の把握が可能となる。
放射電磁界計算用コンピュータ２１で遠方電磁界を計算することで、近傍電磁界に大きく影響を与える配線あるいはプレーンのパターンの中で、遠方電磁界に大きく影響を与えるパターンの特定が容易になる。
【００１７】
【発明の効果】
以上述べたように、回路基板の発生する近傍電磁界分布の測定結果と回路パターン設計情報である配線あるいはプレーンのパターンとを対応付けることで、近傍電磁界分布からノイズ源の特定が容易に行えるため、従来の方法に比べ格段に高速に、高密度実装時のノイズ源の特定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の電磁界測定システムを説明するためのブロック図
【図２】第２の実施の形態の電磁界測定システムを説明するためのブロック図
【図３】第３の実施の形態の電磁界測定システムを説明するためのブロック図
【図４】従来の実施の形態のポイント電磁界測定システムを説明するためのブロック図
【図５】従来の実施の形態のプレーン電磁界測定システムを説明するためのブロック図
【符号の説明】
１  検出部
２  駆動制御部
３  演算部
４  データ処理部
５  表示部
６  被測定回路基板
１１  電磁界プローブ
１２  駆動装置
１３  制御装置
１４  アンプ
１５  スペクトラムアナライザー
１６  回路パターン・測定結果対応表示用コンピュータ
１７  プリンタ
１８  ディスプレイ
１９  回路パターン設計用コンピュータ
２０  回路部品３次元構造体データベース
２１  放射電磁界計算用コンピュータ
２２  測定結果表示用コンピュータ
【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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