(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の箱体からなる治具本体の内部底面に配置された誘電体ブロック上に被測定回路基板を載置し、被測定回路基板の入出力端子の少なくとも一部を短絡し、治具本体に設けられた接続部材と被測定回路基板の短絡された入出力端子とを導電線で接続し、接続部材とインピーダンス測定器とを同軸ケーブルで接続し、インピーダンス測定器から同軸ケーブルと接続部材と導電線とを介して被測定回路基板に信号を印加し、その反射率を測定することによってインピーダンスを測定することを特徴とする電子回路基板のコモンモード・インピーダンス測定方法。
【請求項２】
被測定回路基板と治具本体の内部底面との間の距離を変化させて測定を行うことを特徴とする請求項１記載の電子回路基板のコモンモード・インピーダンス測定方法。
【請求項３】
内部底面に配置された誘電体ブロック上に入出力端子間が短絡された被測定回路基板を載置した状態で収納し、一面に設けられた貫通型の同軸コネクタと被測定回路基板の短絡された入出力端子とが導電線で接続された金属製の箱体からなる治具と、同軸コネクタに同軸ケーブルを介して接続され、被測定回路基板に信号を印加しその反射率を測定することによって、インピーダンスを測定するインピーダンス測定器とから構成されることを特徴とする電子回路基板のコモンモード・インピーダンス測定装置。
【請求項４】
上記治具が、一面開口した治具本体と、治具本体の開口を塞ぐ蓋体とからなり、治具本体の開口端に蓋体との接触面積を大きくするためのフランジ部を設けたことを特徴とする請求項３記載の電子回路基板のコモンモード・インピーダンス測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子回路基板のコモンモード・ノイズに対するノイズ耐量を定量的に評価するためのコモンモード・インピーダンスを測定する電子回路基板のコモンモード・インピーダンス測定方法及びその測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子回路基板やケーブルに発生するノイズには、大別してノーマルモード・ノイズとコモンモード・ノイズの二つのモードがあり、ノーマルモード・ノイズとは、電流の流れる線間に現れるノイズ成分のことであり、コモンモード・ノイズとは、各線とグランド（大地）との間に現れるノイズ成分のことである。そして、各モードについてその電流の流れ易さを表現するために設定したインピーダンスが、ノーマルモード・インピーダンスとコモンモード・インピーダンスである。
【０００３】
通常の電子回路基板は全てノーマルモード・インピーダンスであるので、ノーマルモード・インピーダンスについては、測定やシミュレーションが行われている。一方、コモンモード・ノイズについては、電子回路基板のコモンモード・インピーダンスよりも、電子回路基板に接続されたケーブルのコモンモード・インピーダンスの影響の方が支配的であると考えられており、ケーブルのコモンモード・インピーダンスについては測定が行われているが、電子回路基板のコモンモード・インピーダンスについては、測定が困難なためにその測定方法が確立されておらず、測定によって得られた計測データに基づいてコモンモード・ノイズに対する評価を行うという試みは行われてなかった。
【０００４】
しかしながら、本発明者らの研究により電子回路基板のコモンモード・インピーダンスから電子回路基板のノイズ耐性の評価が可能であることが判明し、以下のような方法を用いて、電子回路基板のコモンモード・インピーダンスを測定した。
【０００５】
図４に示すように、グランド３０面に高さが１０ｃｍ程度の木片１８を配置し、木片１８上に被測定回路基板たる電子回路基板１を載置する。グランド３０面には電子回路基板１から所定の距離を開けて断面略Ｌ字状の金属板１５を設置し、金属板１５にコネクタ１６を取り付け、コネクタ１６と電子回路基板１の入出力端子間を導電線１７で接続する。そして、ネットワークアナライザ（回路定数測定器）等のインピーダンス測定器（図示せず）をコネクタ１６に接続し、例えば反射法により電子回路基板１のコモンモード・インピーダンスを測定した。すなわち、インピーダンス測定器からコネクタ１６及び導電線１７を介して電子回路基板１に信号を印加し、その反射率を測定することによって、コモンモード・インピーダンスを測定した。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した電子回路基板のコモンモード・インピーダンス測定方法及びその測定装置では、コモンモード・インピーダンスの測定値の絶対値が大きいため、各電子回路基板１の間のコモンモード・インピーダンスの微小な差が測定値の誤差範囲に埋もれてしまい、基板間の差を比較することができなかった。また、開空間でコモンモード・インピーダンスを測定しているので、周囲の人体（測定者）や導体などの外乱の影響を受けやすく、コモンモード・インピーダンスの測定値がばらついて、再現性の良い測定を行うことができなかった。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、精度良く、再現性の良い測定が可能な電子回路基板のコモンモード・インピーダンス測定方法及びその測定装置を提供することにある。
【０００８】
【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の発明では、金属製の箱体からなる治具本体の内部底面に配置された誘電体ブロック上に被測定回路基板を載置し、被測定回路基板の入出力端子の少なくとも一部を短絡し、治具本体に設けられた接続部材と被測定回路基板の短絡された入出力端子とを導電線で接続し、接続部材とインピーダンス測定器とを同軸ケーブルで接続し、インピーダンス測定器から同軸ケーブルと接続部材と導電線とを介して被測定回路基板に信号を印加し、その反射率を測定することによってインピーダンスを測定しており、被測定回路基板の短絡された入出力端子とグランドとの間に信号を印加しており、被測定回路基板と治具本体、すなわち、グランドとの容量結合を高めることによって、測定値の絶対値を小さくして、被測定回路基板とグランドとの間のコモンモード・インピーダンスを精度良く測定することができる。
【０００９】
しかも、静電シールド効果を有する金属製の箱体内部に被測定回路基板を収納しているので、治具本体の周囲にある人体や導体などの外乱の影響を受けにくくすることができる。さらに、治具本体が金属から形成されているので、被測定回路基板とグランドとの容量結合を高めることができる。
【００１０】
そのうえ、被測定回路基板を誘電体ブロックを介して治具本体に配置しているので、被測定回路基板と治具本体との容量結合をさらに高めることができる。
【００１１】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、被測定回路基板と治具本体の内部底面との間の距離を変化させて測定を行っているので、被測定回路基板と治具本体の内部底面との間の距離を、各被測定回路基板のコモンモード・インピーダンスの差が顕著となるような距離に調整して、インピーダンス測定を行うことができる。
【００１２】
請求項３の発明では、内部底面に配置された誘電体ブロック上に入出力端子間が短絡された被測定回路基板を載置した状態で収納し、一面に設けられた貫通型の同軸コネクタと被測定回路基板の短絡された入出力端子とが導電線で接続された金属製の治具と、同軸コネクタに同軸ケーブルを介して接続され、被測定回路基板に信号を印加しその反射率を測定することによって、インピーダンスを測定するインピーダンス測定器とから構成されており、被測定回路基板の短絡された入出力端子とグランドとの間に信号を印加することによって、被測定回路基板とグランドとの間のコモンモード・インピーダンスを測定することができる。さらに、治具の側面に同軸コネクタを配設しているので、治具の内側の同軸コネクタに校正治具を接続することにより、治具のインピーダンスの校正を行うことができる。
【００１３】
請求項４の発明では、請求項３の発明において、上記治具が、一面開口した治具本体と、治具本体の開口を塞ぐ蓋体とからなり、治具本体の開口端に蓋体との接触面積を大きくするためのフランジ部を設けているので、蓋体を取り外した状態で被測定回路基板の取り付けなどの作業を行うことができ、作業性を向上させることができる。さらに、治具本体の開口端にフランジ部を設けることにより、治具本体と蓋体との容量結合を高めることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の電子回路基板のコモンモード・インピーダンス測定方法及びその測定装置を図１乃至図３を参照して説明する。
【００１５】
この測定装置の概略構成図を図１に、断面図を図２に示す。
【００１６】
被測定回路基板たる電子回路基板１を収納する金属製の治具３は、一面開口した略箱状の治具本体４と、治具本体４の開口を覆う蓋体５とから構成されており、電子回路基板１は治具本体４の底面に配置された高誘電率の誘電体ブロック２上に載置されている。
【００１７】
ここで、治具３に金属製のものを使用しているので、電子回路基板１を治具３全体と容量結合させることにより、電子回路基板１とグランド３０との容量性結合を高めて、コモンモード・インピーダンスの測定値の絶対値を下げることができる。また、電子回路基板１は金属製の治具３内部に収納されているので、電子回路基板１は、治具３の静電シールド効果により、治具３周囲の人体や導体などの影響を受けにくくなり、再現性の良い測定を行うことができる。さらに、電子回路基板１は誘電体ブロック２を介して治具本体４に取り付けられているので、電子回路基板１の下方に電気力線を集中させて、電子回路基板１とグランド３０との容量性結合をさらに高めることができ、コモンモード・インピーダンスの測定値の絶対値を下げて、精度の高い測定を行うことができる。
【００１８】
また、治具本体４の開口端には、蓋体５との接触面積を大きくするために幅が１ｃｍ程度のフランジ部６が設けられており、蓋体５の厚みは十分厚く形成され、その重量も重いので、治具本体４と蓋体５との接触面積が大きく、且つ、蓋体５が治具本体４に接触する接触圧が大きくなるので、治具本体４と蓋体５との充分な導電性を確保し、容量性結合を大きくして、コモンモード・インピーダンスの測定値の絶対値をさらに下げることができる。尚、蓋体５の材質がアルミの場合、蓋体５は５ｍｍ程度の厚みに形成されている。
【００１９】
治具本体４の側面には貫通型のＮ型同軸コネクタ７が配設されており、貫通型のＮ型同軸コネクタ７には同軸ケーブル９が配線されたＮ型同軸コネクタ８が接続され、インピーダンス測定器たる回路定数測定器（ネットワークアナライザ）２０はＮ型同軸コネクタ８及び同軸ケーブル９を介して貫通型のＮ型同軸コネクタ７に接続される。また、電子回路基板１の入出力端子１３の少なくとも一部はジャンパー線１４により短絡される。Ｎ型同軸コネクタ１０に配線された導電線１１はジャンパー線１４に電気的に接続され、Ｎ型同軸コネクタ１０を貫通型のＮ型同軸コネクタ７に接続することによって、短絡された入出力端子１３が貫通型のＮ型同軸コネクタ７の内部導体に接続される。而して、同軸ケーブル９の内部導体は電子回路基板１の入出力端子１３に電気的に接続され、同軸ケーブル９の外部導体は貫通型のＮ型同軸コネクタ７を介して治具３に電気的に接続される。尚、治具３のインピーダンス等の校正は、治具３の側面に配設された貫通型のＮ型コネクタ７の治具３内部側に、適当な校正治具１２１，１２２を接続することによって行う。
【００２０】
ここで、回路定数測定器２０は、同軸ケーブル９及び導電線１１を介して電子回路基板１に信号を印加し、その反射率を測定し、計算によって電子回路基板１のグランド３０に対するコモンモード・インピーダンスを求めている。
【００２１】
以下に、本実施形態の電子回路基板のコモンモード・インピーダンス測定方法を説明する。まず、治具本体４の底面に誘電体ブロック２を配置し、誘電体ブロック２上に電子回路基板１を載置する。次に、電子回路基板１の入出力端子１３の少なくとも一部をジャンパー線１４で短絡し、ジャンパー線１４とＮ型同軸コネクタ１０に配線された導電線１１とを電気的に接続し、Ｎ型同軸コネクタ１０を治具本体４の側面に配設された貫通型のＮ型同軸コネクタ７に接続して、電子回路基板１の短絡された入出力端子１３とＮ型同軸コネクタ７の内部導体とを電気的に接続する。さらに、貫通型のＮ型同軸コネクタ７に同軸ケーブル９が配線されたＮ型同軸コネクタ８を接続して、回路定数測定器２０と貫通型のＮ型同軸コネクタ７とを電気的に接続する。その後、回路定数測定器２０から電子回路基板１に信号を印加し、その反射率を測定することによって、回路定数測定器２０は電子回路基板１のグランド３０に対するコモンモード・インピーダンスを測定する。ここで、治具３は治具本体４と蓋体５とから構成されており、治具３内に電子回路基板１を取り付ける際は、蓋体５を外した状態で作業を行うことができ、取付作業の作業性が向上する。
【００２２】
また、誘電体ブロック３の高さを調節するなどして、電子回路基板１の設定位置（すなわち、電子回路基板１と治具３との間の距離）を変化させることができるので、電子回路基板１とグランド３０との容量性結合を変化させ、各電子回路基板１のコモンモード・インピーダンスの測定値の差が顕著となるような位置に電子回路基板１を設置して、コモンモード・インピーダンスの測定を行うことができ、各電子回路基板１のコモンモード・インピーダンスの差を精度良く、定量的に測定することができる。
【００２３】
【発明の効果】
上述のように、請求項１の発明は、金属製の箱体からなる治具本体の内部底面に配置された誘電体ブロック上に被測定回路基板を載置し、被測定回路基板の入出力端子の少なくとも一部を短絡し、治具本体に設けられた接続部材と被測定回路基板の短絡された入出力端子とを導電線で接続し、接続部材とインピーダンス測定器とを同軸ケーブルで接続し、インピーダンス測定器から同軸ケーブルと接続部材と導電線とを介して被測定回路基板に信号を印加し、その反射率を測定することによってインピーダンスを測定しており、被測定回路基板の短絡された入出力端子とグランドとの間に信号を印加しているので、被測定回路基板と治具本体、すなわち、グランドとの容量結合を高めることによって、測定値の絶対値を小さくして、被測定回路基板とグランドとの間のコモンモード・インピーダンスを精度良く測定できるという効果がある。しかも、静電シールド効果を有する金属製の箱体内部に被測定回路基板を収納しているので、治具本体の周囲にある人体や導体などの外乱の影響を受けにくくすることができ、再現性の良い測定を行うことができるという効果がある。さらに、治具本体が金属から形成されているので、被測定回路基板とグランドとの容量結合を高めることができ、インピーダンス測定値の絶対値を下げて、精度の高い測定を行うことができるという効果がある。そのうえ、被測定回路基板を誘電体ブロックを介して治具本体に配置しており、被測定回路基板と治具本体との容量結合をさらに高めることができるので、インピーダンス測定値の絶対値を下げて、精度の高い測定を行うことができるという効果がある。
【００２４】
請求項２の発明は、被測定回路基板と治具本体の内部底面との間の距離を変化させて測定を行っており、被測定回路基板と治具本体の内部底面との間の距離を、各被測定回路基板のコモンモード・インピーダンスの差が顕著となるような距離に調整して、インピーダンス測定を行うことができるので、各被測定回路基板のコモンモード・インピーダンスの差を精度良く、定量的に測定できるという効果がある。
【００２５】
請求項３の発明は、内部底面に配置された誘電体ブロック上に入出力端子間が短絡された被測定回路基板を載置した状態で収納し、一面に設けられた貫通型の同軸コネクタと被測定回路基板の短絡された入出力端子とが導電線で接続された金属製の治具と、同軸コネクタに同軸ケーブルを介して接続され、被測定回路基板に信号を印加しその反射率を測定することによって、インピーダンスを測定するインピーダンス測定器とから構成されており、被測定回路基板の短絡された入出力端子とグランドとの間に信号を印加することによって、被測定回路基板とグランドとの間のコモンモード・インピーダンスを測定できるという効果がある。さらに、治具の側面に同軸コネクタを配設しているので、治具の内側の同軸コネクタに校正治具を接続することにより、治具のインピーダンスの校正を行うことができるという効果がある。
【００２６】
請求項４の発明は、上記治具が、一面開口した治具本体と、治具本体の開口を塞ぐ蓋体とからなり、治具本体の開口端に蓋体との接触面積を大きくするためのフランジ部を設けているので、蓋体を取り外した状態で被測定回路基板の取り付けなどの作業を行うことができ、作業性が向上するという効果がある。さらに、治具本体の開口端にフランジ部を設けることにより、治具本体と蓋体との容量結合を高めることができるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のインピーダンス測定装置を示す概略構成図である。
【図２】（ａ）は同上の治具の断面図であり、（ｂ）は同上の治具を校正するための校正治具を示す図である。
【図３】同上の電子回路基板の接続状態を示す上面図である。
【図４】従来のインピーダンス測定装置を示す側面図である。
【符号の説明】
１  電子回路基板
２  誘電体ブロック
３  治具
４  治具本体
５  蓋体
７，８，１０  Ｎ型同軸コネクタ
９  同軸ケーブル
１１  導電線
２０  回路定数測定器
３０  グランド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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