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あいち産業科学技術総合センター

研究報告 2022

研究論文

電源ケーブルの長さが放射ノイズ測定に及ぼす影響
浅 井 徹 *1

Effect of Power Cable Length on Radiated Disturbance Measurements
Tohru ASAI *1
Research Support Department *1
30MHz~300MHz の 放 射 エ ミ ッ シ ョ ン 測 定 に お い て 、 供 試 品 に 接 続 さ れ る 電 源 ケ ー ブ ル の 長 さ の 違 い が試験結果に与える影響について検証を行った。その結果、同じ測定設備でも電源ケーブルの長さの違いで異 な る 測 定 値 と な っ た が 、 VHF-LISN を 接 続 し 、 VHF-LISN か ら 供 試 品 ま で の 電 源 ケ ー ブ ル の 長 さ が 同じであれば、ばらつきが小さくなることを確認した。類似の測定設備でも同様の傾向が得られたが、VHF-LISN の 筐 体 が 金 属 製 の 床 面 と 接 し て い な い 設 備 と の 間 で は ば ら つ き が 残 っ た 。

1. はじめにし、各周波数において最大となる値を測定結果とした。

EMC 試験における大きな課題の一つとして、試験結周波数は 30MHz~1GHz の範囲を測定したが、300MHz果の再現性が得られにくいことが挙げられる。
供試品(EUT)の電源を EMC 測定設備(電波暗室)の電源供給用コンセントからとるに当たり、供試品の電源ケ以上の周波数における測定値はほぼフロアノイズに近いため、測定結果を比較する周波数は 30MHz~300MHzの範囲とした。

ーブルの長さが供試品によって異なったり、測定設備によって電源供給用コンセントの位置が異なるため、延長コードを使用して電源ケーブルの長さを長くして電源をとる場合もある。
本研究では、供試装置に接続される電源ケーブルに焦点を当て、電源ケーブルの長さが放射エミッション測定の結果に与える影響について異なる試験条件の比較実験により検証を行った。

2. 実験方法
2.1 測定環境について
2.1.1 使用した供試品
本研究では、電源ケーブル(長さ 1.5m)付きレセプタク

図1

供試品および電源ケーブルの配置
表1

測定に使用した機材

機器名

EMI レシーバメーカー、型番

Rohde&Schwarz ESU26

プリアンプ

tsj MLA-10K01-B01-38

アンテナ

Schwarzbeck VULB9160

ルに取り付けられた LED 電球(消費電力 9W)を供試品として取り上げた。LED 電球を高さ 0.8m の机(1.5m×2.2 電源線について1m)上の中心に設置し、ターンテーブルの中心に置かれ2.2.1 長さについてるようにした。LED 電球に接続される電源ケーブルを実際の測定において、電源供給用コンセントまで電源机の端まで 0.5m はわせ、そこから床面に垂らし、ターケーブル の長さを延長する場合には延長コード等を使う

ンテーブル中心にある電源供給用コンセントに接続した場合が多いため、図 2 に示す異なる長さの延長コードを(図 1)。

複数用意し、延長コードを入れ替えることで長さの違い

2.1.2 測定条件による測定結果への影響を確認することとした。本研究

測定は当センター本部(共同研究支援部)で保有する電では、延長コードの長さとして 28cm(以下、延長コード

波暗室において表 1 に示す機材を使用して放射エミッシ①)、80cm(以下、延長コード②)、310cm(以下、延長コョン測定を行った。供試品を 360 度回転させながら測定ード③)の 3 種類を用意した。

*1 共同研究支援部

試作評価室

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較条件を揃えるために、測定距離は 3m とした。
2.3.2 簡易暗室での測定
当センターでは、共同研究支援部以外にも産業技術センターにて簡易暗室(6 面暗室)を保有している。床面に金属板を敷設し、共同研究支援部と同じ 5 面暗室の状態にて測定を行った(図 5)。
図2使用した延長コード

2.2.2 VHF-LISN の利用について今回、VHF-LISN(電源ラインインピーダンス整合回路網、協立テクノロジー製 TNW-4602)の有無による測定結果への影響についても確認を行った。前項で記した延長コードの利用を想定して、表 2 に示す 3 通りの接続方法にて測定を行った。図 3 は接続状態がわかるよう、床面に置いた状態の写真を示した。
表2名称
接続状態 1接続状態 2接続状態 3

図410m 法暗室での測定

図5

簡易暗室での測定

接続状態

接続状態の説明
LED の電源ケーブルに延長コードを接続し、床面の電源供給用コンセ ントに接続する(VHF-LISN を使用しない)
LED の電源ケーブルに延長コードを接続し、さらに VHF-LISN を介して床面の電源供給用コンセントに接続する ( 図3 の上)
LED の電源ケーブルに VHF-LISN を接続した上で、延長コードを接続 し、床面の電源供給用コンセントに接 続する(図 3 の下 )3. 実験結果及び考察3.1 VHF-LISN を用いない場合の測定結果
VHF-LISN を用いなかった場合における 3 種類の電源ケーブルによる測定結果を図 6 に示す。

水平偏波

図3

VHF-LISN による延長

2.3 他の EMC 試験環境との比較について
2.3.1 10m 法暗室での測定

垂直偏波

当センター以外の測定設備でも同様な結果が得られるかを確認するため、埼玉県産業技術総合センターの10m 法暗室において測定を実施した(図 4)。ただし、比図6接続状態 1 の測定結果

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延長ケーブルの長さによって測定結果にばらつきが見

ル②の間の相関係数が水平偏波で 0.78 とばらつきは残られ、特に水平偏波については延長ケーブル①と延長ケる結果であった。接続状態 3 においては、3 種類のケーーブル②の間では相関係数が 0.77 となり、同じ測定環ブルの全ての組合せにおいて相関係数が水平偏波及び垂境によっても電源ケーブルの長さによって測定値が大き

直偏波ともに 0.98~0.99 となり、ばらつきが小さくなる

く異なることを示している。

結果となった。

3.2 VHF-LISN を用いた場合の測定結果
接続状態 2 における測定結果を図 7 に、接続状態 3 における測定結果を図 8 に示す。

VHF-LISN から供試品の間の電源ケーブルの長さが同じであれば、VHF-LISN から電源供給用コンセントの間の電源ケーブルの長さに関係なくばらつきが小さい測定結果が得られると考えられる。
3.3 10m 法暗室での測定結果
埼玉県産業技術総合センターの 10m 法暗室での、接続状態 3 における測定結果を図 9 に示す(比較参考として共同研究支援部において同じ接続状態で延長ケーブル①の結果をあわせてプロットした)。

水平偏波

水平偏波

垂直偏波

図7

接続状態 2 の測定結果

垂直偏波

図9

10m 法暗室での測定結果

3 種類のケーブルの全ての組合せにおいて相関係数は水平偏波

水平偏波及び垂直偏波ともに 0.99 となった。また、本部での測定結果との間での相関係数もいずれも水平偏波
では 0.95、垂直偏波では 0.94 となり、類似性の高い結果を得られることが分かった。
3.4 簡易暗室での測定結果
産業技術センターの簡易暗室での、接続状態 3 における測定結果を図 10 に示す(延長ケーブル③については設置スペースの都合で測定を行わなかった)。
垂直偏波

延長ケーブル①と延長ケーブル②の間の相関係数は水平偏波 0.97、垂直偏波 0.96 と類似性は高いものの、本

図8接続状態 3 の測定結果

部の測定結果との間の相関係数はケーブル①、ケーブル②とも水平偏波 0.86、垂直偏波 0.88 であり、10dB 以接続状態 2 においては、延長ケーブル①と延長ケーブ上の差が出る周波数帯も多く確認され、ばらつきは残る

29結果となった。の比較では垂直偏波にやや改善が見られた程度にとどまり、異なる測定設備とのばらつきに課題を残した。同一測定環境ではばらつきが少なくなっていることから、電源ケーブル以外の要因も含めて改善を検討する必要があると考えられる。

水平偏波

水平偏波

垂直偏波

図 10

簡易暗室での測定結果
垂直偏波

本部や埼玉県産業技術総合センターでの測定では
VHF-LISN の筐体を金属床面上に置いて測定を行ったが、産業技術センターでの測定はターンテーブル付近に

図 12

平編銅線による接地状態での測定結果

大きな金属グラウンド面がないため、非金属製のターン4. 結び

テーブル上に置いて計測を行った。
VHF-LISN は金属床面に接する形での使用が前提の

本研究の結果は、以下のとおりである。

補助装置となっており、VHF-LISN の筐体が金属グラ(1) 同じ測定設備でも、供試品の電源の長さが異なるこ

ウンド面に接しているか否かが測定結果に違う結果をもとで放射エミッションの測定結果にばらつきが発生たらしていると考え、VHF-LISN の筐体とグラウンドする。

を 5.5sq の平編銅線で接続することで疑似的に接している状態を作り出し、再度測定を行った(図 11)。

(2) VHF-LISN による電源のインピーダンスの安定化を図っても、VHF-LISN から供試品までの電源ケーブ
ル の長さが異なれば測定結果にばらつきが発生するが、長さが同じであれば VHF-LISN から電源供給用のコンセントまでの長さに関係なくばらつきは小さくなる。
(3) VHF-LISN の筐体が床面の金属グラウンドと接触していない状態では、VHF-LISN から供試品までの電源 ケーブル の長さが同じであってもばらつきが発生
図 11

平編銅線による VHF-LISN の接地する結果となる。VHF-LISN の筐体とグラウンドを平編銅線で接続してもわずかな改善にとどまった。

この状態における測定結果を図 12 に示す。
延長ケーブル①と延長ケーブル②の間の相関係数は水謝辞

平偏波、垂直偏波とも 0.98、本部の測定結果との間の本研究の実施に当たって、測定環境(電波暗室及び測相関係数はケーブル①、ケーブル②とも水平偏波 0.85、 定装置)の提供を頂きました埼玉県産業技術総合センタ
垂直偏波 0.92 であった。延長ケーブルの長さの違いにーの能戸崇行様、産業技術センターの竹中清人様にお礼

よるばらつきは小さくなったものの、本部の測定結果と申し上げます。