JP2006071383A

JP2006071383A - 電磁波妨害信号の発生源特定方法

Info

Publication number: JP2006071383A
Application number: JP2004253591A
Authority: JP
Inventors: Tetsuji Kawada; 哲司川田; Masayasu Okazaki; 雅泰岡崎
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2004-08-31
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2006-03-16

Abstract

【課題】比較的容易に且つ比較的短時間で電磁波妨害信号の発生源を特定することができるようにすることを目的とする。
【解決手段】電磁波妨害信号の所定周波数範囲の周波数領域情報を得、この周波数領域情報のピークを検出して側波帯を検出し、この検出した側波帯を所定時間取得し、この所定時間取得した側波帯の時間的レベル変化の周期性を検出してこの電磁波妨害信号の時間領域情報の周期及びデューティを得、この時間領域情報の周期及びデューティに基づいて、この電磁波妨害信号の発生源を特定するようにしたものである。
【選択図】図１

Description

本発明はデジタル回路を有する電子機器の電磁波妨害信号の発生源を特定するのに適用して好適な電磁波妨害信号の発生源特定方法に関する。

一般にデジタル回路を有する電子機器の動作により生じる電磁波妨害信号（ＥＭＩ）のほとんどは、クロック信号やデジタル伝送信号に代表される矩形波の基本波とその高調波に起因している。

近年のデジタル回路を有する電子機器は、図７に示す如く複数の機能モジュールによって構成されており、この場合複数の周波数のクロック信号により動作する。これら複数の周波数のクロック信号は、通常、ある一つの周波数を逓倍もしくは分周することで作り出されている。

そのため、このデジタル回路の動作により発生する電磁波妨害信号（ＥＭＩ）は複数の周波数のクロック信号もしくはそれに同期するデジタル伝送信号等による基本波やその高調波が、複雑に重畳していることが多くなっている。

一般的に、電磁波妨害対策はこの電磁波妨害信号の発生源と伝達経路を調査しながら進める。この電磁波妨害信号の発生源の調査方法としては、図７に示す如く、電界プローブや電流プローブ等の検査プローブ１を用いて、基板、シャーシ、ケーブル上に流れる電磁波妨害対策対象となる周波数の電流を観測する方法があげられる。

また、従来特許文献１に記載の如き電磁波放射測定方法が提案されている。
特開２００１−３４３４０９号公報

ところで、例えば図７に示すように周波数ｆ１の電磁波妨害信号の発生源２と伝達経路を調査する場合、従来の調査方法では他の機能モジュール３、４及び５のクロック信号の周波数がｆ２、ｆ３及びｆ４で之等の高調波がｆ１＝２×ｆ２＝３×ｆ３＝４×ｆ４と調査しようとする電磁波妨害信号の周波数ｆ１と重畳している場合、この電磁波妨害信号の周波数ｆ１とその他の高調波２×ｆ２、３×ｆ３、４×ｆ４との切り分けが行えず、電磁波妨害信号の発生源や伝達経路が複数複雑に観測されて、電磁波妨害信号の主要因となっている発生源と伝達経路の特定が困難であり、この電磁波妨害信号の発生源の調査に長時間を要する不都合があった。

また特許文献１に記載の技術では電磁波妨害信号の測定はできるが、デジタル回路を有する電子機器の電磁波妨害信号の発生源を特定することはできない。

本発明は斯る点に鑑み、比較的容易に且つ比較的短時間で電磁波妨害信号の発生源を特定することができるようにすることを目的とする。

本発明電磁波妨害信号の発生源特定方法は電磁波妨害信号の所定周波数範囲の周波数領域情報を得、この周波数領域情報のピークを検出して側波帯を検出し、この検出した側波帯を所定時間取得し、この所定時間取得した側波帯の時間的レベル変化の周期性を検出してこの電磁波妨害信号の時間領域情報の周期及びデューティを得、この時間領域情報の周期及びデューティに基づいて、この電磁波妨害信号の発生源を特定するようにしたものである。

斯る本発明によれば電磁波妨害信号の所定周波数範囲の周波数領域情報から時間領域情報の特徴とする周期及びデューティを得、この時間領域情報の特徴とする周期及びデューティに基づいて、電磁波妨害信号の発生源を特定するようにしたので、この電磁波妨害信号の周波数と他の機能モジュールのクロック信号の周波数の高調波とが重畳した場合でも、電磁波妨害信号の発生源を区別することができ、比較的容易に且つ比較的短時間で電磁波妨害信号の発生源を特定することができる。

また、本発明電磁波妨害信号の発生源特定方法は電磁波妨害信号の所定周波数範囲の周波数領域情報を得、この周波数領域情報のピークを検出して側波帯を検出し、この検出した側波帯の周波数及びレベルを検出し、この検出した側波帯の周波数及びレベルよりこの電磁波妨害信号の周波数領域情報の変調度及び変調周波数を演算し、この周波数領域情報の変調度及び変調周波数に基づいて、この電磁波妨害信号の発生源を特定するようにしたものである。

斯る本発明によれば電磁波妨害信号の所定周波数範囲の周波数領域情報から周波数領域情報の特徴とする変調度及び変調周波数を得、この周波数領域情報の特徴とする変調度及び変調周波数に基づいて、電磁波妨害信号の発生源を特定するようにしたので、この電磁波妨害信号の周波数と他の機能モジュールのクロック信号の周波数の高調波とが重畳した場合でも、電磁波妨害信号の発生源を区別することができ、比較的容易に且つ比較的短時間で電磁波妨害信号の発生源を特定することができる。

また、本発明電磁波妨害信号の発生源特定方法は電磁波妨害信号の所定周波数範囲の周波数領域情報を得、この周波数領域情報のピークを検出して側波帯を検出し、この検出した側波帯を所定時間取得し、この所定時間取得した側波帯の時間的レベル変化の周期性を検出して、この電磁波妨害信号の時間領域情報の周期及びデューティを得ると共にこの検出した側波帯の周波数及びレベルを検出し、この検出した側波帯の周波数及びレベルよりこの電磁波妨害信号の周波数領域情報の変調度及び変調周波数を演算し、この時間領域情報の周期及びデューティとこの周波数領域情報の変調度及び変調周波数とに基づいて、この電磁波妨害信号の発生源を特定するようにしたものである。

本発明によれば、電磁波妨害信号の周波数と他の機能モジュールのクロック信号の周波数の高調波とが重畳した場合でも、電磁波妨害信号の発生源を区別することができ、比較的容易に且つ比較的短時間で電磁波妨害信号の発生源を特定することができる。

以下、図面を参照して本発明電磁波妨害信号の発生源特定方法を実施するための最良の形態の例を説明する。

図２は、本例による電磁波妨害信号の発生源特定方法を実施するための構成例を示し、図２において、１０は電磁波妨害評価や電磁波妨害対策検討を行う設備で例えば電波暗室である。

本例においてはこの電波暗室１０の所定位置に図７に示す如き電磁波妨害信号の発生源を特定しようとする電子機器即ち被試験機器１１を配する如くする。

また、この電波暗室１０の所定位置に被試験機器１１が発生する電磁波妨害信号等を検出するアンテナ１２が設けられており、このアンテナ１２よりの電磁波妨害信号等の検出信号をこの電波暗室１０の外に設けられた測定システム１３に供給する。

尚、電磁波妨害対策検討においては、電磁波妨害信号をコモンモード電流やコモンモード電圧として間接的に評価する機材例えばWorkbench Faraday Cageを応用した評価装置や電流プローブ等を代用としてもよい。

この測定システム１３は、スペクトラムアナライザ、電磁波妨害信号（ＥＭＩ）レシーバ、高周波（ＲＦ）アンプ、高周波（ＲＦ）スイッチ等より構成され、コンピュータ等より成る制御装置１４により制御される。この場合測定システム１３のインターフェースはＧＰＩＢ（General Purpose Interface Bus）等を介して自動的に制御される場合が多い。

コンピュータ等より成る制御装置１４は、ＧＰＩＢ等を介して電波暗室１０や測定システム１３を制御し、測定システム１３により測定したデータの収集と解析を行うと共に本例による図１に示すフローチャートによる電磁波妨害信号の発生源特定方法を実行する。図２において、１５は種々の表示を行うモニターである。

この図１のフローチャートにおいては、開始後、先ずステップＳ１で、測定器であるスペクトラムアナライザにおいて、測定対象の電磁波妨害信号の周波数ｆｅを定義（設定）する。この電磁波妨害信号の周波数ｆｅは、図３に示す如きＥＭＩ規格に基づく通常の評価で得られるスペクトラムデータから得られる周波数データである。図３はＥＭＩ規格に基づく３０ＭＨＺ〜１ＧＨＺのスペクトラムデータの例を示す。図３において、線ａは規格値である。

また、このステップＳ１で、スペクトラムアナライザにおいて、側波帯測定周波数上限ｆｓｍａｘと側波帯測定周波数下限ｆｓｍｉｎとを定義（設定）し、所定周波数範囲を決める。この周波数上限ｆｓｍａｘ及び周波数下限ｆｓｍｉｎは測定器の性能と測定にかける時間から決定されるが、一般的には周波数下限ｆｓｍｉｎは数ＫＨＺ〜数１０ＫＨＺ程度に、周波数上限ｆｓｍａｘは数１００ＫＨＺ程度に定義（設定）される。

また、このステップＳ１において、検出する側波帯の数である検出側波帯数Ｎｓを設定（定義）する。この検出側波帯数Ｎｓは搬送波の上側及び下側の側波帯の組数でカウントする。この検出側波帯数Ｎｓは多いほど測定に要する時間が長くなるため通常は１〜４とする。

また、このステップＳ１でタイムドメイン情報取得時間Ｔｔを設定（定義）する。このタイムドメイン情報取得時間Ｔｔは、周波数領域情報（周波数ドメインデータ）の連続取得を続ける時間のことで、被試験機器１１により決めるとよい。タイムドメイン情報取得時間Ｔｔを長く設定すると、それだけ測定時間が長くなる。通常は数秒から数１０秒に設定する。

その後、この電磁波妨害信号の搬送波周波数ｆｃの測定を行う。この搬送波周波数ｆｃは電磁波妨害信号の周波数ｆｅの中心周波数であり、最大ピーク値を示す周波数であり、この電磁波妨害信号の周波数ｆｅを詳細に測定することで得られる。

次に、スペクトラムアナライザのＳＰＡＮ（測定用周波数範囲）を設定する（ステップＳ３）。このＳＰＡＮは搬送波周波数ｆｃを中心周波数としたときに、側波帯測定の周波数下限ｆｓｍｉｎが十分観測できるようにこの周波数下限ｆｓｍｉｎの２倍よりやや大きい任意の値Ｓｎをかけた値とする。
ＳＰＡＮ＝２×ｆｓｍｉｎ×Ｓｎ
とし、任意の値Ｓｎを通常１．５とした値に設定する。

次にスペクトラムアナライザの分解能帯域幅ＲＢＷ（Resolution Band Width）を設定する（ステップＳ４）。この分解能帯域幅ＲＢＷは測定速度と測定精度との兼ね合いで決定する。測定速度を優先する場合は、上述ＳＰＡＮを割る分母を小さく設定し、測定精度を優先する場合には、上述ＳＰＡＮを割る分母を大きく設定する。一般的にはＳＰＡＮ／１０〜ＳＰＡＮ／５０に設定する。本例においては
ＲＢＷ＝ＳＰＡＮ／２０
と設定する。

本例においては、上述条件でスペクトラムデータ（周波数領域情報）を制御装置（コンピュータ）１４に取得する。このスペクトラムデータを例えば積算平均を行い必要十分に安定したデータとする。

次にこのスペクトラムデータ（周波数領域情報）からピーク検出を行う（ステップＳ６）。この検出したピークは例えば図４に示す如く、搬送波、側波帯、そしてノイズとから成っている。ここでいうノイズは例えば外来電波等、周波数的な特徴を分析しようとする電磁波妨害信号に無関係な部分から生じるものである。

次に検出した図４に示す如きピークより側波帯を選別し、側波帯の周波数ｆｓを検出する（ステップＳ７）。この場合搬送波を中心にしてその上側及び下側に対象関係にあるピークの組を側波帯とする。一般にデジタル回路による電磁波妨害信号は両側側波帯を持つので、両側側波帯の関係にないピークは側波帯ではないと判断する。図４例では３つの側波帯１、２及び３が存在する。

次に検出された側波帯の数がステップＳ１で設定した数Ｎｓ例えば２以上になったかどうかを判断し（ステップＳ８）、検出された側波帯の数が設定した側波帯数Ｎｓに満たないときはスペクトラムアナライザのＳＰＡＮを２倍とし（ステップＳ９）、このＳＰＡＮが側波帯測定周波数上限ｆｓｍａｘを十分観測できる周波数範囲ｆｓｍａｘ×２（×Ｓｎ）以内であるかどうかを判断し（ステップＳ１０）、以内であるときにはステップＳ４、ステップＳ５、ステップＳ６、ステップＳ７、ステップＳ８、ステップＳ９、ステップＳ１０を繰り返す。

このステップＳ１０でこのＳＰＡＮが側波帯測定周波数上限ｆｓｍａｘを十分観測できる周波数範囲ｆｓｍａｘ×２（×Ｓｎ）を超えたときは検出側波帯数があるかどうかを判断し（ステップＳ１１）、このステップＳ１１で検出側波帯が無いと判断したときには周波数領域情報の特徴が無いとする（ステップＳ１２）。

ステップＳ８で検出した側波帯の数が設定した側波帯数Ｎｓ以上になったときは、このスペクトラムアナライザの設定による測定で得られた周波数ドメインデータ（周波数領域情報）をステップＳ１で設定した取得時間Ｔｔの間測定し、時間領域情報（タイムドメインデータ）として蓄積する（ステップＳ１３）。このステップＳ１３で得られる時間領域情報としては図５例に示す如く横軸を時間軸とし縦軸をレベルとし時間Ｔｔ間の搬送波及び側波帯の時間レベル変化曲線が得られる。

ステップＳ１１において、検出された側波帯の数は設定した側波帯数Ｎｓに満たないが、いくつかの側波帯が検出されたときはＳＰＡＮを検出された側波帯の最大周波数ｆｓの２倍よりやや大きく、最大ｆｓ×２（×Ｓｎ）に設定する（ステップＳ１４）。

また、分解能帯域幅ＲＢＷについては測定速度が低下する場合は、このＳＰＡＮの拡大に応じて広げた値を設定し（ステップＳ１５）、ステップＳ１３に移行する。

本例においては、ステップＳ１３で得られた時間領域情報の搬送波及び側波帯の時間的レベル変化の周期性を検出する（ステップＳ１６）。このステップＳ１６において、周期性が検出されたかどうかを判断し（ステップＳ１７）、周期性が無いと判断したときは時間領域情報（タイムドメインデータ）の特徴無しとする（ステップＳ１８）。

ステップＳ１７で周期性有りと判断したときには、図５に示す如きこの周期及びデューティを、この電磁波妨害信号の時間領域情報（タイムドメインデータ）の特徴とする（ステップＳ１９）。

また、本例においては、ステップＳ１３で得られた図５に示す如き、時間領域情報（タイムドメインデータ）を平均化し、搬送波及び側波帯の夫々の周波数及びレベル演算し（ステップＳ２０）、図６に示す如き搬送波及び側波帯の夫々の周波数及びレベルを得る。

次に、この搬送波及び側波帯の夫々の周波数及びレベルより、例えば図６に示す如き変調度ΔｄＢ１、ΔｄＢ２、・・・ΔｄＢ６及び変調周波数（ｆｃ−ｆｓ１、ｆｃ＋ｆｓ１）、（ｆｃ−ｆｓ２、ｆｃ＋ｆｓ２）、（ｆｃ−ｆｓ３、ｆｃ＋ｆｓ３）を演算し（ステップＳ２１）、この変調度及び変調周波数をこの電磁波妨害信号の周波数領域情報（周波数ドメインデータ）の特徴とする（ステップＳ２２）。

本例においては、ステップＳ１９で得られる時間領域情報の周期、デューティ及び／又はステップＳ２２で得られる周波数領域情報の変調度、変調周波数に基づいて、図７に示す如き電子機器の電磁波妨害信号の発生源を特定するようにする。

本例によれば、電磁波妨害信号の所定周波数範囲の周波数領域情報から時間領域情報の特徴とする周期、デューティ及び／又は周波数領域情報の特徴とする変調度、変調周波数を得、この時間領域情報の特徴とする周期、デューティ及び／又は周波数領域情報の特徴とする変調度、変調周波数に基づいて、電磁波妨害信号の発生源を特定するようにしたので、この電磁波妨害信号の周波数と他の機能モジュールのクロック信号の周波数の高調波とが重畳した場合でも、電磁波妨害信号の発生源を区別することができ、比較的容易に且つ比較的短時間で電磁波妨害信号の発生源を特定することができる。

尚本発明は上述例に限ることなく本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が採り得ることは勿論である。

本発明電磁波妨害信号の発生源特定方法を実施するための最良の形態の例の説明に供するフローチャートである。図１を実施するための構成システムの例を示す構成図である。本発明の説明に供する線図である。本発明の例の説明に供する線図である。本発明の例の説明に供する線図である。本発明の例の説明に供する線図である。従来の例の説明に供する構成図である。

符号の説明

１０…電波暗室、１１…被試験機器、１２…アンテナ、１３…測定システム、１４…制御装置

Claims

電磁波妨害信号の所定周波数範囲の周波数領域情報を得、該周波数領域情報のピークを検出して側波帯を検出し、前記検出した側波帯を所定時間取得し、該所定時間取得した側波帯の時間的レベル変化の周期性を検出して前記電磁波妨害信号の時間領域情報の周期及びデューティを得、該時間領域情報の周期及びデューティに基づいて、前記電磁波妨害信号の発生源を特定するようにしたことを特徴とする電磁波妨害信号の発生源特定方法。
電磁波妨害信号の所定周波数範囲の周波数領域情報を得、該周波数領域情報のピークを検出して側波帯を検出し、前記検出した側波帯の周波数及びレベルを検出し、該検出した側波帯の周波数及びレベルより前記電磁波妨害信号の周波数領域情報の変調度及び変調周波数を演算し、該周波数領域情報の変調度及び変調周波数に基づいて、前記電磁波妨害信号の発生源を特定するようにしたことを特徴とする電磁波妨害信号の発生源特定方法。
電磁波妨害信号の所定周波数範囲の周波数領域情報を得、該周波数領域情報のピークを検出して側波帯を検出し、前記検出した側波帯を所定時間取得し、該所定時間取得した側波帯の時間的レベル変化の周期性を検出して、前記電磁波妨害信号の時間領域情報の周期及びデューティを得ると共に前記検出した側波帯の周波数及びレベルを検出し、該検出した側波帯の周波数及びレベルより前記電磁波妨害信号の周波数領域情報の変調度及び変調周波数を演算し、前記時間領域情報の周期及びデューティと前記周波数領域情報の変調度及び変調周波数とに基づいて、前記電磁波妨害信号の発生源を特定するようにしたことを特徴とする電磁波妨害信号の発生源特定方法。