JP2007333416A - コモンモードノイズ検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板上で放射されている電磁波がコモンモードノイズによる電磁波なのか否かを正確に判別することができるコモンモードノイズ検出方法を提供する。
【解決手段】電界プローブ１（又は磁界プローブ２）の先端部１１ａをプリント配線基板１００の導電線路１１１，１１２を横切るように走査させ、電界成分（磁界成分）を、導電線路１１１，１１２上の位置及び導電線路１１１，１１２間の複数位置において検出する。導電線路１１１，１１２上の測定電界成分レベル（測定磁界成分レベル）の内の最大レベル値と導電線路１１１，１１２間の測定電界成分レベル（測定磁界成分レベル）の内の最小レベル値との差が、予め定められた基準レベルΔref以下か否かで、導電線路１１１，１１２上におけるコモンモードノイズの有無を判別する。
【選択図】図１

Description

この発明は、電磁界測定用プローブとスペクトラムアナライザ等の測定器とを用いてプリント配線基板上のコモンモードノイズを検出するためのコモンモードノイズ検出方法に関するものである。

従来、プリント配線基板の線路に侵入したノイズや基板から発生する電磁ノイズを検出する方法としては、電界プローブ，磁界プローブ又は電界磁界用プローブを線路上に接触させてノイズの電界成分及び磁界成分を検出し、当該線路上のノイズの電界成分や磁界成分のレベルをスペクトラムアナライザ等の測定器で測定して、ノイズの有無を判別する技術が開示されている（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。

特開２００５−１３４１６９号公報 特開２００３−３２１２４４号公報

しかし、上記した従来のノイズ検出方法では、プリント配線基板上のノイズの電磁界レベルを単に測定するだけであり、測定された電磁界がコモンモードノイズによるものであるのか、又はノーマルモード信号によるものであるのかを判別することができない。放射される電磁ノイズで実際に問題となるのは、コモンモードノイズであり、このコモンモードノイズを判別することはノイズ対策の効率化につながる。このため、コモンモードノイズを正確に判別することができる技術の提案が期待されていた。

この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、基板上で放射されている電磁波がコモンモードノイズによる電磁波なのか否かを正確に判別することができるコモンモードノイズ検出方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、電界プローブの先端を基板上の所定位置に近接させて、基板面に垂直な方向の電界成分を検出し、この検出した電界成分のレベルを測定することにより、コモンモードノイズの有無を判別するコモンモードノイズ検出方法であって、電界プローブの先端を隣り合う一対の導電線路を横切るように移動させて、各導電線路上における電界成分と当該一対の導電線路の間の複数位置における電界成分とを検出し、各検出位置における電界成分のレベルを測定し、測定した電界成分レベルに基づいて、コモンモードノイズの有無を判別する構成とした。
かかる構成により、各導電線路上における電界成分のレベルと当該一対の導電線路の間の複数位置における電界成分のレベルとを確認することができる。ところで、これらの電界成分は、一対の導電線路をそれぞれ流れる一対の電流による電界の重畳電界である。すなわち、電界成分は、一対の導電線路をそれぞれ流れる電荷による電界の重畳電界の成分であると考えられる。したがって、ノーマルモード信号が一対の導電線路を流れる場合には、逆極性の電荷によって電界が生成され、コモンモードノイズが一対の導電線路を流れる場合には、同極性の電荷によって電界が生成される。このため、コモンモードノイズが流れている場合における導電線路上及び一対の導電線路間の電界成分レベルの分布が、コモンモードノイズが流れていない場合に比べて、明らかに異なる。したがって、測定した電界成分レベルに基づいて、コモンモードノイズが一対の導電線路に流れているか否かを容易に判別することができる。

請求項２の発明は、請求項１に記載のコモンモードノイズ検出方法において、一対の導電線路上の電界成分レベルのうちの最大の電界成分レベルと、一対の導電線路の間の電界成分のうちの最小の電界成分レベルとの差が、一定基準レベル以下の場合に、当該一対の導電線路上にコモンモードノイズが存在すると判断する構成とした。
ノーマルモード信号が一対の導電線路を流れる場合には、電界が、逆極性の電荷によって生成されるので、一対の導電線路の間のほぼ中央部で検知される電界成分のレベルはほぼゼロになる。このため、この電界成分のレベルと導電線路上で検知される電界成分のレベルとの差は非常に大きくなる。これに対して、コモンモードノイズが一対の導電線路を流れる場合には、電界が、同極性の電荷によって生成されるので、一対の導電線路の間のほぼ中央部で検知される電界成分のレベルがかなり高くなる。この結果、この電界成分のレベルと導電線路上で検知される電界成分のレベルとの差が、非常に小さくなる。したがって、一対の導電線路上の電界成分レベルのうちの最大の電界成分レベルと一対の導電線路の間の電界成分のうちの最小の電界成分レベルとの差が一定基準レベル以下か否かを判断することで、コモンモードノイズの有無を正確に判別することができる。

請求項３の発明は、請求項１に記載のコモンモードノイズ検出方法において、一対の導電線路上の電界成分レベルの差が、一定基準レベル以上の場合に、当該一対の導電線路上にコモンモードノイズが存在すると判断する構成とした。
ノーマルモード信号が流れている導電線路にコモンモードノイズが侵入した場合には、一対の導電線路上の電界成分レベルのうちの最大の電界成分レベルと一対の導電線路の間の電界成分のうちの最小の電界成分レベルとの差が大きくなり、ノーマルモード信号のみが導電線路上を流れてる場合と判別することができなくなるおそれがある。しかし、ノーマルモード信号が流れている導電線路にコモンモードノイズが侵入した場合には、一対の導電線路上の電界成分レベルの差が、コモンモードノイズのみが導電線路上を流れている場合に比べて非常に大きくなる。このため、一対の導電線路上の電界成分レベルの差が一定基準レベル以上か否かを判断することで、ノーマルモード信号が流れている導電線路にコモンモードノイズが侵入しているか否かを正確に判別することができる。

請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のコモンモードノイズ検出方法において、電界プローブの先端の幅を、一対の導電線路間の間隙の３分の１未満に設定した構成とする。
かかる構成により、電界プローブの先端を一対の導電線路間の３点以上の位置に位置させることができるので、導電線路間における狭ピッチの詳しい走査が可能となる。

請求項５の発明は、磁界プローブの先端を基板上の所定位置に近接させて、基板面に水平な方向の磁界成分を検出し、この検出した磁界成分のレベルを測定することにより、コモンモードノイズの有無を判別するコモンモードノイズ検出方法であって、磁界プローブの先端を隣り合う一対の導電線路を横切るように移動させて、各導電線路上における磁界成分と当該一対の導電線路の間の複数位置における磁界成分とを検出し、各検出位置における磁界成分のレベルを測定し、測定した磁界成分レベルに基づいて、コモンモードノイズの有無を判別する構成とした。
かかる構成により、各導電線路上における磁界成分のレベルと当該一対の導電線路の間の複数位置における磁界成分のレベルとを確認することができる。ところで、これらの磁界成分は、一対の導電線路をそれぞれ流れる一対の電流による磁界の重畳磁界である。したがって、ノーマルモード信号が一対の導電線路を流れる場合には、逆方向の電流によって磁界が生成され、コモンモードノイズが一対の導電線路を流れる場合には、同方向の電流によって磁界が生成される。このため、コモンモードノイズが流れている場合における導電線路上及び一対の導電線路間の磁界成分レベルの分布が、コモンモードノイズが流れていない場合に比べて、明らかに異なる。したがって、測定した磁界成分レベルに基づいて、コモンモードノイズが一対の導電線路に流れているか否かを容易に判別することができる。

請求項６の発明は、請求項５に記載のコモンモードノイズ検出方法において、一対の導電線路上の磁界成分レベルのうちの最大の磁界成分レベルと、一対の導電線路の間の磁界成分のうちの最小の磁界成分レベルとの差が、一定基準レベル以下の場合に、当該一対の導電線路上にコモンモードノイズが存在すると判断する構成とした。
ノーマルモード信号が一対の導電線路を流れる場合には、磁界が、逆方向の電流によって生成されるので、一対の導電線路の間のほぼ中央部で検知される磁界成分のレベルはほぼゼロになる。このため、この磁界成分のレベルと導電線路上で検知される磁界成分のレベルとの差は非常に大きくなる。これに対して、コモンモードノイズが一対の導電線路を流れる場合には、磁界が、同方向の電流によって生成されるので、一対の導電線路の間のほぼ中央部で検知される磁界成分のレベルがかなり高くなる。この結果、この磁界成分のレベルと導電線路上で検知される磁界成分のレベルとの差が、非常に小さくなる。したがって、一対の導電線路上の磁界成分レベルのうちの最大の磁界成分レベルと一対の導電線路の間の磁界成分のうちの最小の磁界成分レベルとの差が一定基準レベル以下か否かを判断することで、コモンモードノイズの有無を正確に判別することができる。

請求項７の発明は、請求項５に記載のコモンモードノイズ検出方法において、一対の導電線路上の磁界成分レベルの差が、一定基準レベル以上の場合に、当該一対の導電線路上にコモンモードノイズが存在すると判断する構成とした。
ノーマルモード信号が流れている導電線路にコモンモードノイズが侵入した場合には、一対の導電線路上の磁界成分レベルのうちの最大の磁界成分レベルと一対の導電線路の間の磁界成分のうちの最小の磁界成分レベルとの差が大きくなり、ノーマルモード信号のみが導電線路上を流れてる場合と判別することができなくなるおそれがある。しかし、ノーマルモード信号が流れている導電線路にコモンモードノイズが侵入した場合には、一対の導電線路上の磁界成分レベルの差が、コモンモードノイズのみが導電線路上を流れている場合に比べて非常に大きくなる。このため、一対の導電線路上の磁界成分レベルの差が一定基準レベル以上か否かを判断することで、ノーマルモード信号が流れている導電線路にコモンモードノイズが侵入しているか否かを正確に判別することができる。

請求項８の発明は、請求項５ないし請求項７のいずれかに記載のコモンモードノイズ検出方法において、磁界プローブの先端の幅を、一対の導電線路間の間隙の３分の１未満に設定した構成とする。
かかる構成により、磁界プローブの先端を一対の導電線路間の３点以上の位置に位置させることができるので、導電線路間における狭ピッチの詳しい走査が可能となる。

以上詳しく説明したように、この発明に係るコモンモードノイズ検出方法によれば、導電線路上及び一対の導電線路間の電界成分や磁界成分のレベルを測定し、測定した電界成分レベルや磁界成分レベルに基づいて、コモンモードノイズが導電線路上を流れているか否か判断する構成であるので、特別な器具を要することなく、コモンモードノイズの判別を容易且つ正確に行うことができるという優れた効果がある。
特に、請求項４及び請求項８の発明によれば、電界プローブや磁界プローブを導電線路間において狭ピッチで詳しく走査することができるので、より高精度な判別が可能となる。

以下、この発明の最良の形態について図面を参照して説明する。

図１は、この発明の第１実施例に係るコモンモードノイズ検出方法を示す斜視図であり、図２は、この実施例のコモンモードノイズ検出方法に適用される電界プローブの正面図である。

この実施例のコモンモードノイズ検出方法は、図１に示すように、電界プローブ１とアンプ３とスペクトラムアナライザ４とコンピュータ５とを用いて実行することができる。

電界プローブ１は、プリント配線基板１００における近傍電磁界の電界成分を検出するための周知の器具である。電界プローブ１は、例えば、図２に示すように、同軸ケーブルから成るセミリッジドケーブル１０内に、芯線１１を設け、芯線１１の先端部１１ａを外部に露出させた構造を成す。これにより、この芯線１１の先端部１１ａがアンテナとして作用し、プリント配線基板１００から放射される近傍電磁波の電界成分を検出することができる。
また、図１において、アンプ３は、電界プローブ１で検出した信号を増幅してスペクトラムアナライザ４に送る機器であり、コネクタ１２を通じて電界プローブ１に接続されている。
スペクトラムアナライザ４は、アンプ３を介して電界プローブ１から送られてきた電界成分のレベルを測定し、その検出位置と電界成分レベルとを対応付けてコンピュータ５に出力する。
コンピュータ５は、後述するように、検出位置と電界成分レベルとを示すスペクトラムアナライザ４からのデータに基づいて、コモンモードノイズの有無の判断演算を行う。

この実施例のコモンモードノイズ検出方法は、検出された電界成分がノーマルモード信号の電界成分か又はコモンモードノイズの電界成分かを判別する技術である。
図３は、電界プローブ１の走査方向と検出点とを示すプリント配線基板１００の平面図であり、図４は、線路間における検出位置数を説明するための概略図である。
この方法においては、まず、図３に示すように、電界プローブ１の先端部１１ａを、プリント配線基板１００や導電線路１１１，１１２の所定位置Ｐ１〜Ｐ７に近接させながら、隣り合う一対の導電線路１１１，１１２を横切るように移動させる。この際、図４に示すように、導電線路１１１，１１２間における検出位置を位置Ｐ３〜Ｐ５の３点に設定して、検出精度を高める。このため、この実施例では、電界プローブ１の先端部１１ａの幅ｄを、導電線路１１１，１１２間の間隙Ｗの３分の１未満に設定し、電界プローブ１を狭ピッチで３点以上の位置で検出することができるようにしている。なお、後述するように導電線路１１１，１１２の中央部位置の電界検出が重要となるので、導電線路１１１，１１２間では、奇数点以上の位置で検出することが好ましい。

上記のように、電界プローブ１の先端部１１ａをプリント配線基板１００に対して垂直に立てた状態で走査することで、各位置Ｐ１〜Ｐ７における垂直方向（図１のｚ軸方向）の電界成分が検出され、スペクトラムアナライザ４において、各位置Ｐ１〜Ｐ７における電界成分レベルが測定される。
図５は、導電線路１１１，１１２にノーマルモード信号である差動信号が流れている場合の電界成分レベルの分布図であり、図６は、最大電界成分レベルと最小電界成分レベルとの差を説明するための線図である。
図５に示すように、差動信号Ｉ，−Ｉが導電線路１１１，１１２を逆方向に流れている場合には、各位置Ｐ１〜Ｐ７における電界成分は、導電線路１１１，１１２を流れる逆極性の差動信号Ｉ，−Ｉの電界成分の重畳電界成分である。したがって、位置Ｐ１〜Ｐ３における電界成分Ｅz1〜Ｅz3は、上向きになり、位置Ｐ１〜Ｐ３における電界成分レベル曲線Ｓ１では、電界成分Ｅz2のレベルが最大となる。そして、導電線路１１１，１１２間の中央部の位置Ｐ４では、電界成分Ｅz4がゼロとなる。また、位置Ｐ５〜Ｐ７における電界成分Ｅz5〜Ｅz7は、下向きになり、位置Ｐ５〜Ｐ７においては、最小の電界成分レベルＥz6を有した電界成分曲線Ｓ２を得るが、レベルは、電界成分の絶対値であるので、この範囲では、最大の電界成分レベルＥz6を有した破線の電界成分レベル曲線Ｓ２′として測定される。この結果、差動信号Ｉ，−Ｉが導電線路１１１，１１２に流れている場合には、図６に示すような電界成分レベルと検出位置とを示すデータＤ１がスペクトラムアナライザ４からコンピュータ５に送られる。

図７は、導電線路１１１，１１２にコモンモードノイズが流れている場合の電界成分レベルの分布図であり、図８は、最大電界成分レベルと最小電界成分レベルとの差を説明するための線図である。
図７に示すように、コモンモードノイズＮ，Ｎが導電線路１１１，１１２を同方向に流れている場合には、各位置Ｐ１〜Ｐ７における電界成分は、導電線路１１１，１１２を流れる同極性のコモンモードノイズＮ，Ｎの電界成分の重畳電界成分である。したがって、位置Ｐ１〜Ｐ７における電界成分Ｅz1〜Ｅz7の全てが上向きになり、電界成分Ｅz2，Ｅz6のレベルを最大とする電界成分レベル曲線Ｓ４を得る。この結果、コモンモードノイズＮ，Ｎが導電線路１１１，１１２に流れている場合には、図８に示すような電界成分レベルと検出位置とを示すデータＤ２がスペクトラムアナライザ４からコンピュータ５に送られる。

コンピュータ５は、スペクトラムアナライザ４からのデータＤ１やデータＤ２に基づいて、導電線路１１１，１１２上におけるコモンモードノイズの有無の判断演算を行う。
具体的には、差動信号Ｉ，−Ｉが導電線路１１１，１１２を流れている場合には、図６に示したように、電界成分曲線Ｓ３における最大値と最小値との差Δ１、即ち、導電線路１１１，１１２上の位置Ｐ２，Ｐ６に生じる最大電界成分レベルＥz2，Ｅz6と導電線路１１１，１１２間の中央位置Ｐ４に生じる最小電界成分レベルＥz4との差Δ１が非常大きい。これに対して、コモンモードノイズＮ，Ｎが導電線路１１１，１１２を流れている場合には、図８に示すように、電界成分曲線Ｓ４における最大値と最小値との差Δ２が非常小さい。したがって、この実施例では、コンピュータ５において、Δ１よりも小さな基準レベルΔrefを設定した。そして、スペクトラムアナライザ４からコンピュータ５に送られてきたデータが示す位置Ｐ２（又はＰ６）の最大電界成分レベルＥz2（又はＥz6）と中央位置Ｐ４の最小電界成分レベルＥz4との差が、この基準レベルΔref以下の場合に、導電線路１１１，１１２上にコモンモードノイズが存在すると判断し、この基準レベルΔrefを超えている場合には、導電線路１１１，１１２上に差動信号Ｉ，−Ｉが流れていると判断するように、コンピュータ５のプログラムを組んだ。

次に、この実施例のコモンモードノイズ検出方法が示す作用及び効果について説明する。
図１に示すように、電界プローブ１の先端部１１ａをプリント配線基板１００に対して垂直に立てた状態で、導電線路１１１，１１２を横切るように走査することにより、各位置Ｐ１〜Ｐ７における電界成分Ｅz1〜Ｅz7が、電界プローブ１によって検出され、各位置Ｐ１〜Ｐ７における電界成分レベルが、スペクトラムアナライザ４によって測定される。そして、かかる電界成分レベルと検出位置とのデータがスペクトラムアナライザ４からコンピュータ５に送られ、このデータに基づいて、導電線路１１１，１１２を流れている信号がコモンモードノイズであるのか又は差動信号であるのかの判断が行われる。
すなわち、スペクトラムアナライザ４からコンピュータ５にデータＤ１が送られた場合には、データＤ１が示す差Δ１は、基準レベルΔrefよりも大きいので、差動信号が導電線路１１１，１１２に流れていると判断され、その判断がモニタ５０に表示される。また、コンピュータ５にデータＤ２が送られた場合には、データＤ２が示す差Δ２は、基準レベルΔrefよりも小さいので、コモンモードノイズが導電線路１１１，１１２に流れていると判断され、その判断がモニタ５０に表示される。

このように、この実施例のコモンモードノイズ検出方法によれば、導電線路１１１，１１２や導電線路１１１，１１２間の電界成分Ｅz1〜Ｅz7を測定し、測定した電界成分レベルに基づいて、コモンモードノイズの判別を容易且つ正確に行うことができる。さらに、図４に示したように、電界プローブ１の先端部１１ａの幅ｄを、導電線路１１１，１１２間の間隙Ｗの３分の１未満に設定して、狭ピッチで詳しく走査することができるようにしたので、より高精度な判別が可能である。

図９は、各種の線路を備える基板における電界プローブ１の走査方法を説明するための平面図である。
この実施例では、平行な導電線路１１１，１１２が設けられたプリント配線基板１００について走査する例を説明したが、図９に示すように、各種形状の導電線路１１３〜１１５を有する基板に対しても、電界プローブ１を同様に走査することで、この実施例と同様の作用及び効果を得ることができる。具体的には、矢印Ａ〜Ｃで示すように、導電線路１１３，１１４、導電線路１１４，１１５、導電線路１１３，１１５を横切るように、電界プローブ１を走査し、上記位置Ｐ１〜Ｐ７と同様の位置で電界成分Ｅz1〜Ｅz7を検出することで、これらの線路上にある信号が、ノーマルモード信号又はコモンモードノイズのいずれかであるかを判別することができる。
すなわち、導電線路１１３，１１４、導電線路１１４，１１５、導電線路１１３，１１５に流れる差動信号やこれらの線路間を跨ぐＩＣの端子近傍に生じる電荷のように、一対の線路上に逆極性の電荷が生じる場合には、図６で示したように、これらの線路上の最大電界成分レベルと線路間の中央位置に生じる最小電界成分レベルとの差が非常大きくなる。逆に、コモンモードノイズのように同極性の電荷が流れる場合には、図８で示したように、線路上の最大電界成分レベルと線路間の中央位置に生じる最小電界成分レベルとの差が非常小さくなるという作用原理を利用して、コモンモードノイズの有無を判別する。

発明者等は、かかる作用原理を確認すべく、次のようなシミュレーションを行った。
図１０は、シミュレーションの結果を示す線図である。
このシミュレーションでは、プリント配線基板１００上の導電線路１１１，１１２のそれぞれの幅と間隙Ｗとを共に５ｍｍに設定し、差動信号とコモンモードノイズを導電線路１１１，１１２に流した場合における各位置での電界成分レベルを計算させた。
すると、差動信号を導電線路１１１，１１２に流した場合には、破線の電界レベル曲線Ｖ１で示すように、最大約１００ｄＢμＶの電界レベルが導電線路１１１，１１２の真上に生じると共に、最小約７９ｄＢμＶの電界レベルが導電線路１１１，１１２間の中央位置に生じ、これらのレベル差は、約２１ｄＢμＶという非常に大きなものであった。
これに対して、コモンモードノイズを導電線路１１１，１１２に流した場合には、実線の電界レベル曲線Ｖ２で示すように、最大約１００ｄＢμＶの電界レベルが導電線路１１１，１１２の真上に生じると共に、最小約９７ｄＢμＶの電界レベルが導電線路１１１，１１２間の中央位置に生じ、これらのレベル差は、約３ｄＢμＶという非常に小さなものであり、その差は、差動信号を流した場合の差と明らかに異なることが確認された。

次に、この発明の第２実施例について説明する。
図１１は、この発明の第２実施例に係るコモンモードノイズ検出方法の作用原理を説明するための線図であり、図１２は、差動信号とコモンモードノイズが同時に流れている状態を示すプリント配線基板１００の平面図である。
この実施例のコモンモードノイズ検出方法は、ノーマルモード信号の上にコモンモードノイズが侵入しているか否かを判断することができるようにした点が、上記第１実施例と異なる。

差動信号のみが導電線路１１１，１１２に流れている場合には、電界レベルの分布は、図１１の一点鎖線で示すような曲線Ｓ２となり、コモンモードノイズのみが導電線路１１１，１１２に流れている場合には、電界レベルの分布は、二点鎖線で示すような曲線Ｓ４となる。したがって、図１２の一点鎖線及び二点差線で示すように、差動信号Ｉ，−ＩとコモンモードノイズＮ，Ｎとが導電線路１１１，１１２に同時に流れた場合には、曲線Ｓ２と曲線Ｓ４との電界レベルが重畳され、その電界レベル分布は、図１１の実線で示す曲線Ｓ５に示すような分布になる。このため、上記第１実施例と同様な判別方法を、この曲線Ｓ５に対して適用すると、導電線路１１１，１１２上の最大電界レベルと導電線路１１１，１１２間の中央の最小電界レベルとの差が、曲線Ｓ２に適用した場合の差Δ１（図６参照）とほとんど同じになり、導電線路１１１，１１２に差動信号のみが流れているのか、差動信号とコモンモードノイズとが同時に流れているのかを判別することができなくなる。

このため、この実施例のコモンモードノイズ検出方法では、コンピュータ５において、スペクトラムアナライザ４からのデータに基づいて、導電線路１１１，１１２上の位置Ｐ２，Ｐ６の電界成分レベルＥz2，Ｅz6の差Δ３を求め、この差Δ３が予め定めた基準レベルΔref′以上の場合に、導電線路１１１，１１２に差動信号とコモンモードノイズとが同時に存在すると判断することとした。
すなわち、図６に示したように、差動信号のみが導電線路１１１，１１２に流れている場合には、導電線路１１１，１１２上の位置Ｐ２，Ｐ６の電界成分レベルＥz2，Ｅz6の差Δ３が非常に小さいが、差動信号とコモンモードノイズが導電線路１１１，１１２に流れている場合には、図１１に示すように、差Δ３が非常に大きいため、基準レベルΔref′によってコモンモードノイズが侵入しているか否かを正確に判別することができる。

発明者等は、かかる作用原理を確認すべく、次のようなシミュレーションを行った。
図１３は、シミュレーションの結果を示す線図である。
このシミュレーションでは、プリント配線基板１００上の導電線路１１１，１１２のそれぞれの幅を０．３ｍｍに、間隙を約０．２ｍｍに設定した。そして、差動信号のみを、導電線路１１１，１１２に流した場合と差動信号及びコモンモードノイズを流した場合とにおける各位置での電界成分レベルを計算させた。
すると、差動信号のみを導電線路１１１，１１２に流した場合には、破線の電界レベル曲線Ｖ３で示すように、導電線路１１１，１１２上の位置での電界成分レベルの差は、ほとんどゼロであった。
これに対して、差動信号及びコモンモードノイズを導電線路１１１，１１２に同時に流した場合には、実線の電界レベル曲線Ｖ４で示すように、導電線路１１１，１１２上の位置での電界成分レベルの差Δ３は、約４ｄＢμＶという非常に大きなものであり、その差Δ３は、差動信号のみを流した場合の差と明らかに異なることが確認された。
その他の構成、作用及び効果は、上記第１実施例と同様であるので、その記載は省略する。

次に、この発明の第３実施例について説明する。
図１４は、この発明の第３実施例に係るコモンモードノイズ検出方法を示す斜視図であり、図１５は、この実施例のコモンモードノイズ検出方法に適用される磁界プローブの正面図である。

この実施例のコモンモードノイズ検出方法は、図１４に示すように、磁界プローブ２を用いて磁界成分を検出し、その放射源がノーマルモード信号又はコモンモードノイズかを判別する点が、上記第１実施例と異なる。

磁界プローブ２は、プリント配線基板１００における近傍電磁界の磁界成分を検出するための周知の器具である。磁界プローブ２は、例えば、図１５に示すように、基板２０に、配線２１を形成し、配線２１のループ状の先端部２１ａを外部に露出させた構造を成す。これにより、この配線２１の先端部２１ａ内を貫通する磁界成分を検出し、コネクタ２２を通じてスペクトラムアナライザ４に送ることができる。

図１４に示すように、この磁界プローブ２も、上記第１及び第２実施例で使用した電界プローブ１と同様に、磁界プローブ２の先端部２１ａを、プリント配線基板１００や導電線路１１１，１１２の所定位置Ｐ１〜Ｐ７に近接させながら、隣り合う一対の導電線路１１１，１１２を横切るように移動させる。この際、ループ状の先端部２１ａを走査方向（図１４のｘ軸方向）に向けることで、各位置Ｐ１〜Ｐ７における水平方向（図１４のｘ軸方向）の磁界成分が検出され、スペクトラムアナライザ４において、各位置Ｐ１〜Ｐ７における磁界成分レベルが測定される。

図１６は、導電線路１１１，１１２にノーマルモード信号である差動信号が流れている場合の磁界成分を示す概略図であり、図１７は、最大磁界成分レベルと最小磁界成分レベルとの差を説明するための線図である。
図１６に示すように、差動信号Ｉ，−Ｉが導電線路１１１，１１２を逆方向に流れている場合には、各位置Ｐ１〜Ｐ７における磁界成分Ｈｘ１〜Ｈｘ７は、導電線路１１１，１１２を流れる逆極性の差動信号Ｉ，−Ｉによる磁界成分の重畳磁界成分である。したがって、位置Ｐ１〜Ｐ３における磁界成分Ｈx1〜Ｈx3が、右向きになり、磁界成分Ｈx2のレベルが最大となる。そして、中央部の位置Ｐ４では、磁界成分Ｈx4がゼロとなり、位置Ｐ５〜Ｐ７における磁界成分Ｈx5〜Ｈx7は、左向きになり、磁界成分Ｈx6のレベルが最大となる。かかるデータＤｈ１がスペクトラムアナライザ４からコンピュータ５に送られる。

図１８は、導電線路１１１，１１２にコモンモードノイズが流れている場合の磁界成分を示す概略図であり、図１９は、最大磁界成分レベルと最小磁界成分レベルとの差を説明するための線図である。
図１８に示すように、コモンモードノイズＮ，Ｎが導電線路１１１，１１２を同方向に流れている場合には、各位置Ｐ１〜Ｐ７における磁界成分Ｈｘ１〜Ｈｘ７は、導電線路１１１，１１２を流れる同極性のコモンモードノイズＮ，Ｎによる磁界成分の重畳磁界成分である。したがって、位置Ｐ１〜Ｐ７における磁界成分Ｈx1〜Ｈx7の全てが右向きになり、中央部の位置Ｐ４では、磁界成分Ｈx4がゼロにならない。そして、位置Ｐ１〜Ｐ７において、磁界成分Ｈx2，Ｈx6のレベルが最大となる。かかるデータＤｈ２がスペクトラムアナライザ４からコンピュータ５に送られる。

コンピュータ５では、上記第１実施例と同様に、スペクトラムアナライザ４からのデータＤｈ１やデータＤｈ２に基づいて、導電線路１１１，１１２上におけるコモンモードノイズの有無の判断演算を行う。すなわち、差動信号Ｉ，−Ｉが導電線路１１１，１１２を流れている場合における最大磁界成分レベルＨx2，Ｈx6と中央位置に生じる最小磁界成分レベルＨx4との差Δｈ１が非常大きく、コモンモードノイズＮ，Ｎが導電線路１１１，１１２を流れている場合における同差Δｈ２が非常小さいことに着目する。そして、これらの差が、予め定められた基準レベルΔｈref以下の場合に、導電線路１１１，１１２上にコモンモードノイズが存在すると判断し、この基準レベルΔｈrefを超えている場合には、導電線路１１１，１１２上に差動信号Ｉ，−Ｉが流れていると判断するように、コンピュータ５のプログラムを組んだ。
その他の構成，作用及び効果は上記第１実施例と同様であるので、その記載は省略する。

次に、この発明の第４実施例について説明する。
図２０は、この発明の第４実施例に係るコモンモードノイズ検出方法における判断方法を説明するための線図である。
この実施例のコモンモードノイズ検出方法は、磁界プローブ２を用いてノーマルモード信号の上にコモンモードノイズが侵入しているか否かを判断することができるようにした点が、上記第２実施例と異なる。

すなわち、図２０に示すように、導電線路１１１，１１２上の位置Ｐ２，Ｐ６の磁界成分レベルＨx2，Ｈx6の差Δｈ３を求め、この差Δｈ３が予め定めた基準レベルΔｈref′以上の場合に、差動信号とコモンモードノイズとが、同時に導電線路１１１，１１２に存在すると判断することとした。
その他の構成、作用及び効果は、上記第２実施例と同様であるので、その記載は省略する。

なお、この発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の変形や変更が可能である。
例えば、上記実施例では、導電線路１１１，１１２間における検出位置を点Ｐ３〜Ｐ５の３点に設定したが、それ以上に設定して検出精度を高めることができることは勿論である。

この発明の第１実施例に係るコモンモードノイズ検出方法を示す斜視図である。 この実施例のコモンモードノイズ検出方法に適用される電界プローブの正面図である。 電界プローブの走査方向と検出点とを示すプリント配線基板の平面図である。 線路間における検出位置数を説明するための概略図である。 一対の導電線路にノーマルモード信号である差動信号が流れている場合の電界成分レベルの分布図である。 最大電界成分レベルと最小電界成分レベルとの差を説明するための線図である。 一対の導電線路にコモンモードノイズが流れている場合の電界成分レベルの分布図である。 最大電界成分レベルと最小電界成分レベルとの差を説明するための線図である。 各種の線路を備える基板における電界プローブの走査方法を説明するための平面図である。 シミュレーションの結果を示す線図である。 この発明の第２実施例に係るコモンモードノイズ検出方法の作用原理を説明するための線図である。 差動信号とコモンモードノイズが同時に流れている状態を示すプリント配線基板の平面図である。 シミュレーションの結果を示す線図である。 この発明の第３実施例に係るコモンモードノイズ検出方法を示す斜視図である。 この実施例のコモンモードノイズ検出方法に適用される磁界プローブの正面図である。 一対の導電線路にノーマルモード信号である差動信号が流れている場合の磁界成分を示す概略図である。 最大磁界成分レベルと最小磁界成分レベルとの差を説明するための線図である。 一対の導電線路にコモンモードノイズが流れている場合の磁界成分を示す概略図である。 最大磁界成分レベルと最小磁界成分レベルとの差を説明するための線図である。 この発明の第４実施例に係るコモンモードノイズ検出方法における判断方法を説明するための線図である。

符号の説明

１…電界プローブ、 ２…磁界プローブ、 ３…アンプ、 ４…スペクトラムアナライザ、 ５…コンピュータ、 １０…セミリッジドケーブル、 １１…芯線、 １１ａ，２１ａ…先端部、 １２，２２…コネクタ、 ２０…基板、 ２１…配線、 ５０…モニタ、 １００…プリント配線基板、 １１１〜１１５…導電線路、 Ｅz1〜Ｅz7…電界成分、 Ｈx1〜Ｈx7…磁界成分、 Ｉ，−Ｉ…差動信号、 Ｎ…コモンモードノイズ、 Ｐ１〜Ｐ７…検出位置、 Ｗ…間隙、 ｄ…幅。

Claims (8)

1. 電界プローブの先端を基板上の所定位置に近接させて、基板面に垂直な方向の電界成分を検出し、この検出した電界成分のレベルを測定することにより、コモンモードノイズの有無を判別するコモンモードノイズ検出方法であって、
   上記電界プローブの先端を隣り合う一対の導電線路を横切るように移動させて、各導電線路上における上記電界成分と当該一対の導電線路の間の複数位置における上記電界成分とを検出し、
   上記各検出位置における電界成分のレベルを測定し、測定した電界成分レベルに基づいて、コモンモードノイズの有無を判別する、
   ことを特徴とするコモンモードノイズ検出方法。
2. 請求項１に記載のコモンモードノイズ検出方法において、
   上記一対の導電線路上の電界成分レベルのうちの最大の電界成分レベルと、上記一対の導電線路の間の電界成分のうちの最小の電界成分レベルとの差が、一定基準レベル以下の場合に、当該一対の導電線路上にコモンモードノイズが存在すると判断する、
   ことを特徴とするコモンモードノイズ検出方法。
3. 請求項１に記載のコモンモードノイズ検出方法において、
   上記一対の導電線路上の電界成分レベルの差が、一定基準レベル以上の場合に、当該一対の導電線路上にコモンモードノイズが存在すると判断する、
   ことを特徴とするコモンモードノイズ検出方法。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のコモンモードノイズ検出方法において、
   上記電界プローブの先端の幅を、上記一対の導電線路間の間隙の３分の１未満に設定した、
   ことを特徴とするコモンモードノイズ検出方法。
5. 磁界プローブの先端を基板上の所定位置に近接させて、基板面に水平な方向の磁界成分を検出し、この検出した磁界成分のレベルを測定することにより、コモンモードノイズの有無を判別するコモンモードノイズ検出方法であって、
   上記磁界プローブの先端を隣り合う一対の導電線路を横切るように移動させて、各導電線路上における上記磁界成分と当該一対の導電線路の間の複数位置における上記磁界成分とを検出し、
   上記各検出位置における磁界成分のレベルを測定し、測定した磁界成分レベルに基づいて、コモンモードノイズの有無を判別する、
   ことを特徴とするコモンモードノイズ検出方法。
6. 請求項５に記載のコモンモードノイズ検出方法において、
   上記一対の導電線路上の磁界成分レベルのうちの最大の磁界成分レベルと、上記一対の導電線路の間の磁界成分のうちの最小の磁界成分レベルとの差が、一定基準レベル以下の場合に、当該一対の導電線路上にコモンモードノイズが存在すると判断する、
   ことを特徴とするコモンモードノイズ検出方法。
7. 請求項５に記載のコモンモードノイズ検出方法において、
   上記一対の導電線路上の磁界成分レベルの差が、一定基準レベル以上の場合に、当該一対の導電線路上にコモンモードノイズが存在すると判断する、
   ことを特徴とするコモンモードノイズ検出方法。
8. 請求項５ないし請求項７のいずれかに記載のコモンモードノイズ検出方法において、
   上記磁界プローブの先端の幅を、上記一対の導電線路間の間隙の３分の１未満に設定した、
   ことを特徴とするコモンモードノイズ検出方法。

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