JP2014228386A - Noise source position estimation device and noise source position estimation program - Google Patents

Noise source position estimation device and noise source position estimation program Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a noise source position estimation device capable of measuring a noise position irrespectively of a shape of a measurement target.SOLUTION: A measuring unit 10 acquires temporal changes in noise waveforms of a measurement target in a plurality of measurement locations in the same time domain. An arithmetic unit 20 operates an electromagnetic field analysis if the plurality of measurement locations are assumed as signal source positions and the temporally changing waveforms are assumed as excitation waveforms of the signal sources, detects a peak of an electromagnetic field intensity for an operation result, and determines a position at which the peak is detected as a noise source. A result display unit 50 displays thereon a position at which the noise source occurs.

Description

本発明は、プリント基板といった測定対象で発生しているノイズの発生源を推定するノイズ源位置推定装置及びノイズ源位置推定プログラムに関する。   The present invention relates to a noise source position estimation apparatus and a noise source position estimation program for estimating a generation source of noise generated in a measurement target such as a printed circuit board.

従来のノイズ源位置推定手法、特にプリント基板の電源系のノイズに対しては、磁界プローブ等のセンサをノイズ源の候補となるICの電源ピンに近づけてノイズが検出されるかを確認していくといった方法がとられていた。あるいは、非特許文献1や特許文献1のように、基板全面をセンサで走査し、ノイズが強い部分や、ノイズの伝搬経路を探すといった手法が使われていた。   For conventional noise source position estimation methods, especially for PCB power supply system noise, check that noise is detected by bringing a sensor such as a magnetic field probe close to the power supply pin of the IC that is a candidate noise source. The method of going was taken. Alternatively, as in Non-Patent Document 1 and Patent Document 1, a method of scanning the entire surface of the substrate with a sensor and searching for a strong noise portion or a noise propagation path has been used.

特開平5−281274号公報JP-A-5-281274

VCCIキットモジュール妨害波測定技術基準 V-A3/2009.04 付則1VCCI Kit Module Interference Wave Measurement Technical Standard V-A3 / 2009.04 Appendix 1

しかしながら、上記特許文献1に記載されたような従来の技術では、BGAパッケージのようにIC裏面にピンがある構造ではプローブを近づけることが困難であった。また、多層基板において、ノイズが基板内層を伝搬する場合、ノイズ信号の直接測定が困難であり、測定可能なのは、基板端部やスルーホールで表層に引き出された部分といった、限られた測定点のみであった。   However, in the conventional technique described in Patent Document 1, it is difficult to bring the probe close to the structure having pins on the back surface of the IC as in the BGA package. In addition, when noise propagates through the inner layer of a multilayer board, it is difficult to directly measure the noise signal, and only a limited number of measurement points, such as the edge of the board or the part drawn to the surface layer through the through hole, can be measured. Met.

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、測定対象の形状にかかわらずノイズ位置の測定を行うことのできるノイズ源位置推定装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a noise source position estimation apparatus capable of measuring a noise position regardless of the shape of a measurement target.

この発明に係るノイズ源位置推定装置は、測定対象で発生しているノイズの発生源を推定するノイズ源位置推定装置において、複数の測定箇所における測定対象のノイズ波形の時間変化を同じ時間領域で取得する測定部と、複数の測定箇所を信号源位置、時間変化する波形を信号源の励振波形とした場合の電磁界解析を演算すると共に、演算結果に対して電磁界強度のピークを検出し、ピークを検出した位置をノイズ源と判定する演算部とを備えたものである。   The noise source position estimating apparatus according to the present invention is a noise source position estimating apparatus that estimates a source of noise generated in a measurement target. Calculates the electromagnetic field analysis when the measurement unit to be acquired and the signal source position for multiple measurement locations and the excitation waveform of the signal source for the waveform that changes over time, and detects the peak of the electromagnetic field intensity for the calculation result. And a calculation unit that determines a position where the peak is detected as a noise source.

この発明のノイズ源位置推定装置は、同じ時間領域で取得した複数の測定箇所を信号源位置、時間変化する波形を信号源の励振波形とした場合の電磁界解析を演算すると共に、演算結果に対して電磁界強度のピークを検出し、ピークを検出した位置をノイズ源と判定するようにしたので、測定対象の形状にかかわらずノイズ位置の測定を行うことができる。   The noise source position estimation apparatus according to the present invention calculates an electromagnetic field analysis when a plurality of measurement points acquired in the same time domain are signal source positions, and a time-varying waveform is an excitation waveform of the signal source. On the other hand, since the peak of the electromagnetic field intensity is detected and the position where the peak is detected is determined as the noise source, the noise position can be measured regardless of the shape of the measurement target.

この発明の実施の形態1によるノイズ源位置推定装置を示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows the noise source position estimation apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1によるノイズ源位置推定装置と測定対象との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the noise source position estimation apparatus by Embodiment 1 of this invention, and a measuring object. この発明の実施の形態1によるノイズ源位置推定装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the noise source position estimation apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1によるノイズ源位置推定装置のノイズ波形の測定を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the measurement of the noise waveform of the noise source position estimation apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1によるノイズ源位置推定装置のノイズ波形の時間反転信号の生成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the production | generation of the time reversal signal of the noise waveform of the noise source position estimation apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1によるノイズ源位置推定装置の時間をさかのぼる電磁界解析を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the electromagnetic field analysis which goes back the time of the noise source position estimation apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1によるノイズ源位置推定装置の時間反転信号入力直後の電界強度分布を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the electric field strength distribution immediately after the time reversal signal input of the noise source position estimation apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1によるノイズ源位置推定装置のノイズ源位置でのピーク形成時の電界強度分布を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the electric field strength distribution at the time of the peak formation in the noise source position of the noise source position estimation apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1によるノイズ源位置推定装置の境界によるマルチパスの発生を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows generation | occurrence | production of the multipath by the boundary of the noise source position estimation apparatus by Embodiment 1 of this invention.

実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1によるノイズ源位置推定装置を示す構成図である。
図1に示すノイズ源位置推定装置は、測定部10、演算部20、解析設定・モデル入力部30、しきい値入力部40、結果表示部50を備えている。測定部10は、測定対象のノイズ波形の時間変化を、複数の測定箇所でかつ同時に測定するものであり、センサ11a〜11nとメモリ12とを備えている。センサ11a〜11nは、それぞれが測定対象のノイズ波形の変化を検出するためのセンサである。なお、nは任意の数を示しており、複数のセンサであれば特にセンサ数を限定するものではない。メモリ12は、これらセンサ11a〜11nからのノイズ波形信号を記憶するための記憶部である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a noise source position estimating apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
The noise source position estimation apparatus shown in FIG. 1 includes a measurement unit 10, a calculation unit 20, an analysis setting / model input unit 30, a threshold value input unit 40, and a result display unit 50. The measurement unit 10 measures the time change of the noise waveform to be measured at a plurality of measurement locations at the same time, and includes sensors 11 a to 11 n and a memory 12. Each of the sensors 11a to 11n is a sensor for detecting a change in a noise waveform to be measured. Note that n represents an arbitrary number, and the number of sensors is not particularly limited as long as it is a plurality of sensors. The memory 12 is a storage unit for storing noise waveform signals from these sensors 11a to 11n.

演算部20は、複数の測定箇所を信号源位置、時間変化する波形を信号源の励振波形とした場合の電磁界解析を演算すると共に、この演算結果に対して電磁界強度のピークを検出し、ピークを検出した位置をノイズ源と判定するものであり、時間反転信号計算部21、演算初期設定部22、電磁界計算部23、電磁界計算終了判定部24、ピーク検出部25を備えている。時間反転信号計算部21は、測定部10からのノイズ波形信号に対して時間反転を行う計算部である。演算初期設定部22は、解析設定・モデル入力部30からの設定入力に基づいて電磁界計算部23における初期設定を行う処理部である。電磁界計算部23は、時間領域の電磁界解析(電磁界シミュレーション)を実行する演算部である。電磁界計算終了判定部24は、解析設定・モデル入力部30から入力された電磁界解析の打ち切り時間情報に基づいて電磁界計算部23における終了判定を行う処理部である。ピーク検出部25は、しきい値入力部40から入力されたしきい値を用いて、電磁界計算部23における計算結果からピークを検出し、これをノイズ位置として結果表示部50に出力する処理部である。   The calculation unit 20 calculates an electromagnetic field analysis when a plurality of measurement locations are signal source positions and a time-varying waveform is an excitation waveform of the signal source, and detects the peak of the electromagnetic field intensity from the calculation result. The position where the peak is detected is determined as a noise source, and includes a time reversal signal calculation unit 21, an operation initial setting unit 22, an electromagnetic field calculation unit 23, an electromagnetic field calculation end determination unit 24, and a peak detection unit 25. Yes. The time reversal signal calculation unit 21 is a calculation unit that performs time reversal on the noise waveform signal from the measurement unit 10. The calculation initial setting unit 22 is a processing unit that performs initial setting in the electromagnetic field calculation unit 23 based on a setting input from the analysis setting / model input unit 30. The electromagnetic field calculation unit 23 is a calculation unit that executes time-domain electromagnetic field analysis (electromagnetic field simulation). The electromagnetic field calculation end determination unit 24 is a processing unit that performs end determination in the electromagnetic field calculation unit 23 based on the electromagnetic field analysis cutoff time information input from the analysis setting / model input unit 30. The peak detection unit 25 uses the threshold value input from the threshold value input unit 40 to detect a peak from the calculation result in the electromagnetic field calculation unit 23, and outputs this to the result display unit 50 as a noise position. Part.

また、解析設定・モデル入力部30は、電磁界計算部23における初期設定値や電磁界計算終了判定部24における打ち切り時間等を入力するための入力部、しきい値入力部40は、ピーク検出部25がピーク検出を行う際のしきい値を入力するための入力部、結果表示部50は、ノイズ位置を表示するための表示部である。   The analysis setting / model input unit 30 is an input unit for inputting an initial setting value in the electromagnetic field calculation unit 23, an abort time in the electromagnetic field calculation end determination unit 24, and the threshold value input unit 40 is a peak detection unit. An input unit for inputting a threshold value when the unit 25 performs peak detection, and the result display unit 50 are display units for displaying a noise position.

なお、ノイズ源位置推定装置における演算部20はコンピュータを用いて実現され、時間反転信号計算部21〜ピーク検出部25は、それぞれの機能に対応したソフトウェアとこれらのソフトウェアを実行するためのCPUやメモリといったハードウェアから構成されている。   The calculation unit 20 in the noise source position estimation apparatus is realized using a computer, and the time reversal signal calculation unit 21 to the peak detection unit 25 include software corresponding to each function and a CPU for executing these software, It consists of hardware such as memory.

図2は、測定対象とノイズ源位置推定装置との関係を示す説明図である。本実施の形態では、平行平板内を伝送するノイズ信号から平行平板内のノイズ発生源位置を推定する場合を想定している。図2において、2枚の平板201aおよび平板201bが平行平板を形成しており、ノイズ源位置推定装置は、これら平行平板内部のノイズ源を測定する。   FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating the relationship between the measurement target and the noise source position estimation apparatus. In the present embodiment, it is assumed that the noise generation source position in the parallel plate is estimated from the noise signal transmitted in the parallel plate. In FIG. 2, two flat plates 201a and 201b form a parallel plate, and the noise source position estimation apparatus measures a noise source inside these parallel plates.

これら平行平板には、4つの電圧プローブ202a,202b,202c,202dが、それぞれケーブル203a,203b,203c,203dを介して、ノイズ源位置推定装置の装置本体200と接続されており、これらがそれぞれ図1におけるセンサ11a〜11nに相当する。なお、図2では、電圧プローブ202a,202b,202c,202dを4つとしているが、複数であれば特に4つに限定されるものではない。電圧プローブ202a,202b,202c,202dは、基板端等の平行平板間電圧が測定可能な位置に接続される。測定点は、従来技術のようにノイズ源近傍である必要は無く、ノイズの伝搬経路に沿う必要も無い。   On these parallel plates, four voltage probes 202a, 202b, 202c, 202d are connected to the device body 200 of the noise source position estimation device via cables 203a, 203b, 203c, 203d, respectively. It corresponds to the sensors 11a to 11n in FIG. In FIG. 2, four voltage probes 202a, 202b, 202c, and 202d are provided. However, the number is not particularly limited to four as long as there are a plurality of voltage probes. The voltage probes 202a, 202b, 202c, and 202d are connected to a position where the voltage between parallel plates such as a substrate end can be measured. The measurement point does not need to be near the noise source as in the prior art, and does not need to be along the noise propagation path.

以下、本実施の形態のノイズ源位置推定装置における動作について説明する。
図3は、ノイズ源位置推定装置の動作を示すフローチャートである。
ノイズ源の位置推定処理を行う場合、先ず、測定対象に対するノイズ波形を測定する(ステップST1)。
図4は、ノイズ波形の測定を示す説明図である。図4では、平行平板内のノイズ源401からノイズ402が発生し、平行平板内を伝送し、複数の観測点403a,403b,403cにおいて、時間対電圧としてノイズ波形を同時に観測する。説明を簡略化するための、図4では観測点を3つとしているが、実際には電圧プローブと同数となる。観測点で同時に測定されたノイズ波形は、測定部10内のメモリ12に記録される。
Hereinafter, the operation of the noise source position estimation apparatus according to the present embodiment will be described.
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the noise source position estimation apparatus.
When performing noise source position estimation processing, first, a noise waveform for a measurement target is measured (step ST1).
FIG. 4 is an explanatory diagram showing measurement of a noise waveform. In FIG. 4, noise 402 is generated from a noise source 401 in a parallel plate, is transmitted through the parallel plate, and a noise waveform is simultaneously observed as time versus voltage at a plurality of observation points 403a, 403b, and 403c. In order to simplify the explanation, there are three observation points in FIG. 4, but the number is actually the same as the number of voltage probes. The noise waveform simultaneously measured at the observation point is recorded in the memory 12 in the measurement unit 10.

次に、演算部20の時間反転信号計算部21において、時間反転信号を生成する(ステップST2)。図5は、ノイズ波形の時間反転信号の生成を示している。図示のように、ノイズ波形500a,500b,500cは、メモリ12から読み出され、時間反転信号計算部21で時間反転信号501a,501b,501cに変換される。ここで、時間反転信号とは、測定されたデータを時間的に逆順に並べ替えたものである。   Next, the time reversal signal calculation unit 21 of the calculation unit 20 generates a time reversal signal (step ST2). FIG. 5 shows generation of a time reversal signal of a noise waveform. As illustrated, the noise waveforms 500a, 500b, and 500c are read from the memory 12 and converted into time-reversed signals 501a, 501b, and 501c by the time-reversed signal calculation unit 21. Here, the time inversion signal is obtained by rearranging measured data in reverse order in time.

次に、演算初期設定部22、電磁界計算部23、電磁界計算終了判定部24により時間領域の電磁界シミュレーション(例えばFDTD法)を実行する(ステップST3〜ステップST5)。ただし、通常の時間領域のシミュレーションは、時刻tの電磁界からt+Δtの電磁界を計算するのが一般的であるが、本手法では、時刻tの電磁界からt−Δtの電磁界を計算するように定式化する。つまり過去にさかのぼって計算していく。
このシミュレーションにおける微小時間ステップΔtや、モデルのセルサイズは測定波形の主要周波数成分の波長の1/10程度にすることが望ましい。これらの設定値は、解析設定・モデル入力部30から設定することを想定しているが、演算初期設定部22、電磁界計算部23、電磁界計算終了判定部24のいずれかが測定波形から自動的に算出する構成でも構わない。
Next, a time domain electromagnetic field simulation (for example, FDTD method) is executed by the calculation initial setting unit 22, the electromagnetic field calculation unit 23, and the electromagnetic field calculation end determination unit 24 (step ST3 to step ST5). However, in a normal time domain simulation, it is common to calculate the electromagnetic field at t + Δt from the electromagnetic field at time t, but in this method, the electromagnetic field at t−Δt is calculated from the electromagnetic field at time t. Formulate as follows. In other words, the calculation goes back to the past.
The minute time step Δt and the model cell size in this simulation are preferably about 1/10 of the wavelength of the main frequency component of the measurement waveform. These setting values are assumed to be set from the analysis setting / model input unit 30, but any one of the calculation initial setting unit 22, the electromagnetic field calculation unit 23, and the electromagnetic field calculation end determination unit 24 is determined from the measured waveform. An automatic calculation configuration may be used.

図6は、本実施の形態における時間をさかのぼる電磁界解析を模式的に示す説明図である。演算部20内には、測定対象となるプリント基板の詳細なモデルを備えているとする。図4の観測点403a,403b,403cに対応するモデル内の位置603a,603b,603cを解析の信号源位置とし、時間反転信号501a,501b,501cを解析の信号源波形とし、過去にさかのぼるシミュレーションを実行する。シミュレーションは電磁界計算終了判定部24で終了条件が満たされるまで、ステップごとに微小時間Δtずつさかのぼりながら実行される(ステップST4〜ステップST5)。ステップST5における終了条件は一般的に時間で規定されることが多く、解析対象を信号が通過するよりも長い時間とすることが望ましい。終了条件は、解析設定・モデル入力部30から設定することを想定しているが、解析モデルの情報を備えているので、測定対象のサイズと誘電率に基づいて、演算初期設定部22、電磁界計算部23、電磁界計算終了判定部24のいずれかが自動的に算出する構成としてもよい。また、ピークが生じることを条件とする構成や、手動で打ち切る構成でも構わない。   FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing electromagnetic field analysis that goes back in time in the present embodiment. It is assumed that the calculation unit 20 includes a detailed model of a printed circuit board to be measured. Simulations dating back to the past with positions 603a, 603b, and 603c in the model corresponding to observation points 403a, 403b, and 403c in FIG. 4 as analysis signal source positions and time reversal signals 501a, 501b, and 501c as analysis signal source waveforms. Execute. The simulation is executed while going back by a minute time Δt for each step until the end condition is satisfied by the electromagnetic field calculation end determination unit 24 (step ST4 to step ST5). The termination condition in step ST5 is generally defined by time in many cases, and it is desirable that the time is longer than the signal passes through the analysis target. The end condition is assumed to be set from the analysis setting / model input unit 30, but since the analysis model information is included, the calculation initial setting unit 22, the electromagnetic wave is determined based on the size and dielectric constant of the measurement target. Either the field calculation unit 23 or the electromagnetic field calculation end determination unit 24 may automatically calculate. Moreover, the structure on condition that a peak arises, or the structure cut off manually may be sufficient.

以上のシミュレーション結果による電磁界の時間変化を観察し続けると、全ての信号源からの波602a,602b,602cが強め合い、ある一点601でピークが生じる。これが元々のノイズ源位置となる。このピークはしきい値入力部40からの設定に基づき、ピーク検出部25により検出し(ステップST6)、結果表示部50でピーク位置を表示する(ステップST7)。   If the time change of the electromagnetic field due to the above simulation results is continuously observed, the waves 602a, 602b, and 602c from all the signal sources strengthen each other, and a peak occurs at a certain point 601. This is the original noise source position. This peak is detected by the peak detector 25 based on the setting from the threshold value input unit 40 (step ST6), and the peak position is displayed on the result display unit 50 (step ST7).

上記の時間をさかのぼる電磁界シミュレーションの例を図7および図8に示す。図7は時間反転信号入力直後、図8はノイズ源位置でのピーク形成時の電界強度分布である。シミュレーションの信号源位置、すなわち実測での観測点位置は、四隅および四辺の中央の計八個所、ノイズ源位置は(x,y)=(100,50)である。図8から、確かにノイズ源位置(x,y)=(100,50)でピークが形成されていることが確認出来る。
以上の構成および動作により、限られた測定点の測定結果から、基板内層を伝送するノイズの発生位置を決定可能な測定装置を実現できる。
Examples of electromagnetic field simulations that go back in time are shown in FIGS. FIG. 7 shows the electric field intensity distribution immediately after the time reversal signal is input, and FIG. The signal source position of the simulation, that is, the observation point position in the actual measurement is a total of eight places at the four corners and the center of the four sides, and the noise source position is (x, y) = (100, 50). From FIG. 8, it can be confirmed that a peak is formed at the noise source position (x, y) = (100, 50).
With the configuration and operation described above, it is possible to realize a measuring apparatus that can determine the generation position of noise transmitted through the inner layer of the substrate from the measurement results of limited measurement points.

以上の説明では、一つのノイズ源位置測定装置としていたが、機能を複数の装置に分割し、複数の装置からなるノイズ源位置測定装置を構成しても同等の機能を実現できる。例えば、単一のセンサを組み合わせ、それぞれの出力信号に基づいてシミュレーションを行うようにしてもよい。このような場合は既存の測定器を利用できるため、装置コストを低減できるという利点がある。
また、時間をさかのぼる電磁界解析を使用する構成で説明したが、損失が十分小さく、モデル中に非可逆構造が無いといった条件では、時間をさかのぼる電磁界解析の代わりに、通常の時間が進む電磁界解析を用いても同等の結果を得られる。この場合も、既存のソフトウェアを利用できるので、コストを低減できるという利点がある。
In the above description, a single noise source position measuring device is used. However, even if the function is divided into a plurality of devices and a noise source position measuring device including a plurality of devices is configured, an equivalent function can be realized. For example, a single sensor may be combined and a simulation may be performed based on each output signal. In such a case, since an existing measuring instrument can be used, there is an advantage that the apparatus cost can be reduced.
In addition, the configuration using the electromagnetic field analysis that goes back in time has been explained. However, under conditions where the loss is sufficiently small and there is no irreversible structure in the model, the electromagnetic wave that advances the normal time instead of the electromagnetic field analysis that goes back in time is used. Equivalent results can be obtained using field analysis. Also in this case, since the existing software can be used, there is an advantage that the cost can be reduced.

さらに、演算部20は、CADデータと付加情報から、プリント基板といった測定対象の物理構造と電気特性を電磁界解析のモデルとして用いてもよい。すなわち、CADデータとして、基板外形、導体パターンの形状・寸法といった基板の物理構造を取得し、付加情報として、基板誘電体の誘電率、誘電正接、導体の導電率といった基板の電気特性を設定することで電磁界解析のモデルとして用いることができる。   Further, the arithmetic unit 20 may use the physical structure and electrical characteristics of the measurement target such as a printed circuit board as a model for electromagnetic field analysis from CAD data and additional information. That is, the physical structure of the substrate such as the substrate outer shape and the shape and size of the conductor pattern is acquired as CAD data, and the electrical characteristics of the substrate such as the dielectric constant of the substrate dielectric, the dielectric loss tangent, and the conductivity of the conductor are set as additional information. Therefore, it can be used as a model for electromagnetic field analysis.

なお、上記実施の形態では、図4〜図6で示したように、観測点(信号源位置)を3点としたが、実用上問題がなければ2点であってもよい。この場合、図6における信号源からの波が強め合う点が2点になってしまうが、この2点が近接している場合や、ノイズ源位置を2点まで絞り込めれば十分実用的であるといった場合では、観測点を2点とすることも可能である。   In the above embodiment, three observation points (signal source positions) are used as shown in FIGS. 4 to 6. However, if there is no practical problem, two observation points may be used. In this case, there are two points where the waves from the signal source in FIG. 6 strengthen each other, but it is practical enough if these two points are close to each other or if the noise source position is narrowed down to two points. In some cases, it is possible to have two observation points.

また、測定空間が境界を有する閉空間である場合、その境界を経由するマルチパスが生じることになる。図9は、このような境界によるマルチパスの発生を示す説明図である。
図9に示しているように、実際の信号源は第1の信号源である信号源901aと、第2の信号源である信号源901bの2つである。しかし、境界902によって信号源901bのマルチパスが発生しており、これが境界902の外側の仮想波源901cとして動作するため、仮想波源901cが第3の信号源として、図6の場合と同様にノイズ位置903を同定することができる。従って、境界902によるマルチパスを用いることができる場合、観測点は2箇所であっても仮想波源901cの位置を含む信号源の位置としては3箇所とみなすことができ、このような構成であってもノイズ位置903の同定が可能である。すなわち、測定対象のノイズ波形の時間変化を取得する箇所として、仮想波源901cのような仮想的な箇所も含めることができる。
In addition, when the measurement space is a closed space having a boundary, a multipath passing through the boundary is generated. FIG. 9 is an explanatory diagram showing the occurrence of multipath due to such a boundary.
As shown in FIG. 9, there are two actual signal sources: a signal source 901a which is a first signal source and a signal source 901b which is a second signal source. However, since the multipath of the signal source 901b is generated by the boundary 902, and this operates as the virtual wave source 901c outside the boundary 902, the virtual wave source 901c is the third signal source, and the noise is the same as in FIG. Location 903 can be identified. Therefore, when multipath by the boundary 902 can be used, even if there are two observation points, it can be regarded as three signal source positions including the position of the virtual wave source 901c. However, the noise position 903 can be identified. That is, a virtual location such as the virtual wave source 901c can be included as a location for acquiring a time change of the noise waveform to be measured.

さらに、マルチパスによる仮想波源が複数得られる場合、あるいは上述したノイズ源位置を2点まで絞り込めればよい場合は、実際の観測点として1箇所だけであっても、仮想的な箇所を含めて複数の測定箇所におけるノイズ波形の時間変化を同じ時間領域として取得することができれば、ノイズ源位置を推定することが可能である。   Furthermore, when multiple virtual wave sources by multipath can be obtained, or when it is sufficient to narrow down the above-mentioned noise source position to two points, even if only one actual observation point is included, a virtual part is included. If the time change of the noise waveform at a plurality of measurement points can be acquired as the same time region, the noise source position can be estimated.

以上説明したように、実施の形態1のノイズ源位置推定装置によれば、測定対象で発生しているノイズの発生源を推定するノイズ源位置推定装置において、複数の測定箇所における測定対象のノイズ波形の時間変化を同じ時間領域で取得する測定部と、複数の測定箇所を信号源位置、時間変化する波形を信号源の励振波形とした場合の電磁界解析を演算すると共に、演算結果に対して電磁界強度のピークを検出し、ピークを検出した位置をノイズ源と判定する演算部とを備えたので、測定対象の形状にかかわらずノイズ位置の測定を行うことができる。   As described above, according to the noise source position estimation apparatus of the first embodiment, in the noise source position estimation apparatus that estimates the generation source of the noise generated in the measurement object, the noise of the measurement object in a plurality of measurement locations Calculates the electromagnetic field analysis when measuring the time change of the waveform in the same time domain, the signal source position for multiple measurement locations, and the excitation waveform of the signal source for the waveform that changes over time. Thus, the noise position can be measured regardless of the shape of the object to be measured, because the operation unit detects the peak of the electromagnetic field intensity and determines the position where the peak is detected as the noise source.

また、実施の形態1のノイズ源位置推定装置によれば、演算部は、測定部で取得したノイズ波形を時間的に反転させ、時間をさかのぼる電磁界解析を行うようにしたので、限られた測定点の測定結果からノイズの発生位置を決定することができる。   In addition, according to the noise source position estimation apparatus of the first embodiment, since the calculation unit inverts the noise waveform acquired by the measurement unit in time and performs electromagnetic field analysis going back in time, it is limited. The noise generation position can be determined from the measurement result of the measurement point.

また、実施の形態1のノイズ源位置推定装置によれば、複数の測定箇所は3箇所以上であるようにしたので、どのような測定対象であってもノイズの発生位置を決定することができる。   In addition, according to the noise source position estimation apparatus of the first embodiment, since there are three or more measurement locations, the noise generation location can be determined for any measurement target. .

また、実施の形態1のノイズ源位置推定装置によれば、演算部は、電磁界解析の打ち切り時間を、測定対象のサイズと誘電率とから求めるようにしたので、外部から打ち切り時間を入力することなく電磁界解析を行うことができる。   Further, according to the noise source position estimation apparatus of the first embodiment, the calculation unit obtains the electromagnetic analysis time-out time from the size of the measurement object and the dielectric constant, and therefore inputs the time-out time from the outside. Electromagnetic field analysis can be performed without any problem.

また、実施の形態1のノイズ源位置推定装置によれば、演算部は、電磁界解析のモデルの空間セルサイズと時間ステップサイズとを、測定波形から求めるようにしたので、外部から空間セルサイズや時間ステップサイズを入力することなく電磁界解析を行うことができる。   Further, according to the noise source position estimation apparatus of the first embodiment, the calculation unit obtains the space cell size and the time step size of the electromagnetic field analysis model from the measurement waveform. Electromagnetic field analysis can be performed without inputting the time step size.

また、実施の形態1のノイズ源位置推定装置によれば、演算部は、CADデータおよび付加情報から測定対象の物理構造と電気特性を電磁界解析のモデルとして保持するようにしたので、容易に電磁界解析のモデルを得ることができる。   In addition, according to the noise source position estimation apparatus of the first embodiment, the calculation unit holds the physical structure and electrical characteristics of the measurement target as a model for electromagnetic field analysis from CAD data and additional information. An electromagnetic field analysis model can be obtained.

また、実施の形態1のノイズ源位置推定プログラムによれば、複数の測定箇所における測定対象のノイズ波形の時間変化を同じ時間領域で取得する測定部を用い、測定対象で発生しているノイズの発生源を推定するノイズ源位置推定装置を実現するコンピュータを、複数の測定箇所を信号源位置、時間変化する波形を信号源の励振波形とした場合の電磁界解析を演算すると共に、演算結果に対して電磁界強度のピークを検出し、ピークを検出した位置をノイズ源と判定する演算部として動作させるようにしたので、測定対象の形状にかかわらずノイズ位置の測定を行うことができるノイズ源位置推定装置をコンピュータ上に実現することができる。   In addition, according to the noise source position estimation program of the first embodiment, using the measurement unit that acquires the time change of the noise waveform of the measurement target at a plurality of measurement locations in the same time domain, the noise generated in the measurement target is detected. The computer that implements the noise source position estimation device that estimates the source is used to calculate the electromagnetic field analysis when multiple measurement locations are signal source positions and the time-varying waveform is the excitation waveform of the signal source. On the other hand, the peak of the electromagnetic field strength is detected, and the position where the peak is detected is operated as a calculation unit that determines the noise source. Therefore, the noise source can measure the noise position regardless of the shape of the measurement target. The position estimation device can be realized on a computer.

なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。   In the present invention, any constituent element of the embodiment can be modified or any constituent element of the embodiment can be omitted within the scope of the invention.

10 測定部、11a〜11n センサ、12 メモリ、20 演算部、21 時間反転信号計算部、22 演算初期設定部、23 電磁界計算部、24 電磁界計算終了判定部、25 ピーク検出部、30 解析設定・モデル入力部、40 しきい値入力部、50 結果表示部、200 装置本体、201a,201b 平板、202a,202b,202c,202d 電圧プローブ、203a,203b,203c,203d ケーブル、401 ノイズ源、402 ノイズ、403a,403b,403c 観測点、500a,500b,500c ノイズ波形、501a,501b,501c 時間反転信号、601 一点(ピーク)、602a,602b,602c 波、603a,603b,603c モデル内の位置、901a,901b 信号源、901c 仮想波源、902 境界、903 ノイズ位置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Measurement part, 11a-11n Sensor, 12 Memory, 20 Calculation part, 21 Time inversion signal calculation part, 22 Calculation initial setting part, 23 Electromagnetic field calculation part, 24 Electromagnetic field calculation end determination part, 25 Peak detection part, 30 Analysis Setting / model input unit, 40 threshold value input unit, 50 result display unit, 200 apparatus main body, 201a, 201b flat plate, 202a, 202b, 202c, 202d voltage probe, 203a, 203b, 203c, 203d cable, 401 noise source, 402 Noise, 403a, 403b, 403c Observation point, 500a, 500b, 500c Noise waveform, 501a, 501b, 501c Time reversal signal, 601 Single point (peak), 602a, 602b, 602c Wave, 603a, 603b, 603c Position in model 901a, 901b Issue source, 901c virtual wave source, 902 boundary 903 noise position.

Claims (7)

測定対象で発生しているノイズの発生源を推定するノイズ源位置推定装置において、
複数の測定箇所における前記測定対象のノイズ波形の時間変化を同じ時間領域で取得する測定部と、
前記複数の測定箇所を信号源位置、前記時間変化する波形を信号源の励振波形とした場合の電磁界解析を演算すると共に、当該演算結果に対して電磁界強度のピークを検出し、ピークを検出した位置をノイズ源と判定する演算部とを備えたことを特徴とするノイズ源位置推定装置。
In the noise source position estimation device that estimates the source of noise generated in the measurement target,
A measurement unit that obtains a time change of the noise waveform of the measurement object in a plurality of measurement locations in the same time domain;
The electromagnetic field analysis is calculated when the plurality of measurement points are signal source positions and the time-varying waveform is the excitation waveform of the signal source, and the peak of the electromagnetic field intensity is detected with respect to the calculation result. A noise source position estimation apparatus comprising: an arithmetic unit that determines a detected position as a noise source.
前記演算部は、前記測定部で取得したノイズ波形を時間的に反転させ、時間をさかのぼる電磁界解析を行うことを特徴とする請求項1記載のノイズ源位置推定装置。   The noise source position estimation apparatus according to claim 1, wherein the calculation unit reverses the noise waveform acquired by the measurement unit with respect to time and performs electromagnetic field analysis that goes back in time. 前記複数の測定箇所は3箇所以上であることを特徴とする請求項1または請求項2記載のノイズ源位置推定装置。   The noise source position estimation apparatus according to claim 1, wherein the plurality of measurement points are three or more. 前記演算部は、前記電磁界解析の打ち切り時間を、前記測定対象のサイズと誘電率とから求めることを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載のノイズ源位置推定装置。   4. The noise source position estimation according to claim 1, wherein the calculation unit obtains the electromagnetic analysis time-out period from a size and a dielectric constant of the measurement target. 5. apparatus. 前記演算部は、前記電磁界解析のモデルの空間セルサイズと時間ステップサイズとを、前記測定波形から求めることを特徴とする請求項1から請求項4のうちのいずれか1項記載のノイズ源位置推定装置。   5. The noise source according to claim 1, wherein the calculation unit obtains a space cell size and a time step size of the electromagnetic field analysis model from the measurement waveform. 6. Position estimation device. 前記演算部は、CADデータおよび付加情報から前記測定対象の物理構造と電気特性を前記電磁界解析のモデルとして保持することを特徴とする請求項1から請求項5のうちのいずれか1項記載のノイズ源位置推定装置。   The said calculating part hold | maintains the physical structure and electrical property of the said measuring object as a model of the said electromagnetic field analysis from CAD data and additional information, The any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. Noise source position estimation apparatus. 複数の測定箇所における測定対象のノイズ波形の時間変化を同じ時間領域で取得する測定部を用い、
前記測定対象で発生しているノイズの発生源を推定するノイズ源位置推定装置を実現するコンピュータを、
前記複数の測定箇所を信号源位置、前記時間変化する波形を信号源の励振波形とした場合の電磁界解析を演算すると共に、当該演算結果に対して電磁界強度のピークを検出し、ピークを検出した位置をノイズ源と判定する演算部として動作させることを特徴とするノイズ源位置推定プログラム。
Using a measurement unit that acquires the time change of the noise waveform to be measured at multiple measurement locations in the same time domain,
A computer that realizes a noise source position estimation device that estimates a generation source of noise generated in the measurement target,
The electromagnetic field analysis is calculated when the plurality of measurement points are signal source positions and the time-varying waveform is the excitation waveform of the signal source, and the peak of the electromagnetic field intensity is detected with respect to the calculation result. A noise source position estimation program that operates as a calculation unit that determines a detected position as a noise source.
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