JP2015001517A - 電気回路の評価方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、DPIテストの一構成例を示すブロック図である。DPIテストは、国際電気標準会議(IEC[international electrotechnical commission])で標準化された半導体集積回路用EMS[electromagnetic susceptibility]検証法の一つ(IEC62132−4)であり、被試験デバイス10(以下、DUT[device under test]10と呼ぶ)のほか、ノイズ源部20、検知部30、コントローラ40、バッテリ50、及び、電源フィルタ60などを用いて実施される。
図2は、DPIテスト結果(誤動作電力周波数特性)の一例を示す図である。なお、本図の横軸は高周波ノイズ信号の発振周波数[Hz]を示しており、縦軸は高周波ノイズ信号の注入電力[dBm]を示している。本図では、DPIテストの結果として高周波ノイズ信号の発振周波数毎にLSI11が誤動作を起こす限界の注入電力がプロットされている(図中の実線を参照)。すなわち、図中の実線は誤動作境界となるので、これより上側の領域(I)は誤動作領域となり、これより下側の領域(II)は正常動作領域となる。
図3は、Sパラメータ測定の一例を示す図である。Sパラメータとは、DUT10やLSI11の周波数特性を表すパラメータであり、回路網の電力通過特性や電力反射特性を示すものである。例えば、図3で例示したSパラメータ|S11|は、2端子対回路(4端子回路網)において、第1端子から信号を入力したときに同第1端子に反射する信号の割合(反射損失)を示している。2端子対回路では、第1端子の反射損失(|S11|)以外にも、第1端子から第2端子への挿入損失(|S21|)、第2端子から第1端子への挿入損失(|S12|)、及び、第2端子の反射損失(|S22|)が測定される。なお、LSI11については単体のSパラメータを測定すればよく、DUT10についてはLSI実装時のSパラメータを測定すればよい。
図4は、等価回路化の一例を示す図である。DUT10とLSI11のSパラメータから、LSI11とこれを搭載するPCBの等価回路化を行う。等価回路化に際しては、例えば、本図で示したように、LSI11を抵抗R、インダクタL、コンデンサCの直列回路とみなしたり、PCBを配線パターンのインダクタLと搭載部品(コンデンサCなど)で表したりすればよい。
図5は、AC解析の一例を示す図である。LSI11及びこれを搭載するPCBの等価回路に対してAC解析を行う。なお、交流電圧Vs[Vrms]を生成するAC信号源としては、50Ω系の交流電圧源を用いればよい。このとき、LSI11の所定部分に流れる端子電流I_LSI、及び、LSI11の所定点間に現れる端子電圧V_LSIは、それぞれ、次の(1a)式及び(1b)式で示すように、交流電圧Vsの関数として表すことができる。
V_LSI=fV(Vs) …(1b)
V_LSI=fV(Vs)=fv(√(Pi×200))=gV(Pi) …(3b)
図6は、誤動作電流周波数特性と誤動作電圧周波数特性の一例を示す図である。先出の(3a)式及び(3b)式にDPIテストの結果(LSI11が誤動作を起こす限界の注入電力Pi)を代入すると、高周波ノイズ信号の発振周波数毎に、LSI11が誤動作を起こす限界の端子電流I_LSIと端子電圧V_LSIが得られる。
図7は、図6で示した誤動作電流周波数特性及び誤動作電圧周波数特性(実線)と、到達電流周波数特性及び到達電圧周波数特性(破線)との比較例を示す図である。到達電流周波数特性とは、LSI11を含む測定対象回路ユニットまたはその模擬ユニットに対して所定のイミュニティテスト(詳細は後述)を行なったときにLSI11の所定部分に到達して流れる到達電流I_arrの周波数特性である。一方、到達電圧周波数特性とは、上記のイミュニティテストを行ったときにLSI11の所定点間に到達して現れる到達電圧V_arrの周波数特性である。
図8は、BCIテストの一構成例を示すブロック図である。BCIテストは、国際標準化機構(ISO[international organization for standardization])で標準化された車載電子機器向けの狭帯域電磁放射エネルギーによる電気的妨害のためのコンポーネント試験方法の一つ(製品用EMS規格:ISO11452−4)である。
なお、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
11 対象電気回路(LSI)
20 ノイズ源部
21 シグナルジェネレータ
22 RFアンプ
23 双方向性結合器
24 進行波側パワーセンサ
25 反射波側パワーセンサ
26 パワーメータ
27 カップリングコンデンサ
28 50Ω伝送線路
30 検知部(オシレータなど)
40 コントローラ(パソコンなど)
50 バッテリ
60 電源フィルタ
61、62 電源インピーダンス安定回路網(LISN)
70 ワイヤーハーネス
80 インジェクションプローブ
100 測定対象回路ユニット
Claims (12)
- 対象電気回路を含む被試験デバイスが誤動作を起こす限界のノイズ信号の大きさを表した第1の誤動作周波数特性を求めるステップと、
前記第1の誤動作周波数特性、前記被試験デバイスの等価回路、及び、前記対象電気回路の等価回路に基づいて、前記対象電気回路が誤動作を起こす限界のノイズ信号の大きさを表した第2の誤動作周波数特性を求めるステップと、
を有することを特徴とする電気回路の評価方法。 - 前記第1の誤動作周波数特性は、DPI[direct RF power injection]テストの結果であることを特徴とする請求項1に記載の電気回路の評価方法。
- 前記被試験デバイスは、試験用の模擬デバイスであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電気回路の評価方法。
- 前記試験用の模擬デバイスは、前記対象電気回路以外の構成要素が共通化されていることを特徴とする請求項3に記載の電気回路の評価方法。
- 前記第1の誤動作周波数特性は、前記被試験デバイスが誤動作を起こす限界のノイズ信号の大きさを前記被試験デバイスに注入される電力で表した誤動作電力周波数特性であると共に、前記第2の誤動作周波数特性は、前記対象電気回路が誤動作を起こす限界のノイズ信号の大きさを前記対象電気回路の所定部分に流れる電流で表した誤動作電流周波数特性及び前記対象電気回路が誤動作を起こす限界のノイズ信号の大きさを前記対象電気回路の所定点間に現れる電圧で表した誤動作電圧周波数特性であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の電気回路の評価方法。
- 前記対象電気回路を含む測定対象回路ユニットまたはその模擬ユニットに対して所定のイミュニティテストを行なったときに前記対象電気回路の前記所定部分に到達して流れる電流を表わす到達電流周波数特性及び前記対象電気回路の前記所定点間に到達して現れる電圧を表わす到達電圧周波数特性をそれぞれ前記誤動作電流周波数特性及び前記誤動作電圧周波数特性と比較するステップを有することを特徴とする請求項5に記載の電気回路の評価方法。
- 前記イミュニティテストは、ISO11452に準拠したテストであることを特徴とする請求項6に記載の電気回路の評価方法。
- 前記イミュニティテストは、ISO11452−4に準拠したBCI[bulk current injection]テストであることを特徴とする請求項9に記載の電気回路の評価方法。
- 前記イミュニティテストは、製品のイミュニティ試験に準拠したテストであることを特徴とする請求項6に記載の電気回路の評価方法。
- 前記到達電流周波数特性及び前記到達電圧周波数特性は、前記測定対象回路ユニットの等価回路または前記模擬ユニットの等価回路に基づいてシミュレーションで求められることを特徴とする請求項6〜請求項9のいずれか一項に記載の電気回路の評価方法。
- 前記模擬ユニットに対して前記イミュニティテストを行った場合、前記到達電流周波数特性及び前記到達電圧周波数特性は、前記測定対象回路ユニットの等価回路と前記模擬ユニットの等価回路の双方に基づいてシミュレーションで求められることを特徴とする請求項10に記載の電気回路の評価方法。
- 前記等価回路は、前記測定対象回路ユニットのSパラメータ及び前記対象電気回路のSパラメータに基づくことを特徴とする請求項10または請求項11に記載の電気回路の評価方法。
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