JP2021189035A

JP2021189035A - Electromagnetic noise resistance evaluation apparatus

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Publication number: JP2021189035A
Application number: JP2020094426A
Authority: JP
Inventors: 秀勝佐々木; Hidekatsu Sasaki; 宏靖佐野; Hiroyasu Sano
Original assignee: Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Instititute (TIRI)
Current assignee: Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Instititute (TIRI)
Priority date: 2020-05-29
Filing date: 2020-05-29
Publication date: 2021-12-13
Anticipated expiration: 2040-05-29
Also published as: JP7461033B2

Abstract

To provide an electromagnetic noise resistance evaluation apparatus that can quantitatively evaluate the resistance to electromagnetic noises of an evaluation target by measuring the propagation characteristics of electromagnetic noises in the evaluation target.SOLUTION: The electromagnetic noise resistance evaluation apparatus includes: a common mode noise source 5 for generating a common mode noise and supplying the noise to an evaluation target 20; a probe 3 for detecting a differential mode noise from the evaluation target 20; and a control-operation unit 11 for generating data that shows the resistance to an electromagnetic noise of the evaluation target 20 by using data which shows the common mode noise generated by the common mode noise source 5 and data which shows the differential mode noise detected by the probe 3.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、半導体の電子デバイスを備えた電子機器の電磁ノイズに対する評価を行う電磁ノイズ耐性評価装置に関する。 The present disclosure relates to an electromagnetic noise immunity evaluation device that evaluates electromagnetic noise of an electronic device provided with a semiconductor electronic device.

例えば、プリント基板等に回路素子を実装して電子回路を構成すると、この電子回路等の周囲に生じた電磁ノイズがプリント基板に形成された電源パターンや、信号等の伝送に用いる配線パターンなどに侵入し、電子回路が誤動作を起こす場合がある。
電子回路を有するユニット、もしくは電子機器などには、コモンモード（以下、ＣＭと記載する）ノイズとディファレンシャルモード（以下、ＤＭと記載する）ノイズが影響する。これらのノイズは、それぞれ異なる経路を伝達する特性を有することから、同様な対処方法でノイズレベルを低減することが困難である。また、ＣＭノイズおよびＤＭノイズに対するノイズ耐性等を適切に評価することも容易ではない。 For example, when a circuit element is mounted on a printed circuit board or the like to form an electronic circuit, electromagnetic noise generated around the electronic circuit or the like is applied to a power supply pattern formed on the printed circuit board or a wiring pattern used for transmitting signals or the like. It may invade and cause the electronic circuit to malfunction.
Common mode (hereinafter referred to as CM) noise and differential mode (hereinafter referred to as DM) noise affect a unit having an electronic circuit or an electronic device. Since each of these noises has a characteristic of transmitting different paths, it is difficult to reduce the noise level by the same coping method. Further, it is not easy to appropriately evaluate the noise immunity to CM noise and DM noise.

例えば、ＣＭノイズやＤＭノイズ（妨害電波）に対する通信装置のノイズ耐性を知得する技術がある。
この技術は、１次コモンモード、２次コモンモード、ディファレンシャルモードの各伝搬モードを定義し、さらに物理的ポートを定義して、各ポートの伝搬モードにおける妨害電波の伝達特性を評価するものである（例えば、特許文献１参照）。
この評価技術は、通信装置を構成する電気回路の基準グラウンドに、妨害電波などの電磁ノイズを遮蔽する、例えば、同軸ケーブルの外部導体（シールド材）を接続させることによって、即ち、測定系のグラウンド接続を理想的に構成することによって適確な伝達特性を取得することができる。 For example, there is a technique for knowing the noise immunity of a communication device to CM noise and DM noise (interfering radio waves).
This technique defines each propagation mode of primary common mode, secondary common mode, and differential mode, further defines a physical port, and evaluates the transmission characteristics of disturbed radio waves in the propagation mode of each port. (See, for example, Patent Document 1).
This evaluation technique shields electromagnetic noise such as disturbing radio waves to the reference ground of the electric circuit constituting the communication device, for example, by connecting an outer conductor (shielding material) of the coaxial cable, that is, the ground of the measurement system. Appropriate transmission characteristics can be obtained by ideally configuring the connection.

特許第６１８２１２２号公報Japanese Patent No. 6182122

実際の装置等においては、実装ユニットのグラウンド構造（グラウンド引き回しなど）が複雑に構成され、例えば、電磁ノイズ遮蔽用のシールド材などが、実装ユニットの基準グラウンドに理想的に接続されていないことがある。
そのため、装置内部の実装ユニットなどについて、電磁ノイズに対する耐性特性等を取得しようとすると、耐性評価の要素となる測定結果が適確に取得することができなくなる。
また、上記の技術は、評価対象となる例えば通信装置と、測定系（測定装置のプローブなど）とのインピーダンス整合が不適当な場合には、正確な測定結果が得られず、多様な評価対象に対応させて耐性評価を行うことが難しくなる。 In an actual device or the like, the ground structure of the mounting unit (ground routing, etc.) is complicatedly configured, and for example, a shield material for shielding electromagnetic noise is not ideally connected to the reference ground of the mounting unit. be.
Therefore, if an attempt is made to acquire resistance characteristics against electromagnetic noise for a mounting unit or the like inside a device, it becomes impossible to accurately acquire measurement results that are elements of resistance evaluation.
Further, in the above technique, if the impedance matching between the communication device to be evaluated and the measurement system (probe of the measurement device, etc.) is inappropriate, accurate measurement results cannot be obtained, and various evaluation targets are obtained. It becomes difficult to evaluate the resistance in correspondence with.

本開示は、上記の問題を解決するためになされたもので、評価対象の内部における電磁ノイズの伝達特性を測定することにより、評価対象の電磁ノイズに対する耐性を定量的に評価することができる電磁ノイズ耐性評価装置を提供する。 The present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and by measuring the transmission characteristics of electromagnetic noise inside the evaluation target, it is possible to quantitatively evaluate the resistance to the electromagnetic noise of the evaluation target. A noise immunity evaluation device is provided.

本開示に係る電磁ノイズ耐性評価装置は、所定周波数および所定強度のコモンモードノイズを発生して評価対象へ入力するコモンモードノイズ源と、前記評価対象に接続してディファレンシャルモードノイズを検出するプローブと、前記コモンモードノイズ源が発生したコモンモードノイズを示すデータおよび前記プローブが検出したディファレンシャルモードノイズを示すデータを用いて、前記評価対象を前記コモンモードノイズが伝達する際に前記ディファレンシャルモードノイズへ変換される量を示すデータであるＣＭ−ＤＭ変換量を求め、前記ＣＭ−ＤＭ変換量を用いて前記評価対象の電磁ノイズ耐性を示すデータを生成する制御・演算部と、を備えたことを特徴とする。 The electromagnetic noise immunity evaluation device according to the present disclosure includes a common mode noise source that generates common mode noise of a predetermined frequency and a predetermined intensity and inputs it to an evaluation target, and a probe that is connected to the evaluation target to detect differential mode noise. Using the data indicating the common mode noise generated by the common mode noise source and the data indicating the differential mode noise detected by the probe, the evaluation target is converted into the differential mode noise when the common mode noise is transmitted. It is characterized by having a control / calculation unit that obtains a CM-DM conversion amount, which is data indicating the amount of noise to be generated, and generates data indicating the electromagnetic noise immunity to be evaluated using the CM-DM conversion amount. And.

また、前記制御・演算部は、適宜測定した、前記評価対象のＤＰＩ法による電磁ノイズに対する耐久レベルを示すデータと、前記ＣＭ−ＤＭ変換量と、を用いて所定の演算を行い、前記評価対象の電磁ノイズ耐性を示すデータを求めることを特徴とする。 Further, the control / calculation unit performs a predetermined calculation using the appropriately measured data indicating the durability level against electromagnetic noise by the DPI method of the evaluation target and the CM-DM conversion amount, and performs the evaluation target. It is characterized in that data indicating the electromagnetic noise immunity of the above is obtained.

また、所定のインピーダンスを有する正規化ユニットを備え、前記正規化ユニットに前記コモンモードノイズ源から前記コモンモードノイズを入力し、前記正規化ユニットに前記プローブを接続して前記ディファレンシャルモードノイズを検出し、前記制御・演算部が、前記正規化ユニットから検出されたディファレンシャルモードノイズを用いて正規化データを生成し、前記正規化データを用いて前記ＣＭ−ＤＭ変化量の正規化を行うことを特徴とする。 Further, a normalization unit having a predetermined impedance is provided, the common mode noise is input to the normalization unit from the common mode noise source, and the probe is connected to the normalization unit to detect the differential mode noise. , The control / calculation unit generates normalization data using the differential mode noise detected from the normalization unit, and normalizes the CM-DM change amount using the normalization data. And.

本開示によれば、ＣＭノイズとＤＭノイズとのモード変換量を求めることにより、電子ユニットや電子デバイス等の電磁ノイズ耐性を定量的に評価することができる。 According to the present disclosure, the electromagnetic noise immunity of an electronic unit, an electronic device, or the like can be quantitatively evaluated by determining the mode conversion amount between CM noise and DM noise.

本発明の実施の形態による電磁ノイズ耐性評価装置の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the schematic structure of the electromagnetic noise tolerance evaluation apparatus by embodiment of this invention. 図１の電磁ノイズ耐性評価装置に評価対象を接続した状態の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the schematic structure of the state which the evaluation target is connected to the electromagnetic noise tolerance evaluation apparatus of FIG. ＤＰＩ法による評価対象の電磁ノイズに対する耐久レベルの測定結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the measurement result of the durability level with respect to the electromagnetic noise to be evaluated by the DPI method. 図２の電磁ノイズ耐性評価装置によって測定されたＣＭ−ＤＭ変換量を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the CM-DM conversion amount measured by the electromagnetic noise tolerance evaluation apparatus of FIG. 図２の電磁ノイズ耐性評価装置が求めた評価対象の電磁耐性を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the electromagnetic resistance of the evaluation target obtained by the electromagnetic noise resistance evaluation apparatus of FIG.

以下、この発明の実施の一形態を説明する。
図１は、本発明の実施の形態による電磁ノイズ耐性評価装置（評価装置１）の概略構成を示す説明図である。この図は、評価装置１の伝達特性を正規化させる場合の接続構成を示している。
評価装置１は、例えば、ベクトルネットワークアナライザ等の測定装置である装置本体２、例えば、アクティブディファレンシャルプローブ等であるプローブ３、コモンモードのノイズを発生させる装置であるコモンモードノイズ源５を備えている。
また、評価装置１は、後述する評価対象２０の測定結果を正規化させる際に使用するデータを取得するため、いわゆる治具となる正規化ユニット６等を備えて構成されている。
コモンモードノイズ源５および正規化ユニット６は、例えば、金属板などの導体によって形成されたコモンモード基準グラウンド面７に載置されている。なお、コモンモードノイズ源５ならびに正規化ユニット６は、コモンモード基準グラウンド面７と接続されると、短絡などの異常状態となる部分は、コモンモード基準グラウンド面７から絶縁されるように載置されている。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an electromagnetic noise immunity evaluation device (evaluation device 1) according to an embodiment of the present invention. This figure shows a connection configuration when the transmission characteristic of the evaluation device 1 is normalized.
The evaluation device 1 includes, for example, a device main body 2 which is a measuring device such as a vector network analyzer, for example, a probe 3 which is an active differential probe or the like, and a common mode noise source 5 which is a device which generates common mode noise. ..
Further, the evaluation device 1 is configured to include a normalization unit 6 or the like which is a so-called jig in order to acquire data used when normalizing the measurement result of the evaluation target 20 described later.
The common mode noise source 5 and the normalization unit 6 are mounted on a common mode reference ground surface 7 formed of a conductor such as a metal plate, for example. When the common mode noise source 5 and the normalization unit 6 are connected to the common mode reference ground surface 7, a portion that becomes an abnormal state such as a short circuit is placed so as to be insulated from the common mode reference ground surface 7. Has been done.

装置本体２は、前述のようにベクトルネットワークアナライザ等であり、図示を省略した（測定結果等を表示する）表示装置や、外部接続されたプリンタなどへ測定結果を示すデータを出力する出力手段等を備えて構成されている。
また、装置本体２は、予め設定された制御プログラム（演算プログラム）、演算処理を施したデータなどを記憶する記憶部１０を備えている。
また、装置本体２は、記憶部１０に記憶されている制御プログラムなどに従って、演算処理や各部の動作制御を行うプロセッサ等からなる制御・演算部１１などを備えて構成されている。 As described above, the device main body 2 is a vector network analyzer or the like, and is a display device (displaying measurement results or the like) omitted from the illustration, an output means for outputting data showing the measurement results to an externally connected printer or the like. It is configured with.
Further, the apparatus main body 2 includes a storage unit 10 for storing preset control programs (calculation programs), data subjected to arithmetic processing, and the like.
Further, the apparatus main body 2 is configured to include a control / calculation unit 11 including a processor or the like that performs arithmetic processing and operation control of each unit according to a control program or the like stored in the storage unit 10.

制御・演算部１１は、コモンモードノイズ源５の動作、即ち、発生させるＣＭノイズの周波数ならびにノイズ強度等を制御するように、当該コモンモードノイズ源５に配線接続されている。
また、制御・演算部１１は、プローブ３が検出した（取得した）高周波信号などを、例えば、図示されない入力インタフェース等を介して入力するように、プローブ３に接続配線されている。 The control / calculation unit 11 is wired and connected to the common mode noise source 5 so as to control the operation of the common mode noise source 5, that is, the frequency and noise intensity of the CM noise to be generated.
Further, the control / calculation unit 11 is connected and wired to the probe 3 so that the high frequency signal detected (acquired) by the probe 3 is input via, for example, an input interface (not shown).

コモンモードノイズ源５は、制御・演算部１１から出力された所定の周波数の高周波信号からコモンモードノイズを生成するように構成されている。 The common mode noise source 5 is configured to generate common mode noise from a high frequency signal having a predetermined frequency output from the control / calculation unit 11.

プローブ３は、前述のように差動アクティブプローブであり、例えば、数［ＧＨｚ］の高周波信号（高周波ノイズ）に対応することができるように、低容量ならびに高い入力抵抗値を備えて構成されている。
正規化ユニット６は、コモンモードノイズ源５から出力されたＣＭノイズをプローブ３に検出させるための、例えば、複数の回路素子などを実装して、グラウンドとの間に所定値の基準インピーダンス（例えば、５０[Ω]）を有する回路を構成させたボードであり、このボードに入力されたＣＭノイズがプローブ３によって検出されるときの特性（ＣＭノイズがＤＭノイズに変換される度合等）、即ち、評価装置１の測定系が定性的に有する特性を装置本体２（制御・演算部１１）に認識させるための治具である。 The probe 3 is a differential active probe as described above, and is configured to have a low capacitance and a high input resistance value so as to be able to cope with a high frequency signal (high frequency noise) of several [GHz], for example. There is.
The normalization unit 6 mounts, for example, a plurality of circuit elements for causing the probe 3 to detect CM noise output from the common mode noise source 5, and has a reference impedance (for example, a predetermined value) between the normal mode unit 6 and the ground. , 50 [Ω]), and the characteristics when the CM noise input to this board is detected by the probe 3 (degree of conversion of CM noise to DM noise, etc.), that is, This is a jig for causing the device main body 2 (control / calculation unit 11) to recognize the characteristics qualitatively possessed by the measurement system of the evaluation device 1.

図２は、図１の評価装置１に評価対象２０を接続した状態の概略構成を示す説明図である。この図は、図１の評価装置１に示した正規化ユニット６に替えて、コモンモードノイズ源５に評価対象２０を接続し、また、評価対象２０から電磁ノイズ（ＤＭノイズ）を検出することができるようにプローブ３を接続したものである。
評価対象２０は、任意の電子デバイス、もしくは回路素子などをプリント基板等に実装させた電子ユニットなどである。
また、図２に示した評価装置１は、コモンモードノイズ源５、評価対象２０、電源４が前述のコモンモード基準グラウンド面７に載置されている。なお、電源４は、コモンモードノイズ源５等に接続され、評価対象２０が実際に使用される（動作させる）場合の電源系となるように接続されている。即ち、電源４は、評価対象２０が動作可能に接続されている。 FIG. 2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a state in which the evaluation target 20 is connected to the evaluation device 1 of FIG. In this figure, instead of the normalization unit 6 shown in the evaluation device 1 of FIG. 1, the evaluation target 20 is connected to the common mode noise source 5, and electromagnetic noise (DM noise) is detected from the evaluation target 20. The probe 3 is connected so that the probe 3 can be used.
The evaluation target 20 is an electronic device or an electronic unit in which a circuit element or the like is mounted on a printed circuit board or the like.
Further, in the evaluation device 1 shown in FIG. 2, the common mode noise source 5, the evaluation target 20, and the power supply 4 are mounted on the above-mentioned common mode reference ground surface 7. The power supply 4 is connected to a common mode noise source 5 or the like, and is connected so as to be a power supply system when the evaluation target 20 is actually used (operated). That is, the power supply 4 is connected so that the evaluation target 20 can operate.

次に動作について説明する。
評価装置１を用いて評価対象２０の電磁ノイズ耐性を評価する場合、初めに、図１に示したように、正規化ユニット６の入力部分（例えば、入力端子）にコモンモードノイズ源５を接続し、また、正規化ユニット６の出力部分（例えば、出力端子）にプローブ３を接続する。
この接続状態で、コモンモードノイズ源５を動作させ、所定の周波数の電磁ノイズ（ＣＭノイズ）を、所定の強度で出力させる。上記の電磁ノイズ（ＣＭノイズ）の所定周波数および所定強度は、例えば、装置本体２からコモンモードノイズ源５へ出力される制御信号によって設定される。このとき、制御・演算部１１は、上記の所定周波数および所定強度を示すデータを予め記憶部１０等に記憶させており、後述する演算等に使用することができるように有している。 Next, the operation will be described.
When evaluating the electromagnetic noise immunity of the evaluation target 20 using the evaluation device 1, first, as shown in FIG. 1, a common mode noise source 5 is connected to an input portion (for example, an input terminal) of the normalization unit 6. Further, the probe 3 is connected to the output portion (for example, the output terminal) of the normalization unit 6.
In this connected state, the common mode noise source 5 is operated to output electromagnetic noise (CM noise) having a predetermined frequency with a predetermined intensity. The predetermined frequency and predetermined intensity of the electromagnetic noise (CM noise) are set by, for example, a control signal output from the apparatus main body 2 to the common mode noise source 5. At this time, the control / calculation unit 11 stores the data indicating the predetermined frequency and the predetermined intensity in advance in the storage unit 10 or the like, and has the data so that it can be used for the calculation or the like described later.

コモンモードノイズ源５から正規化ユニット６の所定の入力部分へＣＭノイズが入力されると、正規化ユニット６の出力部分に接続されたプローブ３が、正規化ユニット６を通過した電磁ノイズ（ＤＭノイズ）を検出し、装置本体２へ入力する。
装置本体２の制御・演算部１１は、プローブ３から入力した信号（正規化ユニット６から検出したＤＭノイズを示す信号）から所定様式の正規化データを生成し、当該正規化データを記憶部１０に記憶させる。 When CM noise is input from the common mode noise source 5 to a predetermined input portion of the normalization unit 6, the probe 3 connected to the output portion of the normalization unit 6 passes through the normalization unit 6 and electromagnetic noise (DM). Noise) is detected and input to the device main body 2.
The control / calculation unit 11 of the apparatus main body 2 generates normalized data in a predetermined format from a signal input from the probe 3 (a signal indicating DM noise detected from the normalized unit 6), and stores the normalized data in the storage unit 10. To memorize.

次に、プローブ３ならびにコモンモードノイズ源５と、正規化ユニット６との接続を外し、替りに評価対象２０を（図２に示したように）接続する。
例えば、制御・演算部１１は、コモンモードノイズ源５を制御して、正規化ユニット６へ供給したＣＭノイズ（同様な周波数ならびに強度の高周波信号）を、評価対象２０へ入力させる。このとき、コモンモードノイズ源５の出力端子等は、評価対象２０に接続されている。即ち、コモンモードノイズ源５の２つの出力端子のうち、ローレベル側の端子は、コモンモード基準グラウンド面７に接続され、ハイレベル側の端子は、評価対象２０の回路信号が伝送される配線パターンや電源パターンなどに接続されている。 Next, the probe 3 and the common mode noise source 5 are disconnected from the normalization unit 6, and the evaluation target 20 is connected instead (as shown in FIG. 2).
For example, the control / calculation unit 11 controls the common mode noise source 5 to input the CM noise (high frequency signal having the same frequency and intensity) supplied to the normalization unit 6 to the evaluation target 20. At this time, the output terminal or the like of the common mode noise source 5 is connected to the evaluation target 20. That is, of the two output terminals of the common mode noise source 5, the terminal on the low level side is connected to the common mode reference ground surface 7, and the terminal on the high level side is the wiring through which the circuit signal of the evaluation target 20 is transmitted. It is connected to a pattern or power pattern.

プローブ３は、評価対象２０の所定部位に接続されており、コモンモードノイズ源５から供給された電磁ノイズ（ＣＭノイズ）が、当該評価対象２０の内部（回路等）を通過した後の電磁ノイズ（ＤＭノイズ）を検出する。
プローブ３は、評価対象２０のコモンモードノイズ源５の出力端子（同軸ケーブル等）が接続された部分から適当に離れた部分に接続され、例えば、評価対象２０に備えられた高周波回路、発振回路、当該評価対象２０の入力端部などに接続される。
具体的には、プローブ３の例えばハイレベル側の（一方の）検出端部は、評価対象２０のハイレベル側の信号パターンや端子部分、またはハイレベル側の電源パターンなどに接続される。また、プローブ３のローレベル側の（他方の）検出端部は、評価対象２０のローレベル側の信号パターンや端子部分、またはローレベル側の電源パターンなどに接続される。即ち、プローブ３は、コモンモード基準グラウンド面７には接続されない。 The probe 3 is connected to a predetermined portion of the evaluation target 20, and the electromagnetic noise (CM noise) supplied from the common mode noise source 5 passes through the inside (circuit or the like) of the evaluation target 20. (DM noise) is detected.
The probe 3 is connected to a portion appropriately separated from the portion to which the output terminal (coaxial cable or the like) of the common mode noise source 5 of the evaluation target 20 is connected. For example, a high frequency circuit or an oscillation circuit provided in the evaluation target 20. , Is connected to the input end of the evaluation target 20 and the like.
Specifically, for example, the detection end portion on the high level side (one side) of the probe 3 is connected to the signal pattern or terminal portion on the high level side of the evaluation target 20, the power supply pattern on the high level side, or the like. Further, the (other) detection end portion on the low level side of the probe 3 is connected to the signal pattern or terminal portion on the low level side of the evaluation target 20, the power supply pattern on the low level side, or the like. That is, the probe 3 is not connected to the common mode reference ground surface 7.

装置本体２は、プローブ３が検出した信号（ＤＭノイズを示す信号）を入力すると、制御・演算部１１が、所定様式のデータに変換し、このデータに、後述するように正規化処理を施し、評価対象２０にＣＭノイズを供給したとき、当該評価対象２０内部を伝達する際に、ＣＭノイズがＤＭノイズに変換される度合い、即ち変換量を示すデータ（ＣＭ−ＤＭ変換量）を求める。 When the device main body 2 inputs a signal detected by the probe 3 (a signal indicating DM noise), the control / calculation unit 11 converts the data into data in a predetermined format, and performs normalization processing on this data as described later. When CM noise is supplied to the evaluation target 20, the degree to which the CM noise is converted into DM noise when transmitting the inside of the evaluation target 20, that is, data indicating the conversion amount (CM-DM conversion amount) is obtained.

ここまでは、評価装置１により、評価対象２０のＣＭ−ＤＭ変換量を求める動作を説明したが、評価装置１によって評価対象２０の電磁ノイズ耐性を評価する場合、適宜、評価対象２０に備えられている（実装されている）電子デバイス（半導体を用いたＬＳＩ、ＩＣなど）の端子に直接電磁ノイズ（ＤＭノイズ）を供給するＤＰＩ法（Direct Power Injection Method）を用いて、当該評価対象２０が備える電子デバイスの（電磁ノイズに対する）耐久レベルを測定する。 Up to this point, the operation of obtaining the CM-DM conversion amount of the evaluation target 20 by the evaluation device 1 has been described. However, when the evaluation device 1 evaluates the electromagnetic noise immunity of the evaluation target 20, the evaluation target 20 is appropriately provided. Using the DPI method (Direct Power Injection Method) that directly supplies electromagnetic noise (DM noise) to the terminals of the electronic device (LSI, IC, etc. using semiconductors) that is (mounted), the evaluation target 20 is Measure the endurance level (against electromagnetic noise) of the electronic device provided.

図３は、ＤＰＩ法による評価対象２０が備える電子デバイスの電磁ノイズに対する耐久レベルの測定結果を示す説明図である。具体的には、この横軸は、電子デバイスに入力した電磁ノイズ（高周波信号）の周波数を示している。また、この図の縦軸は、評価対象２０の電子デバイスが正常に動作することができる限界の電磁ノイズの強度（レベル）を示している。即ち、図３は、電磁ノイズの各周波数における電子デバイスの耐久性を示す特性曲線を表したグラフである。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing the measurement result of the durability level against electromagnetic noise of the electronic device included in the evaluation target 20 by the DPI method. Specifically, this horizontal axis indicates the frequency of electromagnetic noise (high frequency signal) input to the electronic device. Further, the vertical axis of this figure shows the intensity (level) of the electromagnetic noise at the limit where the electronic device of the evaluation target 20 can operate normally. That is, FIG. 3 is a graph showing a characteristic curve showing the durability of the electronic device at each frequency of electromagnetic noise.

ＤＰＩ法によって耐久レベルを測定するとき、電子デバイスに入力する電磁ノイズは、ＣＭ−ＤＭ変換量を測定するときと同様な周波数に設定して強度を可変する。
評価対象２０の電子デバイスの、ＤＰＩ法による電磁ノイズに対する耐久レベルの測定は、適宜（例えば、評価対象２０からＤＭノイズの検出を行う前に）行う。
制御・演算部１１は、ＤＰＩ法による測定によって（上記のプローブを用いて）取得した評価対象２０の電子デバイスに関する電磁ノイズの耐久レベルを示す信号を、所定様式のデータ（ＤＰＩ法による耐久レベルデータ）に変換し、例えば、記憶部１０に記憶させる。 When measuring the durability level by the DPI method, the electromagnetic noise input to the electronic device is set to the same frequency as when measuring the CM-DM conversion amount to change the intensity.
The durability level of the electronic device of the evaluation target 20 against electromagnetic noise by the DPI method is appropriately measured (for example, before the detection of DM noise from the evaluation target 20).
The control / calculation unit 11 inputs a signal indicating the durability level of electromagnetic noise related to the electronic device of the evaluation target 20 acquired by the measurement by the DPI method (using the above probe) to data in a predetermined format (durability level data by the DPI method). ), For example, stored in the storage unit 10.

図４は、図２の評価装置１によって測定されたＣＭ−ＤＭ変換量を示す説明図である。この図は、横軸が評価対象２０の所定部分に入力したＣＭノイズの周波数、縦軸が評価対象２０に入力されたＣＭノイズが、評価対象２０内部においてＤＭノイズに変換される量（ＣＭ−ＤＭ変換量）を示している。
制御・演算部１１は、記憶部１０に記憶されている正規化データを用いて、評価対象２０から取得したＤＭノイズを示すデータに所定の演算処理を施し、評価装置１の測定系が定性的に有する伝達特性の影響を排除した（正規化した）ＣＭ−ＤＭ変換量を求める。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing the amount of CM-DM conversion measured by the evaluation device 1 of FIG. In this figure, the horizontal axis is the frequency of the CM noise input to the predetermined portion of the evaluation target 20, and the vertical axis is the amount of the CM noise input to the evaluation target 20 converted into DM noise inside the evaluation target 20 (CM-). DM conversion amount) is shown.
The control / calculation unit 11 uses the normalized data stored in the storage unit 10 to perform a predetermined calculation process on the data indicating the DM noise acquired from the evaluation target 20, and the measurement system of the evaluation device 1 is qualitative. The amount of CM-DM conversion (normalized) excluding the influence of the transfer characteristics of the above is obtained.

ここで、差動線路の周波数特性を表す手法として、回路網の通過・反射（電力）特性を表すときに用いられる下記のＳパラメータがある。
なお、下記のＳパラメータは、２端子対回路（電子デバイス、ユニット、装置等）に関するものである。 Here, as a method for expressing the frequency characteristic of the differential line, there is the following S parameter used when expressing the passing / reflecting (power) characteristic of the network.
The following S-parameters relate to a two-terminal pair circuit (electronic device, unit, device, etc.).

上記のＳパラメータのうち、Ｓｄｃ２１が、回路内を伝達するＣＭノイズがＤＭノイズに変換される程度を示すＣＭ−ＤＭ変換量に該当する。
本発明は、上記のＳパラメータ全てを必要とすることなく、ＣＭ−ＤＭ変換係数のみに着眼し、制御・演算部１１が評価対象２０のＣＭ−ＤＭ変換量を求めて電磁ノイズ耐性の評価を行うようにしたものである。 Among the above S parameters, Sdc21 corresponds to the CM-DM conversion amount indicating the degree to which the CM noise transmitted in the circuit is converted into DM noise.
The present invention focuses only on the CM-DM conversion coefficient without requiring all of the above S-parameters, and the control / calculation unit 11 obtains the CM-DM conversion amount of the evaluation target 20 to evaluate the electromagnetic noise immunity. I tried to do it.

制御・演算部１１は、前述のように、コモンモードノイズ源５から評価対象２０へ入力したＣＭノイズの周波数および強度（ノイズレベル）を認識している。また、プローブ３を用いて評価対象２０からＤＭノイズの周波数および強度（ノイズレベル）を取得している。
そこで、制御・演算部１１は、周波数毎に（評価対象２０に）入力されたＣＭノイズレベルと（評価対象２０から）検出されたＤＭノイズレベルとを対比することにより、図４に示した周波数毎のＣＭ−ＤＭ変換量を求める。 As described above, the control / calculation unit 11 recognizes the frequency and intensity (noise level) of the CM noise input from the common mode noise source 5 to the evaluation target 20. Further, the frequency and intensity (noise level) of DM noise are acquired from the evaluation target 20 by using the probe 3.
Therefore, the control / calculation unit 11 compares the CM noise level input (to the evaluation target 20) with the detected DM noise level (from the evaluation target 20) for each frequency to show the frequency shown in FIG. Obtain the CM-DM conversion amount for each.

図５は、図２の評価装置１が求めた評価対象２０の電磁耐性を示す説明図である。この図は、横軸が評価対象２０に入力した電磁ノイズ（高周波信号）の周波数、縦軸が評価対象２０の電磁ノイズ耐性を示している。即ち、図５の特性曲線は、電磁ノイズの各周波数における評価対象２０の耐久性を表している。 FIG. 5 is an explanatory diagram showing the electromagnetic resistance of the evaluation target 20 obtained by the evaluation device 1 of FIG. In this figure, the horizontal axis shows the frequency of the electromagnetic noise (high frequency signal) input to the evaluation target 20, and the vertical axis shows the electromagnetic noise immunity of the evaluation target 20. That is, the characteristic curve of FIG. 5 shows the durability of the evaluation target 20 at each frequency of the electromagnetic noise.

制御・演算部１１は、例えば、前述のように記憶部１０に記憶されているＤＰＩ法による耐久レベルデータと、ＣＭ−ＤＭ変換量とを用いて所定演算を行い、評価対象２０の電磁ノイズ耐性、即ち、イミュニティ特性を求める。
例えば、周波数毎に、ＤＰＩ法による耐久レベルデータ（強度等）とＣＭ−ＤＭ変換量（強度等）とを対比し、電磁ノイズ耐性[ｄＢｍ]を求める。具体的には、ＤＰＩ法による耐久レベルデータの強度等の値を、ＣＭ−ＤＭ変換量の強度等の値で割った値を電磁ノイズ耐性値として求める。 The control / calculation unit 11 performs a predetermined calculation using, for example, the durability level data stored in the storage unit 10 by the DPI method and the CM-DM conversion amount as described above, and the electromagnetic noise resistance of the evaluation target 20 is 20. That is, the immunity characteristic is obtained.
For example, the durability level data (intensity, etc.) by the DPI method and the CM-DM conversion amount (intensity, etc.) are compared for each frequency to obtain the electromagnetic noise resistance [dBm]. Specifically, the value obtained by dividing the value such as the intensity of the durability level data by the DPI method by the value such as the intensity of the CM-DM conversion amount is obtained as the electromagnetic noise resistance value.

図５に示した特性曲線は、上記のように求めた電磁ノイズ耐性の一例である。この特性曲線において、最も電磁ノイズ耐性が低い値が評価対象２０の電磁ノイズに対する強さを示し、また、最も電磁ノイズ耐性が低い値となった周波数帯域が、評価対象２０に最も影響を与える電磁ノイズ帯域であることが分かる。 The characteristic curve shown in FIG. 5 is an example of the electromagnetic noise immunity obtained as described above. In this characteristic curve, the value with the lowest electromagnetic noise immunity indicates the strength of the evaluation target 20 against electromagnetic noise, and the frequency band with the lowest electromagnetic noise immunity value has the greatest effect on the evaluation target 20. It can be seen that it is a noise band.

即ち、評価装置１は、評価対象２０が耐えられる電磁ノイズの強さと、評価対象２０が最も影響を受けるノイズ周波数とを、数値データとして取得する（表現する）ことができる。さらに、これらの数値によって、評価対象２０の電磁ノイズに対する強さ（耐性）を評価することが可能になる。 That is, the evaluation device 1 can acquire (express) the strength of the electromagnetic noise that the evaluation target 20 can withstand and the noise frequency that the evaluation target 20 is most affected by as numerical data. Further, these numerical values make it possible to evaluate the strength (resistance) of the evaluation target 20 against electromagnetic noise.

また、評価装置１は、プローブ３として差動アクティブプローブを備え、当該差動アクティブプローブを用いて評価対象２０等からＤＭノイズを検出するように構成されているので、評価対象２０のグラウンドと、評価装置１の測定系のグラウンドとの接続態様によらず、また、評価対象２０が有するインピーダンスの大きさによらず、適確にＤＭノイズを検出することができる。即ち、評価装置１は、評価対象２０の測定点（プローブ３を接続する部分）のインピーダンスによらず同様なＣＭ−ＤＭ変換量を求める（電磁ノイズの伝達特性を求める）ことができ、適確な電磁ノイズ耐性の評価を行うことが可能になる。 Further, since the evaluation device 1 includes a differential active probe as the probe 3 and is configured to detect DM noise from the evaluation target 20 and the like using the differential active probe, the ground of the evaluation target 20 and the ground of the evaluation target 20 and the like are configured. DM noise can be accurately detected regardless of the connection mode of the evaluation device 1 with the ground of the measurement system and regardless of the magnitude of the impedance of the evaluation target 20. That is, the evaluation device 1 can obtain the same CM-DM conversion amount (determine the transmission characteristic of electromagnetic noise) regardless of the impedance of the measurement point (the portion connecting the probe 3) of the evaluation target 20, and is appropriate. It is possible to evaluate the resistance to electromagnetic noise.

１評価装置
２装置本体
３プローブ
４電源
５コモンモードノイズ源
６正規化ユニット
７コモンモード基準グラウンド面
１０記憶部
１１制御・演算部
２０評価対象 1 Evaluation device 2 Device body 3 Probe 4 Power supply 5 Common mode noise source 6 Normalization unit 7 Common mode reference ground surface 10 Storage unit 11 Control / calculation unit 20 Evaluation target

Claims

A common mode noise source that generates common mode noise of a predetermined frequency and intensity and inputs it to the evaluation target,
A probe that connects to the evaluation target and detects differential mode noise,
Using the data indicating the common mode noise generated by the common mode noise source and the data indicating the differential mode noise detected by the probe, the evaluation target is converted into the differential mode noise when the common mode noise is transmitted. A control / calculation unit that obtains a CM-DM conversion amount, which is data indicating the amount of noise, and generates data indicating the electromagnetic noise immunity to be evaluated using the CM-DM conversion amount.
With,
An electromagnetic noise immunity evaluation device characterized by this.

The control / calculation unit is
A predetermined calculation is performed using appropriately measured data indicating the durability level against electromagnetic noise by the DPI method of the evaluation target and the CM-DM conversion amount, and data indicating the electromagnetic noise resistance of the evaluation target is obtained. ,
The electromagnetic noise immunity evaluation device according to claim 1.

Equipped with a normalization unit with a given impedance,
The common mode noise is input to the normalization unit from the common mode noise source, the probe is connected to the normalization unit, and the differential mode noise is detected.
The control / calculation unit
Normalization data is generated using the differential mode noise detected from the normalization unit, and the CM-DM change amount is normalized using the normalization data.
The electromagnetic noise immunity evaluation device according to claim 1 or 2, wherein the device is characterized by the above.