JP3481795B2 - ノイズ測定装置とノイズ検出用コイルの設計方法 - Google Patents
ノイズ測定装置とノイズ検出用コイルの設計方法Info
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- JP3481795B2 JP3481795B2 JP24932996A JP24932996A JP3481795B2 JP 3481795 B2 JP3481795 B2 JP 3481795B2 JP 24932996 A JP24932996 A JP 24932996A JP 24932996 A JP24932996 A JP 24932996A JP 3481795 B2 JP3481795 B2 JP 3481795B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器から発生
するノイズを測定するノイズ測定装置と、ノイズ測定装
置のノイズ検出用コイルの設計方法とに関する。
するノイズを測定するノイズ測定装置と、ノイズ測定装
置のノイズ検出用コイルの設計方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】特開平５−２６４６１９号公報には、図
７に示すように、電子機器１からのノイズを、アンテナ
４で受信し、スペクトルアナライザ６で周波数成分と強
度とが解析され、データがコンピュータ７で演算処理さ
れて、ノイズの定量的な測定が行われるＥＭＩ自動計測
装置が開示されている。この場合、コントローラ８の制
御によって、動作時の電子機器１を１回転させ、スペク
トルアナライザ６で解析される受信電波の最大値での周
波数及び電界強度を記憶し、電子機器１を回転させて受
信される電波の周波数及び電界強度と、事前に記憶して
おいた記憶値とを比較してノイズの計測が行われる。
７に示すように、電子機器１からのノイズを、アンテナ
４で受信し、スペクトルアナライザ６で周波数成分と強
度とが解析され、データがコンピュータ７で演算処理さ
れて、ノイズの定量的な測定が行われるＥＭＩ自動計測
装置が開示されている。この場合、コントローラ８の制
御によって、動作時の電子機器１を１回転させ、スペク
トルアナライザ６で解析される受信電波の最大値での周
波数及び電界強度を記憶し、電子機器１を回転させて受
信される電波の周波数及び電界強度と、事前に記憶して
おいた記憶値とを比較してノイズの計測が行われる。
【０００３】また、実開平６−０４０８８５号公報に
は、磁界測定用プローブが開示され、この磁界測定用プ
ローブは、図８に示すように、磁界を検出するさぐりコ
イル２４、さぐりコイル２４からの電流を取り出すパッ
ド１６、１８、パッド１６とさぐりコイル２４の一端を
接続する引出線１５を設け、パッド１８に接続され引出
線１５に平行な磁界キャンセル引出線２２と、絶縁層１
３を介して引出線１５、磁界キャンセル引出線２２上を
折り返して引出線２２を設け、引出線２２の先端と磁界
キャンセル引出線２２の先端を接続した磁界測定用プロ
ーブが開示されている。この磁界測定用プローブによる
と、さぐりコイル以外の引出線間を交鎖する磁束の影響
をキャンセルして磁界測定を行うことができる。
は、磁界測定用プローブが開示され、この磁界測定用プ
ローブは、図８に示すように、磁界を検出するさぐりコ
イル２４、さぐりコイル２４からの電流を取り出すパッ
ド１６、１８、パッド１６とさぐりコイル２４の一端を
接続する引出線１５を設け、パッド１８に接続され引出
線１５に平行な磁界キャンセル引出線２２と、絶縁層１
３を介して引出線１５、磁界キャンセル引出線２２上を
折り返して引出線２２を設け、引出線２２の先端と磁界
キャンセル引出線２２の先端を接続した磁界測定用プロ
ーブが開示されている。この磁界測定用プローブによる
と、さぐりコイル以外の引出線間を交鎖する磁束の影響
をキャンセルして磁界測定を行うことができる。
【０００４】さらに、特開昭６２−１０６３７９号公報
には、左側には、プリント回路板の上表面導体２９、下
表面導体２７及びメッキされたスルーホール２８でコイ
ルが形成され、右側には、プリント回路板の上表面導体
２５、下表面導体３０及びメッキされたスルーホール２
６でコイルが形成され、プリント回路板を使用して作成
可能で磁界を検出する磁界測定プローブが開示されてい
る。
には、左側には、プリント回路板の上表面導体２９、下
表面導体２７及びメッキされたスルーホール２８でコイ
ルが形成され、右側には、プリント回路板の上表面導体
２５、下表面導体３０及びメッキされたスルーホール２
６でコイルが形成され、プリント回路板を使用して作成
可能で磁界を検出する磁界測定プローブが開示されてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＯＡ機器や
家庭電化製品などから放射されるノイズの発生源を、プ
リント基板上の配線を特定して検出することが、ノイズ
対策上では要求されることがある。しかし、前述の特開
平５−２６４６１９号公報で開示されたＥＭＩ自動計測
装置では、プリント基板上の配線を特定してノイズを検
出することはできない。また、実開平６−０４０８８５
号公報に開示の磁界測定用プローブや、特開昭６２−１
０６３７９号公報に開示の磁界測定プローブを利用し
て、ノイズ測定を行っても、プリント基板上の配線を特
定してノイズを検出することはできない。
家庭電化製品などから放射されるノイズの発生源を、プ
リント基板上の配線を特定して検出することが、ノイズ
対策上では要求されることがある。しかし、前述の特開
平５−２６４６１９号公報で開示されたＥＭＩ自動計測
装置では、プリント基板上の配線を特定してノイズを検
出することはできない。また、実開平６−０４０８８５
号公報に開示の磁界測定用プローブや、特開昭６２−１
０６３７９号公報に開示の磁界測定プローブを利用し
て、ノイズ測定を行っても、プリント基板上の配線を特
定してノイズを検出することはできない。
【０００６】本発明は、前述したような電子機器のノイ
ズ測定の現状に鑑みてなされたものであり、その第１の
目的は、プリント基板上の配線を特定してノイズを検出
することが可能なノイズ測定装置を提供することにあ
る。
ズ測定の現状に鑑みてなされたものであり、その第１の
目的は、プリント基板上の配線を特定してノイズを検出
することが可能なノイズ測定装置を提供することにあ
る。
【０００７】また、本発明の第２の目的は、プリント基
板上の配線を特定してノイズの検出が可能なノイズ検出
用コイルの設計方法を提供することにある。
板上の配線を特定してノイズの検出が可能なノイズ検出
用コイルの設計方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成す
るために、請求項１記載の発明は、複数の配線が所定の
ピッチで形成されたプリント基板に対して、長方形のコ
イルを、その軸が前記プリント基板面に平行となるよう
に配設し、前記コイルに前記配線に流れるノイズ電流か
らビオ・サバールの法則に従って生じる磁界により誘起
される起電力に基づいて、前記コイルからノイズ検出信
号を出力させ、該ノイズ検出信号をスペクトルアナライ
ザに入力して、前記ノイズ電流の解析を行うノイズ測定
装置であり、前記コイルの長さと幅とが、前記コイルを
配線のピッチだけ移動させた時に、前記ノイズ検出信号
の差信号が分離検出可能に設定されていることを特徴と
する。同様に前記第１の目的を達成するために、請求項
２記載の発明は、請求項１に記載のノイズ測定装置にお
いて、前記コイルの軸が、前記配線の長手方向に対して
直交するように前記コイルが配設されていることを特徴
とする。
るために、請求項１記載の発明は、複数の配線が所定の
ピッチで形成されたプリント基板に対して、長方形のコ
イルを、その軸が前記プリント基板面に平行となるよう
に配設し、前記コイルに前記配線に流れるノイズ電流か
らビオ・サバールの法則に従って生じる磁界により誘起
される起電力に基づいて、前記コイルからノイズ検出信
号を出力させ、該ノイズ検出信号をスペクトルアナライ
ザに入力して、前記ノイズ電流の解析を行うノイズ測定
装置であり、前記コイルの長さと幅とが、前記コイルを
配線のピッチだけ移動させた時に、前記ノイズ検出信号
の差信号が分離検出可能に設定されていることを特徴と
する。同様に前記第１の目的を達成するために、請求項
２記載の発明は、請求項１に記載のノイズ測定装置にお
いて、前記コイルの軸が、前記配線の長手方向に対して
直交するように前記コイルが配設されていることを特徴
とする。
【０００９】同様に前記第１の目的を達成するために、
請求項３記載の発明は、複数の配線が所定のピッチで形
成されたプリント基板に対して、長方形のコイルを配設
し、前記コイルに前記配線に流れるノイズ電流からビオ
・サバールの法則に従って生じる磁界により誘起される
起電力に基づいて、前記コイルからノイズ検出信号を出
力させ、該ノイズ検出信号をスペクトルアナライザに入
力して、前記ノイズ電流の解析を行うノイズ測定装置で
あって、前記コイルの軸が前記プリント基板面に平行
で、かつ前記配線の長手方向に対して直交するように前
記コイルが配設されたときに、信号検出系の入力インピ
ーダンスをＺ、ノイズ電流の振幅をＩａ、ノイズ電流の
角周波数をω、配線の幅をＷ、配線の形成ピッチをｘ
ｐ、前記配線の長手方向に平行な方向のコイルの幅を
ｂ、該幅ｂに直角な方向のコイルの長さをａ、コイルと
プリント回路基板との距離をｄ、信号検出系の検出レベ
ルをＰ、信号検出系の検出可能な電力差を△Ｐ、真空の
透磁率をμ０として、
請求項３記載の発明は、複数の配線が所定のピッチで形
成されたプリント基板に対して、長方形のコイルを配設
し、前記コイルに前記配線に流れるノイズ電流からビオ
・サバールの法則に従って生じる磁界により誘起される
起電力に基づいて、前記コイルからノイズ検出信号を出
力させ、該ノイズ検出信号をスペクトルアナライザに入
力して、前記ノイズ電流の解析を行うノイズ測定装置で
あって、前記コイルの軸が前記プリント基板面に平行
で、かつ前記配線の長手方向に対して直交するように前
記コイルが配設されたときに、信号検出系の入力インピ
ーダンスをＺ、ノイズ電流の振幅をＩａ、ノイズ電流の
角周波数をω、配線の幅をＷ、配線の形成ピッチをｘ
ｐ、前記配線の長手方向に平行な方向のコイルの幅を
ｂ、該幅ｂに直角な方向のコイルの長さをａ、コイルと
プリント回路基板との距離をｄ、信号検出系の検出レベ
ルをＰ、信号検出系の検出可能な電力差を△Ｐ、真空の
透磁率をμ０として、
【００１０】
【数１】１０・ｌｏｇ［Ａ｛ＢＭ１｝2 ］≧Ｐ
【００１１】
【数２】２０・ｌｏｇＭ１／Ｍ２＞△Ｐ
【００１２】但し、Ｍ１、Ｍ２、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは〔数
３〕ないし〔数８〕による。
３〕ないし〔数８〕による。
【００１３】
【数３】
【００１４】
【数４】
【００１５】
【数５】Ａ＝（１／２Ｚ）１０3
【００１６】
【数６】Ｂ＝μ０ｂＩａω／４πＷ
【００１７】
【数７】
Ｃ（ｗ）＝｛（ｄ＋ａ）2 ＋ｗ2 ｝／（ｄ2 ＋ｗ2 ）
【００１８】
【数８】Ｄ（ｗ）＝｛（ｄ＋ａ）2 ＋（ｘｐ−ｗ）2 ｝
／｛ｄ2 ＋（ｘｐ−ｗ）2 ｝
／｛ｄ2 ＋（ｘｐ−ｗ）2 ｝
【００１９】を満足するように、前記コイルの長さと幅
とが設定されていることを特徴とするものである。
とが設定されていることを特徴とするものである。
【００２０】同様に前記第１の目的を達成するために、
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに
記載のノイズ測定装置に対して、前記コイルと前記スペ
クトルアナライザ間に、前記ノイズ検出信号を増幅整形
する増幅器が接続されていることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに
記載のノイズ測定装置に対して、前記コイルと前記スペ
クトルアナライザ間に、前記ノイズ検出信号を増幅整形
する増幅器が接続されていることを特徴とする。
【００２１】同様に前記第１の目的を達成するために、
請求項５の発明は、請求項４記載のノイズ測定装置に対
して、前記コイルと前記増幅器間にインピーダンス整合
用の抵抗器が設けられていることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項４記載のノイズ測定装置に対
して、前記コイルと前記増幅器間にインピーダンス整合
用の抵抗器が設けられていることを特徴とする。
【００２２】前記第２の目的を達成するために、請求項
６に記載の発明は、複数の配線が所定のピッチで形成さ
れたプリント回路基板に対して、コイルが配設され、前
記配線に流れるノイズ電流からビオ・サバールの法則に
従って生じる磁界により誘起される起電力に基づいて、
ノイズ信号を検出するノイズ検出用のコイルの設計方法
であり、前記コイルの軸が前記プリント基板面に平行
で、かつ前記配線の長手方向に対して直交するように前
記コイルが配設されたときに、信号検出系の入力インピ
ーダンスをＺ、ノイズ電流の振幅をＩａ、ノイズ電流の
角周波数をω、配線の幅をＷ、配線の形成ピッチをｘ
ｐ、前記配線の長手方向に平行な方向のコイルの幅を
ｂ、該幅ｂに直角な方向のコイルの長さをａ、コイルと
プリント回路基板との距離をｄ、信号検出系の検出レベ
ルをＰ、信号検出系の検出可能な電力差を△Ｐ、真空の
透磁率をμ０として、
６に記載の発明は、複数の配線が所定のピッチで形成さ
れたプリント回路基板に対して、コイルが配設され、前
記配線に流れるノイズ電流からビオ・サバールの法則に
従って生じる磁界により誘起される起電力に基づいて、
ノイズ信号を検出するノイズ検出用のコイルの設計方法
であり、前記コイルの軸が前記プリント基板面に平行
で、かつ前記配線の長手方向に対して直交するように前
記コイルが配設されたときに、信号検出系の入力インピ
ーダンスをＺ、ノイズ電流の振幅をＩａ、ノイズ電流の
角周波数をω、配線の幅をＷ、配線の形成ピッチをｘ
ｐ、前記配線の長手方向に平行な方向のコイルの幅を
ｂ、該幅ｂに直角な方向のコイルの長さをａ、コイルと
プリント回路基板との距離をｄ、信号検出系の検出レベ
ルをＰ、信号検出系の検出可能な電力差を△Ｐ、真空の
透磁率をμ０として、
【００２３】
【数１】１０・ｌｏｇ［Ａ｛ＢＭ１｝2 ］≧Ｐ
【００２４】
【数２】２０・ｌｏｇＭ１／Ｍ２＞△Ｐ
【００２５】但し、Ｍ１、Ｍ２、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは〔数
３〕ないし〔数８〕による。
３〕ないし〔数８〕による。
【００２６】
【数３】
【００２７】
【数４】
【００２８】
【数５】Ａ＝（１／２Ｚ）１０3
【００２９】
【数６】Ｂ＝μ０ｂＩａω／４πＷ
【００３０】
【数７】
Ｃ（ｗ）＝｛（ｄ＋ａ）2 ＋ｗ2 ｝／（ｄ2 ＋ｗ2 ）
【００３１】
【数８】Ｄ（ｗ）＝｛（ｄ＋ａ）2 ＋（ｘｐ−ｗ）2 ｝
／｛ｄ2 ＋（ｘｐ−ｗ）2 ｝
／｛ｄ2 ＋（ｘｐ−ｗ）2 ｝
【００３２】を満足するように、前記コイルの長さと幅
とが設定されることを特徴とするものである。
とが設定されることを特徴とするものである。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下に、本発明をノイズ測定装置
に係る実施の形態に基づいて説明する。 ［第１の実施の形態］本発明のノイズ測定装置に係る第
１の実施の形態を、図１ないし図５に基づいて説明す
る。図１は本発明に係るノイズ測定装置の第１の実施の
形態の構成を示す説明図、図２は図１のノイズ検出用の
コイルの配線に対する配置の説明図、図３は図２のノイ
ズ検出用のコイルの出力とサイズとの関係を示す特性
図、図４は図２のノイズ検出用のコイルの長さとノイズ
分離の差信号との関係を示す特性図、図５は図２のノイ
ズ検出用のコイルのサイズ設定の説明図である。
に係る実施の形態に基づいて説明する。 ［第１の実施の形態］本発明のノイズ測定装置に係る第
１の実施の形態を、図１ないし図５に基づいて説明す
る。図１は本発明に係るノイズ測定装置の第１の実施の
形態の構成を示す説明図、図２は図１のノイズ検出用の
コイルの配線に対する配置の説明図、図３は図２のノイ
ズ検出用のコイルの出力とサイズとの関係を示す特性
図、図４は図２のノイズ検出用のコイルの長さとノイズ
分離の差信号との関係を示す特性図、図５は図２のノイ
ズ検出用のコイルのサイズ設定の説明図である。
【００３４】本実施の形態では、図１に示すように、ノ
イズ検出用の長方形のコイル３２が取り付けられるコイ
ル取付腕３１ａを備え、コイル３２を３次元的に移動可
能なＸＹＺステージ３１が設けられ、このＸＹＺステー
ジ３１は、測定対象となるプリント基板の配線に対し
て、コイル３２を所定の姿勢で所定の距離に配置する機
能を備えている。
イズ検出用の長方形のコイル３２が取り付けられるコイ
ル取付腕３１ａを備え、コイル３２を３次元的に移動可
能なＸＹＺステージ３１が設けられ、このＸＹＺステー
ジ３１は、測定対象となるプリント基板の配線に対し
て、コイル３２を所定の姿勢で所定の距離に配置する機
能を備えている。
【００３５】このＸＹＺステージ３１によって、コイル
３２の軸をプリント基板３８面に対して平行で、かつ配
線３７の長手方向に対して直交するようにする。さら
に、コイル３２の長さａ（ｍ）方向を配線３７の長手方
向に対して直交するようにし、コイル３２の幅ｂ（ｍ）
方向を配線３７の長手方向に対して平行にして、プリン
ト基板３８から距離ｄ（ｍ）の位置に配置される。
３２の軸をプリント基板３８面に対して平行で、かつ配
線３７の長手方向に対して直交するようにする。さら
に、コイル３２の長さａ（ｍ）方向を配線３７の長手方
向に対して直交するようにし、コイル３２の幅ｂ（ｍ）
方向を配線３７の長手方向に対して平行にして、プリン
ト基板３８から距離ｄ（ｍ）の位置に配置される。
【００３６】図２に示すように、コイル３２の配線方向
３７の長手方向に直交する方向の長さをａ、配線３７の
幅がＷで、この配線３７にノイズ電流Ｉａ・ｓｉｎωｔ
（Ａ）が流れているとすると、ビオ・サバールの法則に
従って生じる磁界によって、コイル３２にファラデーの
法則に従って誘導される起電力Ｅ（Ｖ）は、真空の透磁
率をμ０として数９に示すようになる。
３７の長手方向に直交する方向の長さをａ、配線３７の
幅がＷで、この配線３７にノイズ電流Ｉａ・ｓｉｎωｔ
（Ａ）が流れているとすると、ビオ・サバールの法則に
従って生じる磁界によって、コイル３２にファラデーの
法則に従って誘導される起電力Ｅ（Ｖ）は、真空の透磁
率をμ０として数９に示すようになる。
【００３７】
【数９】
【００３８】また、コイル３２にインピーダンスがＺ
（Ω）の負荷を接続した時に、この負荷に供給される電
力Ｐ（ｄＢｍ）は、数１０に示すようになる。
（Ω）の負荷を接続した時に、この負荷に供給される電
力Ｐ（ｄＢｍ）は、数１０に示すようになる。
【００３９】
【数１０】
【００４０】次に、コイル３２を配線３７の幅方向に移
動した時に、負荷に供給される電力の差信号△Ｐ（ｄ
Ｂ）は、数１１に示すようになる。
動した時に、負荷に供給される電力の差信号△Ｐ（ｄ
Ｂ）は、数１１に示すようになる。
【００４１】
【数１１】
【００４２】さらに、数２をコイル３２の幅ｂについて
解くと数１２に示すようになる。
解くと数１２に示すようになる。
【００４３】
【数１２】
【００４４】本実施の形態では、コイル３２に入力イン
ピーダンスＺの信号検出系を接続して、コイル３２を配
線３７のピッチだけ移動した時に、負荷に供給される電
力の差信号が信号検出系で分離できる値となるように、
コイル３２の長さａ及び幅ｂが設定されている。
ピーダンスＺの信号検出系を接続して、コイル３２を配
線３７のピッチだけ移動した時に、負荷に供給される電
力の差信号が信号検出系で分離できる値となるように、
コイル３２の長さａ及び幅ｂが設定されている。
【００４５】一例として、プリント基板３８上の配線３
７に、ノイズの発生源となる周波数が１００ＭＨＺで、
振幅が２８．３ｍＡのノイズ電流が流れており、このノ
イズ電流が、３００μｍのピッチで並んでいる幅１５０
μｍの配線のどの配線に流れているかを特定可能なノイ
ズ測定装置のコイル３２を設計する場合を説明する。
７に、ノイズの発生源となる周波数が１００ＭＨＺで、
振幅が２８．３ｍＡのノイズ電流が流れており、このノ
イズ電流が、３００μｍのピッチで並んでいる幅１５０
μｍの配線のどの配線に流れているかを特定可能なノイ
ズ測定装置のコイル３２を設計する場合を説明する。
【００４６】信号検出系は、入力インピーダンスが５０
Ωであり、−９０ｄＢｍのレベルで、０．１ｄＢの出力
差の信号を検知でき、プリント基板３８とコイル３２と
の距離ｄが２．５ｍｍとし、コイル３２から信号検出系
に−９０ｄＢｍの電力が供給可能なコイル３２の長さａ
と幅ｂとの関係を示すと、図３の曲線Ｃのようになる。
Ωであり、−９０ｄＢｍのレベルで、０．１ｄＢの出力
差の信号を検知でき、プリント基板３８とコイル３２と
の距離ｄが２．５ｍｍとし、コイル３２から信号検出系
に−９０ｄＢｍの電力が供給可能なコイル３２の長さａ
と幅ｂとの関係を示すと、図３の曲線Ｃのようになる。
【００４７】ここで、コイル３２が、ノイズ電流の流れ
ている配線上にある時と、該配線に隣接する配線上にあ
る時との出力差△Ｐは図４に示す曲線Ｄのようになる。
曲線Ｄから出力差△Ｐを０．１ｄＢ以上にするには、コ
イル３２の長さａを６００μｍ以下にする必要がある。
一方、直線状の配線に対して、コイル３２の幅ｂは出力
差△Ｐには関係しないので、配線の直線部分の長さ１０
０μｍ以下に設定する。
ている配線上にある時と、該配線に隣接する配線上にあ
る時との出力差△Ｐは図４に示す曲線Ｄのようになる。
曲線Ｄから出力差△Ｐを０．１ｄＢ以上にするには、コ
イル３２の長さａを６００μｍ以下にする必要がある。
一方、直線状の配線に対して、コイル３２の幅ｂは出力
差△Ｐには関係しないので、配線の直線部分の長さ１０
０μｍ以下に設定する。
【００４８】このようにして、信号検出系として、−９
０ｄＢｍで０．１ｄＢの出力差を検知できるものを使用
する場合、コイル３２の長さａと幅ｂとの値を、図５の
斜線で示す領域Ｅに入るように設定し、このようにディ
メンションが設定されたコイル３２をノイズ測定装置に
使用して、ノイズを測定すると、プリント基板３８上の
ノイズが流れている配線を検出することが可能になる。
０ｄＢｍで０．１ｄＢの出力差を検知できるものを使用
する場合、コイル３２の長さａと幅ｂとの値を、図５の
斜線で示す領域Ｅに入るように設定し、このようにディ
メンションが設定されたコイル３２をノイズ測定装置に
使用して、ノイズを測定すると、プリント基板３８上の
ノイズが流れている配線を検出することが可能になる。
【００４９】この場合、コイル３２を位置決めし走査す
るＸＹＺステージ３１の走査誤差が、配線ピッチに対し
て無視できない時には、ＸＹＺステージ３１の走査誤差
も考慮してコイル３２のディメンションを設定する必要
がある。
るＸＹＺステージ３１の走査誤差が、配線ピッチに対し
て無視できない時には、ＸＹＺステージ３１の走査誤差
も考慮してコイル３２のディメンションを設定する必要
がある。
【００５０】以上に説明したように、本実施の形態で
は、使用するコイル３２の長さａ及び幅ｂが、ノイズ電
流の振幅Ｉａ及び角周波数ω、プリント基板の配線ピッ
チｘｐ、使用される信号検出系の特性に基づいて最適値
に設定され、プリント基板３８上のノイズが流れている
配線を特定する検出が行われる。
は、使用するコイル３２の長さａ及び幅ｂが、ノイズ電
流の振幅Ｉａ及び角周波数ω、プリント基板の配線ピッ
チｘｐ、使用される信号検出系の特性に基づいて最適値
に設定され、プリント基板３８上のノイズが流れている
配線を特定する検出が行われる。
【００５１】コイル３２は、基本的には導体線で形成す
ればよいが、径が１ｍｍ以下のコイルは、例えば石英基
板にアルミの薄膜をスパッタリング法で成膜し、一般的
なフォトリゾグラフィの技術と、エッチング液としてＨ
3ＰＯ4＋ＨＮＯ3＋ＣＨ3ＣＯＯＨを使用したウェットエ
ッチングの技術とで形成することができる。
ればよいが、径が１ｍｍ以下のコイルは、例えば石英基
板にアルミの薄膜をスパッタリング法で成膜し、一般的
なフォトリゾグラフィの技術と、エッチング液としてＨ
3ＰＯ4＋ＨＮＯ3＋ＣＨ3ＣＯＯＨを使用したウェットエ
ッチングの技術とで形成することができる。
【００５２】本実施の形態では、このようにして長さａ
と幅ｂとが設定されたコイル３２を使用し、コイル３２
にインピーダンスＺの負荷を接続し、配線３７に流れる
ノイズ電流Ｉａ・ｓｉｎωｔからビオ・サバールの法則
に従って生じる磁界により、コイル３２に誘起される起
電力により、負荷に供給される電力Ｐに対して、ＸＹＺ
ステージ３１によって、コイル３２を配線のピッチ移動
させた時の電力差を検出し、検出信号を増幅器３３で増
幅整形し、スペクトルアナライザ３４で、周波数分析と
強度検出とを行い、プリント基板上のノイズを発生して
いる配線を特定し、該配線から発生するノイズを解析す
ることが可能になる。
と幅ｂとが設定されたコイル３２を使用し、コイル３２
にインピーダンスＺの負荷を接続し、配線３７に流れる
ノイズ電流Ｉａ・ｓｉｎωｔからビオ・サバールの法則
に従って生じる磁界により、コイル３２に誘起される起
電力により、負荷に供給される電力Ｐに対して、ＸＹＺ
ステージ３１によって、コイル３２を配線のピッチ移動
させた時の電力差を検出し、検出信号を増幅器３３で増
幅整形し、スペクトルアナライザ３４で、周波数分析と
強度検出とを行い、プリント基板上のノイズを発生して
いる配線を特定し、該配線から発生するノイズを解析す
ることが可能になる。
【００５３】［第２の実施の形態］本発明のノイズ測定
装置に係る第２の実施の形態を、図６に基づいて説明す
る。図６は本発明に係るノイズ測定装置の第２の実施の
形態の構成を示す説明図である。
装置に係る第２の実施の形態を、図６に基づいて説明す
る。図６は本発明に係るノイズ測定装置の第２の実施の
形態の構成を示す説明図である。
【００５４】本実施の形態は、図６に示すように、すで
に図１を参照して説明した第１の実施の形態に対して、
コイル３２と増幅器３３間に、インピーダンスを整合す
る抵抗器３５が接続されている。本実施の形態のその他
の部分の構成は、すでに説明した第１の実施の形態と同
一なので、重複する説明は行わない。
に図１を参照して説明した第１の実施の形態に対して、
コイル３２と増幅器３３間に、インピーダンスを整合す
る抵抗器３５が接続されている。本実施の形態のその他
の部分の構成は、すでに説明した第１の実施の形態と同
一なので、重複する説明は行わない。
【００５５】本実施の形態によると、抵抗器３５によっ
て、コイル３２の出力インピーダンスと、増幅器３３の
入力インピーダンスとのインピーダンスマッチングを取
ることができ、ノイズ電流が高周波の場合でも、高精度
のノイズ電流の検出解析を行うことが可能になる。本実
施の形態のその他の動作及び効果は、すでに説明した第
１の実施の形態での動作及び効果と同一である。
て、コイル３２の出力インピーダンスと、増幅器３３の
入力インピーダンスとのインピーダンスマッチングを取
ることができ、ノイズ電流が高周波の場合でも、高精度
のノイズ電流の検出解析を行うことが可能になる。本実
施の形態のその他の動作及び効果は、すでに説明した第
１の実施の形態での動作及び効果と同一である。
【００５６】なお、各実施の形態では、石英基板を使用
しアルミの薄膜でコイルを形成する場合を説明したが、
本発明は各実施の形態に限定されるものではなく、他の
導体を使用することができ、また石英基板以外の絶縁基
板を使用することができる。
しアルミの薄膜でコイルを形成する場合を説明したが、
本発明は各実施の形態に限定されるものではなく、他の
導体を使用することができ、また石英基板以外の絶縁基
板を使用することができる。
【００５７】
【発明の効果】請求項１記載の発明によると、複数の配
線が所定のピッチで形成されたプリント基板に対して、
長方形のコイルを、その軸が前記プリント基板面に平行
となるように配設し、コイルに、配線に流れるノイズ電
流からビオ・サバールの法則に従って生じる磁界により
誘起される起電力に基づいて、コイルからノイズ検出信
号を出力させ、そのノイズ検出信号をスペクトルアナラ
イザに入力して、ノイズ電流の解析を行うノイズ測定装
置であり、コイルの長さと幅とが、コイルを配線のピッ
チだけ移動させた時に、ノイズ検出信号の差信号が分離
検出可能に設定されているので、プリント基板のどの配
線にノイズ電流が流れているかが検出され、ＯＡ機器や
家庭電化製品のノイズの発生源を、プリント基板の配線
のレベルで特定し、ＥＭＣ対策を的確に行うことが可能
になる。また、請求項２に記載の発明によると、コイル
の軸がプリント基板面に平行で、かつ配線の長手方向に
対して直交するようにコイルが配設されるので、請求項
１記載の発明をより一層効果的に実現することができ
る。
線が所定のピッチで形成されたプリント基板に対して、
長方形のコイルを、その軸が前記プリント基板面に平行
となるように配設し、コイルに、配線に流れるノイズ電
流からビオ・サバールの法則に従って生じる磁界により
誘起される起電力に基づいて、コイルからノイズ検出信
号を出力させ、そのノイズ検出信号をスペクトルアナラ
イザに入力して、ノイズ電流の解析を行うノイズ測定装
置であり、コイルの長さと幅とが、コイルを配線のピッ
チだけ移動させた時に、ノイズ検出信号の差信号が分離
検出可能に設定されているので、プリント基板のどの配
線にノイズ電流が流れているかが検出され、ＯＡ機器や
家庭電化製品のノイズの発生源を、プリント基板の配線
のレベルで特定し、ＥＭＣ対策を的確に行うことが可能
になる。また、請求項２に記載の発明によると、コイル
の軸がプリント基板面に平行で、かつ配線の長手方向に
対して直交するようにコイルが配設されるので、請求項
１記載の発明をより一層効果的に実現することができ
る。
【００５８】請求項３記載の発明によると、〔数１〕に
示す負荷供給電力Pと〔数２〕に示す配線ピッチに応じ
た電力差ΔPとに基づいて、コイルの幅と長さとが設定
されるので、ＯＡ機器や家庭電化製品のノイズの発生源
を、プリント基板の配線のレベルで特定し、より一層効
果的にＥＭＣ対策を行うことが可能になる。
示す負荷供給電力Pと〔数２〕に示す配線ピッチに応じ
た電力差ΔPとに基づいて、コイルの幅と長さとが設定
されるので、ＯＡ機器や家庭電化製品のノイズの発生源
を、プリント基板の配線のレベルで特定し、より一層効
果的にＥＭＣ対策を行うことが可能になる。
【００５９】請求項４記載の発明によると、請求項１な
いし３のいずれかに記載の発明で得られる効果に加え
て、コイルとスペクトルアナライザ間に増幅器が接続さ
れ、ノイズ検出信号が増幅整形されるので、高精度のノ
イズ解析が可能になる。
いし３のいずれかに記載の発明で得られる効果に加え
て、コイルとスペクトルアナライザ間に増幅器が接続さ
れ、ノイズ検出信号が増幅整形されるので、高精度のノ
イズ解析が可能になる。
【００６０】請求項５記載の発明によると、請求項４記
載の発明で得られる効果に加えて、コイルと増幅器間
に、インピーダンス整合用の抵抗器が設けられているの
で、インピーダンス整合を取ることにより、高周波のノ
イズ電流の測定が可能になる。
載の発明で得られる効果に加えて、コイルと増幅器間
に、インピーダンス整合用の抵抗器が設けられているの
で、インピーダンス整合を取ることにより、高周波のノ
イズ電流の測定が可能になる。
【００６１】請求項６に記載の発明によると、〔数１〕
に示す負荷供給電力Pと〔数２〕に示す配線ピッチに応
じた電力差ΔPとに基づいて、ノイズ測定装置のノイズ
検出用のコイルの配線の長手方向に直交する方向の長さ
と、配線の長手方向に平行な方向の幅とを設定すること
により、プリント基板上の配線を特定してノイズの発生
源を的確に設定することが可能かノイズ検出用のコイル
を得ることが可能になる。
に示す負荷供給電力Pと〔数２〕に示す配線ピッチに応
じた電力差ΔPとに基づいて、ノイズ測定装置のノイズ
検出用のコイルの配線の長手方向に直交する方向の長さ
と、配線の長手方向に平行な方向の幅とを設定すること
により、プリント基板上の配線を特定してノイズの発生
源を的確に設定することが可能かノイズ検出用のコイル
を得ることが可能になる。
【図１】本発明に係るノイズ測定装置の第１の実施の形
態の構成を示す説明図である。
態の構成を示す説明図である。
【図２】図１のノイズ検出用のコイルの配線に対する配
置の説明図である。
置の説明図である。
【図３】図２のノイズ検出用のコイルの出力とサイズと
の関係を示す特性図である。
の関係を示す特性図である。
【図４】図２のノイズ検出用のコイルの長さとノイズ分
離の差信号との関係を示す特性図である。
離の差信号との関係を示す特性図である。
【図５】図２のノイズ検出用のコイルのサイズ設定の説
明図である。
明図である。
【図６】本発明に係るノイズ測定装置の第２の実施の形
態の構成を示す説明図である。
態の構成を示す説明図である。
【図７】従来のノイズ測定装置の構成を示す説明図であ
る。
る。
【図８】従来の磁界測定用ブローブの説明図である。
【図９】従来の他の磁界測定用プローブの説明図であ
る。
る。
１ 電子機器
４ アンテナ
６ スペクトルアナライザ
７ コンピュータ
８ コントローラ
１３ 絶縁層
１５ 引出線
１６，１８ パッド
２２ 磁界キャンセル引出線
２４ さぐりコイル
２５ 上表面導体
２６ スルーホール
２７ 下表面導体
２８ スルーホール
２９ 上表面導体
３１ ＸＹＺステージ
３２ コイル
３３ 増幅器
３４ スペクトラムアナライザ
３５ 抵抗器
３７ 配線
３８ プリント基板
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01R 29/08
G01R 29/26
G01R 33/00 - 33/26
Claims (6)
- 【請求項１】 複数の配線が所定のピッチで形成された
プリント基板に対して、長方形のコイルを、その軸が前
記プリント基板面に平行となるように配設し、前記コイ
ルに前記配線に流れるノイズ電流からビオ・サバールの
法則に従って生じる磁界により誘起される起電力に基づ
いて、前記コイルからノイズ検出信号を出力させ、該ノ
イズ検出信号をスペクトルアナライザに入力して、前記
ノイズ電流の解析を行うノイズ測定装置であり、 前記コイルの長さと幅とが、前記コイルを配線のピッチ
だけ移動させた時に、前記ノイズ検出信号の差信号が分
離検出可能に設定されていることを特徴とするノイズ測
定装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載のノイズ測定装置におい
て、前記コイルの軸が、前記配線の長手方向に対して直
交するように前記コイルが配設されていることを特徴と
するノイズ測定装置。 - 【請求項３】 複数の配線が所定のピッチで形成された
プリント基板に対して、長方形のコイルを配設し、前記
コイルに前記配線に流れるノイズ電流からビオ・サバー
ルの法則に従って生じる磁界により誘起される起電力に
基づいて、前記コイルからノイズ検出信号を出力させ、
該ノイズ検出信号をスペクトルアナライザに入力して、
前記ノイズ電流の解析を行うノイズ測定装置であって、
前記コイルの軸が前記プリント基板面に平行で、かつ前
記配線の長手方向に対して直交するように前記コイルが
配設されたときに、信号検出系の入力インピーダンスを
Ｚ、ノイズ電流の振幅をＩａ、ノイズ電流の角周波数を
ω、配線の幅をＷ、配線の形成ピッチをｘｐ、前記配線
の長手方向に平行な方向のコイルの幅をｂ、該幅ｂに直
角な方向のコイルの長さをａ、コイルとプリント回路基
板との距離をｄ、信号検出系の検出レベルをＰ、信号検
出系の検出可能な電力差を△Ｐ、真空の透磁率をμ０と
して、 【数１】１０・ｌｏｇ［Ａ｛ＢＭ１｝2］≧Ｐ 【数２】２０・ｌｏｇＭ１／Ｍ２＞△Ｐ 但し、Ｍ１、Ｍ２、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは〔数３〕ないし
〔数８〕による。 【数３】 【数４】 【数５】Ａ＝（１／２Ｚ）１０3 【数６】Ｂ＝μ０ｂＩａω／４πＷ 【数７】Ｃ（ｗ）＝｛（ｄ＋ａ）2＋ｗ2｝／（ｄ2＋
ｗ2） 【数８】Ｄ（ｗ）＝｛（ｄ＋ａ）2＋（ｘｐ−ｗ）2｝／
｛ｄ2＋（ｘｐ−ｗ）2｝ を満足するように、前記コイルの長さと幅とが設定され
ていることを特徴とするノイズ測定装置。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載のノ
イズ測定装置に対して、前記コイルと前記スペクトルア
ナライザ間に、前記ノイズ検出信号を増幅整形する増幅
器が接続されていることを特徴とするノイズ測定装置。 - 【請求項５】 請求項４記載のノイズ測定装置に対し
て、前記コイルと前記増幅器間にインピーダンス整合用
の抵抗器が設けられていることを特徴とするノイズ測定
装置。 - 【請求項６】 複数の配線が所定のピッチで形成された
プリント回路基板に対して、コイルが配設され、前記配
線に流れるノイズ電流からビオ・サバールの法則に従っ
て生じる磁界により誘起される起電力に基づいて、ノイ
ズ信号を検出するノイズ検出用のコイルの設計方法であ
り、前記コイルの軸が前記プリント基板面に平行で、かつ前
記配線の長手方向に対して直交するように前記コイルが
配設されたときに、 信号検出系の入力インピーダンスを
Ｚ、ノイズ電流の振幅をＩａ、ノイズ電流の角周波数を
ω、配線の幅をＷ、配線の形成ピッチをｘｐ、前記配線
の長手方向に平行な方向のコイルの幅をｂ、該幅ｂに直
角な方向のコイルの長さをａ、コイルとプリント回路基
板との距離をｄ、信号検出系の検出レベルをＰ、信号検
出系の検出可能な電力差を△Ｐ、真空の透磁率をμ０と
して、 【数１】１０・ｌｏｇ［Ａ｛ＢＭ１｝2］≧Ｐ 【数２】２０・ｌｏｇＭ１／Ｍ２＞△Ｐ 但し、Ｍ１、Ｍ２、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは〔数３〕ないし
〔数８〕による。 【数３】 【数４】 【数５】Ａ＝（１／２Ｚ）１０3 【数６】Ｂ＝μ０ｂＩａω／４πＷ 【数７】Ｃ（ｗ）＝｛（ｄ＋ａ）2＋ｗ2｝／（ｄ2＋
ｗ2） 【数８】Ｄ（ｗ）＝｛（ｄ＋ａ）2＋（ｘｐ−ｗ）2｝／
｛ｄ2＋（ｘｐ−ｗ）2｝ を満足するように、前記コイルの長さと幅とが設定され
ることを特徴とするノイズ検出用のコイルの設計方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24932996A JP3481795B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | ノイズ測定装置とノイズ検出用コイルの設計方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24932996A JP3481795B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | ノイズ測定装置とノイズ検出用コイルの設計方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1073625A JPH1073625A (ja) | 1998-03-17 |
| JP3481795B2 true JP3481795B2 (ja) | 2003-12-22 |
Family
ID=17191397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24932996A Expired - Lifetime JP3481795B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | ノイズ測定装置とノイズ検出用コイルの設計方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3481795B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1167984A1 (en) * | 2000-06-29 | 2002-01-02 | Cafiero Franconi | Automatic EM field measurement method |
| CN106053969A (zh) * | 2016-07-01 | 2016-10-26 | 北京天河鸿城电子有限责任公司 | 天线幅相测试装置 |
-
1996
- 1996-08-30 JP JP24932996A patent/JP3481795B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1073625A (ja) | 1998-03-17 |
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