JP5817667B2 - 誤動作箇所特定方法及び誤動作箇所特定システム - Google Patents

Description

本発明は、電子部品が実装された回路基板において、外来ノイズにより誤動作しやすい箇所を特定する誤動作箇所特定方法、及び、誤動作箇所特定システムに関する。

近年、電磁環境適合性（ＥＭＣ：Electro Magnetic Compatibility）について十分に評価・解析し、ＥＭＣ性能の高い機器設計を行うことが、より一層重要となっている。ＥＭＣ性能の評価方法の１つとして、外来ノイズ、或いは、回路基板に実装された電子部品から発生するノイズの、回路基板内における伝搬経路を可視化し、それに基づいて回路基板のＥＭＣ性能を評価する方法が知られている。

例えば特許文献１に記載の評価方法では、回路基板にノイズを直接注入した状態で、プローブを複数の測定ポイントに順次移動させつつ、回路基板が発生するノイズを検知し、その強度を測定する。その際、測定ポイントごとに、複数種類の周波数のノイズを順次印加する。そして、測定ポイントごとのノイズ強度を示す分布図を作成し、例えばディスプレイに表示する。

特開２０１０−２３７０９９号公報

特許文献１に記載の方法によれば、回路基板上のノイズ伝搬経路、伝搬経路上における電子部品の有無について確認することができる。しかしながら、回路基板において、外来ノイズにより誤動作しやすい箇所（電子部品）を特定することは困難である。

例えばノイズ強度が低いポイントでも、該ポイントに位置する電子部品のノイズ耐性が低ければ、電子部品は誤動作してしまう。一方、ノイズ強度が高いポイントであっても、該ポイントに位置する電子部品が、例えばノイズを逃がす役割を果たすコンデンサのような電子部品であれば、誤動作しない。すなわち、ノイズ強度が高いポイントであっても、該ポイントに位置する電子部品が誤動作するとは限らない。

一方、プローブのループアンテナから放射されるノイズを用いて、誤動作箇所を特定する方法も知られている。しかしながら、この方法では、回路基板に対して非接触でノイズを印加するため、回路基板側との結合状態によっては誤動作させるのに必要な電力が大きくなり、ループアンテナの仕様を上回る電力が必要となることがある。この場合、例えばループアンテナの線幅を太くすれば良いが、これにともなってループアンテナの体格が大きくなり、本来の目的である誤動作箇所の特定が困難となる。

本発明は上記問題点に鑑み、回路基板において外来ノイズにより誤動作しやすい箇所を、従来に較べて精度よく特定できる誤動作箇所特定方法、及び、誤動作箇所特定システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、電子部品（１５）が実装された回路基板（１１）において、外来ノイズにより誤動作しやすい箇所を特定する誤動作箇所特定方法であって、所定周波数の第１伝導ノイズ（２８ａ）を生成するとともに、第１伝導ノイズを回路基板に注入して、誤動作が生じる誤動作電力を検出する第１ステップ（Ｓ１０，Ｓ２０〜Ｓ２９）と、第２伝導ノイズ（２８ｂ）を生成して回路基板に注入するとともに、放射ノイズ（３５）を生成して回路基板における予め決められた複数のポイントに順次印加し、複数のポイントのうち、誤動作するポイント（１５ｔ）を特定する第２ステップ（Ｓ１１，Ｓ３０〜Ｓ３９，Ｓ３０Ａ）と、誤動作するポイントに関する情報を外部出力装置（４１）に出力する第３ステップ（Ｓ１２）と、を備え、第２ステップでは、第２伝導ノイズの第１電力と放射ノイズの第２電力との電力和が誤動作電力に等しく、且つ、第１電力＞第２電力、の関係を満たすように、第１伝導ノイズと同一周波数の第２伝導ノイズ及び放射ノイズをそれぞれ生成することを特徴とする。

これによれば、所定周波数において、第１ステップで検出した誤動作電力と、第２ステップで設定する第２伝導ノイズ及び放射ノイズの電力和とが等しくなるようにして、第２ステップで回路基板に第２伝導ノイズと放射ノイズを印加する。また、放射ノイズを、回路基板における予め決められた複数のポイントに順次印加する。したがって、第２ステップにおいて、所定の誤動作電力で誤動作する箇所（ポイント）を特定することができる。これだけでも、放射ノイズのみによって誤動作箇所を特定する方法に較べて、放射ノイズの第２電力を低くすることができる。しかしながら、本発明ではさらに、第２伝導ノイズの第１電力＞放射ノイズの第２電力とする。これにより、放射ノイズが回路基板に影響を与える範囲がより狭くなる。したがって、回路基板において外来ノイズにより誤動作しやすい箇所を、従来に較べて精度よく特定することができる。なお、誤動作電力とは、所定周波数において、誤動作が生じる電力の最小値を示す。

本発明のさらなる特徴は、第１ステップでは、第１伝導ノイズを、予め決められた複数の所定周波数について順次生成する（Ｓ２６，Ｓ２７）とともに回路基板に注入して、誤動作電力を所定周波数ごとに検出し（Ｓ２９）、第２ステップでは、複数の所定周波数に対応する誤動作電力のうち、電力の低い側から少なくとも１つの誤動作電力に対応する所定周波数について、第２伝導ノイズ及び放射ノイズをそれぞれ生成することにある。

これによれば、第１ステップで得られる周波数と誤動作電力との関係に基づき、第２ステップにおいて、誤動作しやすい周波数の第２伝導ノイズ及び放射ノイズを優先的に生成する。したがって、誤動作しやすい箇所を、精度よく特定することができる。また、誤動作しやすい箇所の特定に係る時間を短縮することもできる。

本発明のさらなる特徴は、第１電力を、誤動作が生じない限界値とすることにある。これによれば、第２伝導ノイズ単独、放射ノイズ単独で誤動作せず、第２伝導ノイズと放射ノイズにより誤動作する条件で、放射ノイズの第２電力を最も低くすることができる。したがって、誤動作しやすい箇所を、より精度よく特定することができる。

第１実施形態に係る誤動作箇所特定システムの概略構成を示す図である。 誤動作箇所特定方法を示すフローチャートである。 図２に示すフローチャートのうち、第１モード処理を示す。 第１モード処理を示す図である。 第１モード処理で取得される、周波数と誤動作電力との関係の一例を示す図である。 図２に示すフローチャートのうち、第２モード処理を示す。 誤動作ＭＡＰの一例を示す図である。 従来のノイズ可視化法が適用された回路基板におけるノイズ強度分布を示す図であり、（ａ）はノイズ対策前の図、（ｂ）はノイズ対策後の図、（ｃ）は従来の問題点を説明する図である。 誤動作特定方法の変形例を示すフローチャートである。 誤動作箇所特定システムの変形例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。なお、各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。

図１に示す誤動作箇所特定システム１０（以下、単にシステム１０と示す）は、電子部品１５が実装された回路基板１１において、外来ノイズにより誤動作しやすい箇所を特定することを目的として構成されたものである。このシステム１０は、要部として、伝導ノイズ生成部２０と、放射ノイズ生成部３０と、パーソナルコンピュータ４０（以下、単にＰＣ４０と示す）と、を備えている。

評価対象物である回路基板１１は、所定の配線パターンが形成されたプリント基板上に、各種電子部品１５が実装されることにより特定の機能を有する回路が形成されたものである。プリント基板には、コネクタ１２も実装されている。コネクタ１２は、回路基板１１へ電源を供給するための電源端子、回路基板１１と外部機器との間で各種信号の入出力を行うための信号端子などを有している。本実施形態では、伝導ノイズ生成部２０から、コネクタ１２における一又は複数の所定の端子を介して、回路基板１１に伝導ノイズ２８が注入される。なお、回路基板１１は、設置台１３の上に、スペーサ１４を介して固定されている。

伝導ノイズ生成部２０は、シグナルジェネレータ２１（以下、単にＳＧ２１と示す）と、増幅器（ＡＭＰ）２２と、を有している。ＳＧ２１は、ＰＣ４０からの制御信号にしたがって、高周波信号である伝導ノイズ２８を生成する。ＰＣ４０からの制御信号は、生成すべき伝導ノイズ２８の周波数、電力、注入タイミングを示すものである。増幅器２２は、ＳＧ２１から出力された伝導ノイズを、所定の増幅率で増幅する。

また、伝導ノイズ生成部２０は、増幅器２２から回路基板１１のコネクタ１２に至る伝送経路上に接続された方向性結合器２３及びバイアスＴ２４を有している。方向性結合器２３は、ＳＧ２１及び増幅器２２から出力された伝導ノイズ２８のうち、コネクタ１２を介して実際に回路基板１１内に注入される入力量を計測するために設けられている。この方向性結合器２３には、図示しないが、進行波電力を計測する電力計測器と、反射波電力を計測する電力計測器が、それぞれ接続されている。これら電力計測器による計測結果に基づき、回路基板１１内に実際に入力される伝導ノイズ２８の入力量を定量的に把握することができる。これら電力計測器は、例えばパワーセンサ及びパワーメータにより構成されている。

バイアスＴ２４（バイアスティ２４）は、所定電圧値の直流バイアスを生成する直流バイアス生成部（ＤＣ）２５を有しており、直流バイアスは、コイル２６を介して伝導ノイズ２８の伝送経路上に重畳される。また、ＳＧ２１から、増幅器２２及び方向性結合器２３を介して伝送されてきた伝導ノイズ２８を、コネクタ１２側へ出力すると共に直流バイアス生成部２５からの直流バイアスが方向性結合器２３側に流入しないようにするための、カップリングコンデンサ２７を有している。バイアスＴ２４は、特許請求の範囲に記載の直流バイアス付加部に相当する。

このバイアスＴ２４により、ＳＧ２１からの伝導ノイズ２８と直流バイアス生成部２５からの直流バイアスが重畳され、直流バイアスを含む伝導ノイズ２８、換言すれば伝導ノイズ２８が重畳した直流電圧、がコネクタ１２を介して回路基板１１に注入されることとなる。この直流バイアスを含む伝導ノイズは、コネクタ１２において、例えば、回路基板１１に構成された回路が実際に動作する際に電源が供給される電源端子に印加される。そのため、直流バイアス生成部２５は、回路基板１１が通常動作する際にその電源端子に入力される電源電圧と同じ電圧の直流バイアスを生成する。このように、実際の動作時に印加される電源電圧と同じ直流バイアスを伝導ノイズとともに印加することにより、実際の動作時に電源端子から伝導ノイズが混入した状態を再現することができる。

なお、バイアスＴ２４を用いて直流バイアスを重畳させるのは必須ではなく、実際の動作時に定常的に直流電圧が印加されないような端子（例えばグランド端子や信号端子など）であれば直流バイアスは不要である。また、伝導ノイズ２８の注入部位が、例えば電源端子のように通常の動作時に直流電圧が印可されるような部位であっても、必ずしも直流バイアスを重畳させなくてもよく、伝導ノイズ２８のみを注入するようにしてもよい。直流バイアスを重畳させずに伝導ノイズ２８のみを印加させる場合は、バイアスＴ２４をそのまま取り除くか、或いは、カップリングコンデンサ２７のみ接続するようにするとよい。

このように、本実施形態のシステム１０では、ノイズ信号を空間的に（電磁結合により）回路基板１１へ印加するのではない。増幅器２２、方向性結合器２３、バイアスＴ２４を介して、有線にて直接伝送し、コネクタ１２を介して回路基板１１に伝導ノイズ２８を直接注入するようにしている。

一方、放射ノイズ生成部３０は、シグナルジェネレータ３１（以下、単にＳＧ３１と示す）と、増幅器（ＡＭＰ）３２と、プローブ３３と、を有している。ＳＧ３１は、ＰＣ４０からの制御信号にしたがって、放射ノイズ３５を生成する。ＰＣ４０からの制御信号は、生成すべき放射ノイズ３５の周波数、電力、印加タイミングを示すものである。増幅器３２は、ＳＧ３１から出力された放射ノイズ３５を、所定の増幅率で増幅する。プローブ３３は、ＳＧ３１及び増幅部３２にて生成された放射ノイズ３５を、回路基板１１に対して放射するための、例えば微小ループアンテナによって構成されたものである。プローブ３３は、回路基板１１に対して対向配置される。

また、放射ノイズ生成部３０は、増幅器３２からプローブ３３に至る伝送経路上に接続された方向性結合器３４を有している。方向性結合器３４は、ＳＧ３１及び増幅器３２から出力された放射ノイズ３５のうち、プローブ３３を介して実際に回路基板１１に印加される入力量を計測するために設けられている。この方向性結合器３４には、図示しないが、進行波電力を計測する電力計測器と、反射波電力を計測する電力計測器が、それぞれ接続されている。これら電力計測器による計測結果に基づき、回路基板１１内に実際に入力される放射ノイズ３５の入力量を定量的に把握することができる。これら電力計測器は、例えばパワーセンサ及びパワーメータにより構成されている。

プローブ３３は、支持部３７により支持されており、支持部３７及び該支持部３７を駆動する駆動機構３８により構成される可動テーブル３６によって、支持部３７と共に移動可能に構成されている。このように放射ノイズ生成部３０が可動テーブル３６を有しており、可動テーブル３６は、特許請求の範囲に記載の移動機構に相当する。

プローブ３３及び支持部３７は、回路基板１１上における所定の測定領域内を、回路基板１１の電子部品実装面に沿うＸ方向，電子部品実装面に沿いつつＸ方向に直交するＹ方向，及び電子部品実装面に直交するＺ方向にそれぞれ移動可能となっている。さらに、Ｚ方向を軸とするθ方向に回転することも可能となっている。すなわち、可動テーブル３６は、ＸＹＺθ型ステージとして構成されている。

そして、可動テーブル３６によるプローブ３３のＸ，Ｙ，Ｚ，θ方向の移動は、ＰＣ４０からの位置（Ｘ，Ｙ，Ｘ，θ）制御信号に基づき、位置コントローラ３９が駆動機構３８へ駆動信号を出力することにより行われる。

一方、回路基板１１において、プローブ３３により放射ノイズ３５が印加されるポイントは、Ｘ−Ｙ面における所定の測定範囲内において予め複数設定されている。具体的には、測定範囲内において、Ｘ方向に等間隔でｍ行、Ｙ方向に等間隔でｎ列、のポイントが予め設定されている。したがって、放射ノイズ３５が印加される際には、プローブ３３がこれら複数のポイントに順次移動される。

ＰＣ４０は、回路基板１１における外来ノイズにより誤動作しやすい箇所を特定するにあたって必要な各種処理を行うものであり、特許請求の範囲に記載の処理部に相当する。このＰＣ４０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びアドレスバス・データバスなどを有している。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された制御プログラムにしたがってＲＡＭを用い、各種処理（ソフト処理）を実行する。

このＰＣ４０は、伝導ノイズ生成部２０、放射ノイズ生成部３０、及び外部出力装置としてのディスプレイ４１に対し、第１モード、第２モード、第３モードを含む複数のモードのいずれかを設定する。第１モードは、回路基板１１に対し、伝導ノイズ２８としての第１伝導ノイズ２８ａのみを注入することで、誤動作電力を取得するモードである。第２モードは、回路基板１１に対し、伝導ノイズ２８としての第２伝導ノイズ２８ｂを注入するとともに、放射ノイズ３５を印加することで、誤動作するポイントを特定するモードである。第３モードは、第２モードで取得した誤動作するポイントに関する情報を外部に出力するモードである。第１モードは言うなれば誤動作しやすい箇所を特定するための下準備のモードであり、第２モードは誤動作しやすい箇所を実際に特定するモードである。

また、ＰＣ４０は、制御信号を出力して、伝導ノイズ生成部２０のＳＧ２１に対し、生成する伝導ノイズ２８の周波数、電力、及び注入タイミングを設定する。また、制御信号を出力して、放射ノイズ生成部３０のＳＧ３１に対し、生成する放射ノイズ３５の周波数、電力、及び印加タイミングを設定する。また、位置制御信号を出力して、位置コントローラ３９に対し、プローブ３３が回路基板１１に対して放射ノイズ３５を印加するポイントを設定する。

また、ＰＣ４０は、回路基板１１から信号を取得して、回路基板１１において誤動作が生じているか否かを判断するとともに、誤動作ありと判断した場合、そのときのＳＧ２１，３１に対する設定から、誤動作情報を取得する。さらには、誤動作情報として取得した誤動作するポイントに関する情報を、ディスプレイ４１に出力する。

第１モードにおいて、第１伝導ノイズ２８ａの周波数は予め複数種類設定されており、ＰＣ４０は、伝導ノイズ生成部２０のＳＧ２１に対し、上記複数種類の周波数を順次設定（掃引）する。また、回路基板１１へ注入すべき第１伝導ノイズ２８ａの電力も予め複数種類設定されており、ＰＣ４０は、伝導ノイズ生成部２０のＳＧ２１に対し、周波数ごとに、上記複数種類の電力を順次設定（掃引）する。そして、周波数ごとに、誤動作が生じる電力の最小値である誤作動電力を取得する。

本実施形態では、回路基板１１に実装されたジャイロセンサ１５ｓの誤動作を引き起こす、真の誤動作箇所（ポイント）を特定することを目的とする。このために、第１伝導ノイズ２８ａが注入された状態で、ジャイロセンサ１５ｓの出力信号を、同じく回路基板１１に実装されているマイコン１５ｍを通じて通信信号（ＣＡＮ信号）として取得する。そして、ＣＡＮ信号が予め決められた所定の閾値を超えた場合に、閾値を超える電力のうちの最小値を誤動作電力として取得する。また、周波数ごとに、誤作動電力を取得する。

第２モードでは、第１モードで取得された周波数と誤動作電力との関係から、第１モードで設定された複数の周波数のうち、誤動作が生じやすい周囲数が設定される。また、周波数ごとに、第２伝導ノイズ２８ｂの電力（以下、第１電力と示す）と、放射ノイズ３５の電力が予め設定される。詳しくは、第２伝導ノイズ２８ｂの第１電力と放射ノイズ３５の第２電力との電力和が誤動作電力に等しく、且つ、第１電力＞第２電力、の関係を満たすように、設定される。ＰＣ４０は、ＳＧ２１，３１に対し、上記周波数をそれぞれ設定するとともに、周波数ごとに、対応する電力をそれぞれ設定する。なお、誤動作が生じやすい周囲数とは、第１モードで設定された複数の周波数のうち、誤動作電力の低い側から少なくとも１つの周波数である。本実施形態では、第１モードで得られた周波数と誤動作電力との関係が例えばディスプレイ４１に出力され、ユーザが周波数を選択するとともに、周波数ごとに第１電力、第２電力を設定することで、ＰＣ４０が、周波数と対応する第１電力、第２電力の情報を取得するようになっている。

また、ＰＣ４０は、第２伝導ノイズ２８ｂが回路基板１１に注入されているタイミングにおいて、該第２伝導ノイズ２８ｂと同一周波数の放射ノイズ３５が回路基板１１に印加されるように、ＳＧ２１，３１に対して、第２伝導ノイズ２８ｂ及び放射ノイズ３５の生成タイミングを設定する。

また、ＰＣ４０は、位置コントローラ３９に対し、予め設定された複数のポイントにプローブ３３が順次設定されるように、位置コントローラ３９に位置制御信号を出力する。そして、各ポイントにおいて、回路基板１１に第２伝導ノイズ２８ｂが注入されるとともに放射ノイズ３５が印加された状態で、誤動作有無を判断する。なお、誤動作有無の判断については、第１モード同様、ジャイロセンサ１５ｓの出力信号を、マイコン１５ｍを通じてＣＡＮ信号として取得し、ＣＡＮ信号が、予め決められた所定の閾値を超えるか否かでなされる。本実施形態では、ＣＡＮ信号が閾値を超えた場合に、ＰＣ４０は、閾値を超えたポイントと誤動作電力とを取得する。

第３モードにおいて、ＰＣ４０は、周波数ごとに、第２モードにおいて誤動作が生じたポイントに関する情報を外部に出力する。本実施形態では、誤動作ＭＡＰとして、回路基板１１の画像に、誤動作が生じるポイントを強調表示した図を作成する。強調表示とは、単に場所が明確になるような表示でも良いし、誤動作電力を数段にレベル分けし、レベルごとに異なる色調としても良い。そして、ＰＣ４０は、ディスプレイ４１などの外部出力装置に、作成した誤動作ＭＡＰの出力を指示する。これにより、回路基板１１における誤動作しやすい箇所が可視化される。

次に、本実施形態に係る誤動作箇所特定方法について、図２〜図８を用いて説明する。上記したように、回路基板１１に実装されたジャイロセンサ１５ｓの誤動作を引き起こす、真の誤動作箇所（ポイント）を特定する方法について例示する。

誤動作箇所の特定において、回路基板１１が設置台１３に位置決め載置され、電源が投入されると、図２に示すように、システム１０は、先ず第１モード処理を実行する（ステップＳ１０）。この第１モード処理は、第１ステップにも相当する。

ＰＣ４０は、図３に示すように、第１モード処理において、先ず伝導ノイズ生成部２０を構成するＳＧ２１に、初期設定データを出力する（ステップＳ２０）。具体的には、ＳＧ２１に対して、周波数の初期値、複数種類の電力の初期値、回路基板１１への第１伝導ノイズ２８ａの注入タイミングに関するデータを出力する。複数種類の周波数を用いる場合には、複数種類のうち、例えば最も高いものが設定され、後述する次の周波数設定により、徐々に低い周波数が設定される。また、電力は最も高いものが設定され、後述する次の電力設定により、徐々に低い電力が設定される。

これにより、ＳＧ２１では、測定開始のために必要な各種の初期設定が行われ、図４に示すように第１伝導ノイズ２８ａが生成される。そして、第１伝導ノイズ２８ａがコネクタ１２を介して回路基板１１に注入される（ステップＳ２１）。上記したように、第１伝導ノイズ２８ａが回路基板１１に注入された状態で、ＰＣ４０は、図４に示すように、ジャイロセンサ１５ｓの出力信号を、マイコン１５ｍを通じてＣＡＮ信号として取得する。そして、ＰＣ４０は、ＣＡＮ信号を、予め決められた所定の閾値と比較し、誤動作が生じているか否かを判断する（ステップＳ２２）。そして、誤動作ありと判断すると、ＰＣ４０は、そのときの電力設定値を仮保存する（ステップＳ２３）。

ＰＣ４０は、誤動作が生じた電力の保存が完了すると、現在設定されている周波数において、予め設定された複数種類の電力（値）の全ての設定が終了したか否かを判定する（ステップＳ２４）。そして、全ての電力の設定がまだ終了していないと判断すると、ＰＣ４０は次の電力をＳＧ２１に設定する（ステップＳ２５）。これにより、ステップＳ２１において、ＳＧ２１により、同一周波数でありながら、新たな電力の第１伝導ノイズ２８ａが生成され、回路基板１１に注入されることとなる。

ステップＳ２４において、現在設定されている周波数において、全ての電力の設定が終了していると判断すると、ＰＣ４０は、ＳＧ２１に対し、全ての周波数について設定が終了したか否かを判定する（ステップＳ２６）。そして、複数種類の周波数を用いる場合であって、全ての周波数の設定がまだ終了していないと判断すると、ＰＣ４０は次の周波数をＳＧ２１に設定する（ステップＳ２７）。これにより、ステップＳ２１において、ＳＧ２１により、新たな周波数の第１伝導ノイズ２８ａが生成され、回路基板１１に注入されることとなる。

ステップＳ２６において、全ての周波数の設定が終了していると判断すると、ＰＣ４０は、ステップ２３における電力保存があったか否かを判定する（ステップＳ２８）。そして、電力値が保存されている場合には、周波数ごとに、保存されている電力値のうちの最小値を誤動作電力として保存する（ステップＳ２９）。そして、ステップＳ２９の後、ステップＳ１２へ移行する。一方、ステップＳ２８において、電力値の保存がない場合、そもそも誤動作箇所が存在しないものとしてすべての処理を終了（ステップＳ１２後のエンド）とする。

この第１モード処理（第１ステップ）により、図５に示すように、周波数と誤動作電力との関係を取得することができる。換言すれば、誤動作電力を、周波数ごとに検出することができる。

次に、システム１０は、第２モード処理を実行する（ステップＳ１１）。この第２モード処理は、第２ステップにも相当する。図６に示すように、本実施形態では、先ずＰＣ４０が、図５に示す周波数と誤動作電力との関係を、ディスプレイ４１に表示させる（ステップＳ３０）。そして、ユーザは、表示された周波数と誤動作電力との関係から、第２モードにおいて、誤動作しやすい箇所を特定するための周波数を選択する。このとき、周波数は、対応する誤動作電力の低い側から少なくとも１つが選択される。例えば図５に示される例では、誤動作電力が約１３ｄＢｍと最も低い周波数６９０ＭＨｚが、少なくとも選択される。また、ユーザは、第２モードにおいて生成する第２伝導ノイズ２８ｂの第１電力と放射ノイズ３５の第２電力との電力和が誤動作電力に等しく、且つ、第１電力＞第２電力、の関係を満たすように、第１電力及び第２電力を周波数ごとに決定する。本実施形態では、ユーザが、第１電力を、第２伝導ノイズ２８ｂ単独で誤動作が生じない限界値とする。例えば、周波数６９０ＭＨｚの誤動作電力１３ｄＢｍに対し、第１電力を１０．５ｄＢｍ、第２電力を２．５ｄＢｍとした。そして、ユーザの入力により、ＰＣ４０は、選択した周波数、第１電力、及び第２電力に関する情報を取得する（ステップ３１）。

次に、ステップ３１で取得した情報に基づいて、ＰＣ４０は、伝導ノイズ生成部２０を構成するＳＧ２１と、放射ノイズ生成部３０を構成するＳＧ３１に、初期設定データを出力する（ステップＳ３２）。具体的には、ＳＧ２１に対して、ステップＳ３１で取得した周波数の初期値、周波数に対応する電力（第１電力及び第２電力）、回路基板１１への第２伝導ノイズ２８ｂの注入タイミング及び放射ノイズ３５の印加タイミング、及び放射ノイズ３５を印加する初期ポイントに関するデータを出力する。ステップＳ３１にて複数の周波数が選択された場合、周波数は、複数種類のうち、例えば最も高いものが初期値として設定され、後述する次の周波数設定により、徐々に低い周波数が設定される。

これにより、ＳＧ２１では、測定開始のために必要な各種の初期設定が行われ、第２伝導ノイズ２８ｂが生成される。そして、コネクタ１２を介して回路基板１１に注入される。同様に、ＳＧ３１では、測定開始のために必要な各種の初期設定が行われ、放射ノイズ３５が生成される。そして、回路基板１１の所定ポイントに印加される（ステップＳ３３）。このように、回路基板１１に対して第２伝導ノイズ２８ｂが注入されるとともに放射ノイズ３５が印加される。本実施形態では、キャリア周波数１ｋＨｚ、変調率８０％でＡＭ変調された周波数６９０ＭＨｚの第２伝導ノイズ２８ｂ及び放射ノイズ３５が生成される。

上記したように、第２伝導ノイズ２８ｂ及び放射ノイズ３５が回路基板１１に注入・印加された状態で、ＰＣ４０は、ジャイロセンサ１５ｓの出力信号を、マイコン１５ｍを通じてＣＡＮ信号として取得する。そして、ＰＣ４０は、ＣＡＮ信号を、予め決められた所定の閾値と比較し、誤動作が生じているか否かを判断する（ステップＳ３４）。そして、誤動作ありと判断すると、ＰＣ４０は、誤動作が生じた放射ノイズ３５の印加ポイントと誤動作電力を保存する（ステップＳ３５）。なお、言うまでもないが、誤動作電力として、誤動作ありと判断されたときの第２伝導ノイズ２８ｂの第１電力と放射ノイズ３５の第２電力の和に等しい電力が保存される。

ＰＣ４０は、誤動作が生じたポイントと誤動作電力を保存すると、次いで、予め設定された複数のポイントの全てで誤動作検出が終了したか否かを判定する（ステップＳ３６）。そして、全てのポイントの設定がまだ終了していないと判断すると、ＰＣ４０はプローブ３３が次のポイントを設定するように、位置コントローラ３９に位置制御信号を出力する（ステップＳ３７）。これにより、プローブ３３が、次のポイントに移動する。そして、ステップＳ３１において、ＳＧ３１により、新たなポイントに放射ノイズ３５が印加されることとなる。一方、第２伝導ノイズ２８ｂの設定は保持される。

ステップＳ３６において、全てのポイントの設定が終了していると判断すると、ＰＣ４０は、ＳＧ３１及びＳＧ３１に対し、ステップ１３で取得した全ての周波数について設定が終了したか否かを判定する（ステップＳ３８）。そして、全ての周波数の設定がまだ終了していないと判断すると、ＰＣ４０は、次の周波数と対応する電力（第１電力及び第２電力）とを、ＳＧ３１及びＳＧ３１に対してそれぞれ設定する（ステップＳ３９）。これにより、ステップＳ３１において、ＳＧ２１により、新たな周波数の第２伝導ノイズ２８ｂが生成され、回路基板１１に注入されることとなる。また、ＳＧ３１により、ＳＧ２１と同一の新たな周波数の放射ノイズ３５が生成され、回路基板１１に印加されることとなる。なお、新たな周波数についても、第１モードにおいて検出された該周波数の誤動作電力と、第２伝導ノイズ２８ｂの第１電力及び放射ノイズ３５の第２電力との電力和が等しく、且つ、第１電力＞第２電力、の関係を満たすように、第１電力及び第２電力が設定される。

ステップＳ３８において、全ての周波数の設定が終了していると判断すると、ステップＳ１２へ移行する。

次に、ＰＣ４０は、第３モード処理を実行する（ステップＳ１２）。この第３モード処理は、第３ステップにも相当する。

ＰＣ４０は、第３モード処理において、第２モード処理で取得（ステップＳ３５）した誤動作が生じるポイントに関する情報を、外部出力装置に出力する。本実施形態では、誤動作が生じると特定されたポイントと、該ポイントが誤動作した誤動作電力とが対応付けられた評価結果を出力する。そして、図７に示すように、誤動作が生じるポイントと誤動作電力が回路基板１１の画像に重畳されて、ディスプレイ４１に表示される。詳しくは、電源回路１６を構成するトランジスタ１５ｔが、誤動作の生じるポイントであり、該ポイントと、それ以外のポイント（図中一点鎖線で示す、それ以外の回路基板１１の部分）とが、異なる色調とされる。例えばトランジスタ１５ｔに対応するポイントが、回路基板１１の他の部分の色よりも目立つ色等で強調される。このため、ユーザは、回路基板１１に実装されたジャイロセンサ１５ｓの誤動作を引き起こす、真の誤動作箇所として、上記トランジスタ１５ｔを、容易に特定することができる。また、表示色を誤動作電力に応じて数段階で設定しておくことで、ユーザは、誤動作箇所の誤動作電力も確認することができる。

なお、上記において、ステップＳ２０，Ｓ２５，Ｓ２７，Ｓ３２，Ｓ３７，Ｓ３９が特許請求の範囲に記載の設定手段に相当する。また、ステップＳ２２，Ｓ３４が判断手段に相当する。また、ステップＳ２３，Ｓ２９，Ｓ３５が取得手段に相当する。また、ステップＳ１２が出力手段に相当する。また、ステップＳ１０，Ｓ１１，Ｓ１２がモード設定手段に相当する。

次に、本実施形態に係る誤動作箇所特定方法及び誤動作箇所特定システム１０の特徴部分の効果について説明する。

図８は、従来のノイズ可視化法が適用された回路基板におけるノイズ強度分布を示す図であり、（ａ）はノイズ対策前の図、（ｂ）はノイズ対策後の図、（ｃ）は従来の問題点を説明する図である。従来のノイズ可視化法によれば、図８（ａ）に示すように、回路基板１１においてノイズ強度の高い部分、すなわちノイズ電流の伝搬経路を可視化することができる。例えば破線で示すマイコン１５ｍが誤動作する場合、ノイズ対策を施した後、再度図８（ｂ）に示すようにノイズ伝搬経路を確認することで、マイコン１５ｍ周辺のノイズが低減されたか否かを確認することができる。しかしながら、従来のノイズ可視化法では、回路基板１１において、外来ノイズにより誤動作しやすい箇所（電子部品１５）を特定することは困難である。図８（ｃ）に示すように、例えばノイズ強度が低いポイントでも、該ポイントに位置する電子部品１５ａのノイズ耐性が低ければ、電子部品１５ａは誤動作してしまう。一方、ノイズ強度が高いポイントであっても、該ポイントに位置する電子部品１５ｂが、例えばノイズを逃がす役割を果たすコンデンサのような電子部品であれば、誤動作しない。すなわち、ノイズ強度が高いポイントであっても、該ポイントに位置する電子部品１５ｂが誤動作するとは限らない。

一方、プローブのループアンテナから放射されるノイズを用いて、誤動作箇所を特定する従来の方法では、回路基板１１に対して非接触でノイズを印加するため、回路基板１１側との結合状態によっては誤動作させるのに必要な電力が大きくなり、ループアンテナの仕様を上回る電力が必要となることがある。この場合、例えばループアンテナの線幅を太くすれば良いが、これにともなってループアンテナの体格が大きくなり、本来の目的である誤動作箇所の特定が困難となる。

これに対し、本実施形態では、第１モード処理（第１ステップ）で検出した誤動作電力と、第２モード処理（第２ステップ）で設定する第２伝導ノイズ２８ｂ及び放射ノイズ３５の電力和とが等しくなるようにして、回路基板１１に第２伝導ノイズ２８ｂ及び放射ノイズ３５を印加する。また、放射ノイズ３５を、回路基板１１における予め決められた複数のポイントに順次印加する。したがって、第２モード処理において、所定の誤動作電力で誤動作する箇所（ポイント）を特定することができる。これだけでも、放射ノイズ３５のみによって誤動作箇所を特定する従来の方法に較べて、放射ノイズ３５の第２電力を低くすることができる。

しかしながら、本実施形態ではさらに、第２伝導ノイズ２８ｂの第１電力＞放射ノイズ３５の第２電力とする。これにより、放射ノイズ３５が回路基板１１に影響を与える範囲がより狭くなる。したがって、回路基板１１において外来ノイズにより誤動作しやすい箇所を、従来に較べて精度よく特定することができる。

特に本実施形態では、第１電力を、誤動作が生じない限界値とする。したがって、第２伝導ノイズ２８ｂ単独、放射ノイズ３５単独で誤動作せず、第２伝導ノイズ２８ｂと放射ノイズ３５により誤動作する条件で、放射ノイズ３５の第２電力を最も低くすることができる。これにより、プローブ３３を構成するループアンテナの体格をより小さくすることができるので、誤動作しやすい箇所を、より精度よく特定することができる。

また、本実施形態では、第２モード処理において、第１モード処理で設定される全ての周波数について誤動作を確認するのではなく、第１モード処理で得られる周波数と誤動作電力との関係に基づき、誤動作しやすい周波数についてのみ誤動作を確認する。したがって、誤動作しやすい箇所の特定に係る時間を短縮することができる。

また、本実施形態では、第３モード処理（第３ステップ）において、誤動作が生じやすいと特定されたポイントと、該ポイントの誤動作電力とが対応付けられた評価結果を出力する。このため、ユーザは、誤動作箇所とともに、誤動作電力も確認することができる。しかしながら、第３モード処理では、第２モード処理において、誤動作が生じやすいと特定されたポイントに関する情報が少なくとも出力されれば良い。

また、本実施形態では、第２モード処理において、放射ノイズ生成部３０のプローブ３３を回路基板１１に対して相対的に移動させて、複数のポイントに放射ノイズ３５を順次印加する。したがって、放射ノイズ生成部３０において、例えばプローブ３３を複数備え、該プローブ３３を切り替えることで、複数のポイントに放射ノイズ３５を順次印加する構成に較べて、放射ノイズ生成部３０の構成を簡素化することができる。

また、本実施形態では、第１モード処理において、ＰＣ４０が、誤動作が生じていると判断するまで、予め決められた電力範囲内で、ＳＧ２１が生成する第１伝導ノイズ２８ａの電力の設定を変更する。このため、ユーザが、電力値を随時変更する構成に較べて、ユーザの工数を低減することができる。

また、本実施形態では、伝導ノイズ生成部２０にて生成された伝導ノイズ２８が回路基板１１に注入される前に、伝導ノイズ２８に所定の直流バイアスを加えるバイアスＴ２４を備えている。したがって、回路基板１１が実際に動作している定常時に、ノイズが注入される状態を再現することができる。すなわち、実際の動作状態とほぼ同じ条件で誤動作箇所の検出を行うことができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

上記実施形態では、コネクタ１２を介して、伝導ノイズ２８が回路基板１１に注入される例を示した。しかしながら、コネクタ１２を介さずに、回路基板１１のランドに直接伝導ノイズ２８が注入される構成としても良い。

また、回路基板１１に接続されたワイヤーハーネスに対し、インジェクションプローブを用いてノイズを印加する所謂ＢＣＩ（Bulk Current Injection）法を用いても良い。

上記実施形態では、プローブ３３を移動させる例を示した。しかしながら、回路基板１１側を移動させることで、回路基板１１における放射ノイズ３５の印加位置を変えるようにしても良い。

上記実施形態では、第２モード処理のステップＳ３０において、ＰＣ４０が、周波数と誤動作電力との関係をディスプレイ４１に表示させる。そして、ステップＳ３１において、ユーザの入力により、ＰＣ４０は、選択した周波数、第１電力、及び第２電力に関する情報を取得する例を示した。しかしながら、図９に示すように、ステップＳ３０，Ｓ３１に代えて、ＰＣ４０がステップＳ３０Ａを実行しても良い。ステップ３０Ａでは、ＰＣ４０が、第１モード処理で取得した周波数と誤動作電力との関係から、第２モード処理にて誤動作確認に用いる周波数を選択するとともに、該周波数に対応する第１電力及び第２電力を、予め決められたルールにしたがって決定する。例えば、ＰＣ４０は、誤動作電力の低い側から３つの周波数を選択する。また、各周波数に対応する第２電力３ｄＢｍ、第１電力を（誤動作電力−第２電力）として決定する。これによれば、ユーザの工数をさらに低減することができる。

上記実施形態では、伝導ノイズ生成部２０及び放射ノイズ生成部３０が、それぞれＳＧ２１，３１を有する例を示した。しかしながら、例えば図１０に示すように、伝導ノイズ生成部２０及び放射ノイズ生成部３０が、共通のシグナルジェネレータ４２（ＳＧ４２）を有し、ＳＧ４２で生成されたノイズをスプリッタ４３で分けて、伝導ノイズ２８と放射ノイズ３５をそれぞれ生成するようにしても良い。

１０・・・誤動作箇所特定システム、１１・・・回路基板、１２・・・コネクタ、１３・・・設置台、１４・・・スペーサ、１５，１５ａ，１５ｂ・・・電子部品、１５ｍ・・・マイコン、１５ｓ・・・センサ、１５ｔ・・・誤動作ポイント、２０・・・伝導ノイズ生成部、２１・・・シグナルジェネレータ、２２・・・増幅器、２３・・・方向性結合器、２４・・・バイアスＴ、２５・・・直流バイアス生成部、２６・・・コイル、２７・・・カップリングコンデンサ、２８・・・伝導ノイズ、２８ａ・・・第１伝導ノイズ、２８ｂ・・・第２伝導ノイズ、３０・・・放射ノイズ生成部、３１・・・シグナルジェネレータ、３２・・・増幅器、３３・・・プローブ、３４・・・方向性結合器、３５・・・放射ノイズ、３６・・・可動テーブル（移動機構）、３７・・・支持部、３８・・・駆動機構、３９・・・位置コントローラ、４０・・・パーソナルコンピュータ、４１・・・ディスプレイ、４２・・・シグナルジェネレータ、４３・・・スプリッタ

Claims (13)

1. 電子部品（１５）が実装された回路基板（１１）において、外来ノイズにより誤動作しやすい箇所を特定する誤動作箇所特定方法であって、
   所定周波数の第１伝導ノイズ（２８ａ）を生成するとともに、前記第１伝導ノイズを前記回路基板に注入して、誤動作が生じる誤動作電力を検出する第１ステップ（Ｓ１０，Ｓ２０〜Ｓ２９）と、
   第２伝導ノイズ（２８ｂ）を生成して前記回路基板に注入するとともに、放射ノイズ（３５）を生成して前記回路基板における予め決められた複数のポイントに順次印加し、複数の前記ポイントのうち、誤動作する前記ポイント（１５ｔ）を特定する第２ステップ（Ｓ１１，Ｓ３０〜Ｓ３９，Ｓ３０Ａ）と、
   誤動作する前記ポイントに関する情報を外部出力装置（４１）に出力する第３ステップ（Ｓ１２）と、を備え、
   前記第２ステップでは、前記第２伝導ノイズの第１電力と前記放射ノイズの第２電力との電力和が前記誤動作電力に等しく、且つ、前記第１電力＞前記第２電力、の関係を満たすように、前記第１伝導ノイズと同一周波数の前記第２伝導ノイズ及び前記放射ノイズをそれぞれ生成することを特徴とする誤動作箇所特定方法。
2. 前記第１ステップでは、前記第１伝導ノイズを、予め決められた複数の前記所定周波数について順次生成する（Ｓ２６，Ｓ２７）とともに前記回路基板に注入して、前記誤動作電力を前記所定周波数ごとに検出し（Ｓ２９）、
   前記第２ステップでは、複数の前記所定周波数のうち、電力の低い側から少なくとも１つの前記誤動作電力に対応する前記所定周波数について、前記第２伝導ノイズ及び前記放射ノイズをそれぞれ生成することを特徴とする請求項１に記載の誤動作箇所特定方法。
3. 前記第１電力を、前記第２伝導ノイズ単独で誤動作が生じない限界値とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の誤動作箇所特定方法。
4. 前記第３ステップでは、特定された前記ポイントと、該ポイントが誤動作した前記誤動作電力とが対応付けられた評価結果を出力することを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の誤動作箇所特定方法。
5. 前記第２ステップでは、前記回路基板に対向配置され、前記放射ノイズを生成する放射ノイズ生成部（３０）のプローブ（３３）を前記回路基板に対して相対的に移動させて、複数の前記ポイントに前記放射ノイズを順次印加することを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の誤動作箇所特定方法。
6. 電子部品（１５）が基板に実装された回路基板（１１）において、外来ノイズにより誤動作しやすい箇所を特定する誤動作箇所特定システムであって、
   処理部（４０）と、
   伝導ノイズ（２８）を生成して前記回路基板に注入する伝導ノイズ生成部（２０）と、
   前記回路基板に対向配置されたプローブ（３３）を有し、放射ノイズ（３５）を生成するとともに、前記回路基板における予め決められた複数のポイントに、前記放射ノイズを順次印加する放射ノイズ生成部（３０）と、を備え、
   前記処理部は、
   前記伝導ノイズ生成部に対し、生成する前記伝導ノイズの周波数、電力、及び注入タイミングを設定し、前記放射ノイズ生成部に対し、生成する前記放射ノイズの周波数、電力、及び印加タイミングを設定し、前記放射ノイズを印加する前記ポイントを設定する設定手段（Ｓ２０，Ｓ２５，Ｓ２７，Ｓ３２，Ｓ３７，Ｓ３９）と、
   前記回路基板において誤動作が生じているか否かを判断する判断手段（Ｓ２２，Ｓ３４）と、
   前記判断手段が誤動作ありと判断したときの前記設定手段の設定から、誤動作情報を取得する取得手段（Ｓ２３，Ｓ２９，Ｓ３５）と、
   前記取得手段が取得した前記誤動作情報を、外部出力装置（４１）に出力する出力手段（Ｓ１２）と、
   前記伝導ノイズとしての第１伝導ノイズのみを注入する第１モードと、前記伝導ノイズとしての第２伝導ノイズに加えて前記放射ノイズを印加する第２モードと、誤動作する前記ポイントに関する情報を前記外部出力装置に出力する第３モードと、を含む複数のモードのいずれかを設定するモード設定手段（Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２）と、を有し、
   前記第１モードにおいて、
   前記設定手段は、前記伝導ノイズ生成部に対して所定周波数を設定するとともに、前記取得手段は、前記誤動作情報として、前記所定周波数における前記誤動作電力を取得し、
   前記第２モードにおいて、
   前記設定手段は、前記第２伝導ノイズの注入中に前記放射ノイズが印加されるように、前記注入タイミング及び前記印加タイミングを設定し、前記誤動作電力に対応する前記所定周波数を設定し、且つ、設定した前記所定周波数における前記誤動作電力と、前記第２伝導ノイズの第１電力と前記放射ノイズの第２電力の電力和とが等しく、且つ、前記第１電力＞前記第２電力、の関係を満たすように、前記第１電力及び前記第２電力を設定し、
   前記伝導ノイズ生成手段は、前記第２伝導ノイズを生成して前記回路基板に注入するとともに、前記放射ノイズ生成手段は前記放射ノイズを生成して複数の前記ポイントに順次印加し、
   前記判断手段は、前記ポイントごとに、誤動作が生じているか否かを判断し、
   前記取得手段は、前記判断手段が誤動作ありと判断した場合に、誤動作する前記ポイントに関する情報を取得し、
   前記第３モードにおいて、
   前記出力手段は、前記誤動作情報として、誤動作する前記ポイントに関する情報を前記外部出力装置に出力することを特徴とする誤動作箇所特定システム。
7. 前記第１モードにおいて、前記設定手段は、前記伝導ノイズ生成部に対して予め決められた複数の所定周波数を順次設定する（Ｓ２６，Ｓ２７）とともに、前記取得手段は、前記誤動作電力を前記所定周波数ごとに取得し（Ｓ２９）、
   前記第２モードにおいて、前記設定手段は、複数の前記所定周波数のうち、電力の低い側から少なくとも１つの前記誤動作電力に対応する前記所定周波数を設定することを特徴とする請求項６に記載の誤動作箇所特定システム。
8. 前記処理部は、前記第１モードで取得された前記誤動作電力に基づいて、前記第１電力及び前記第２電力を決定する電力決定手段（Ｓ３０Ａ）を有し、
   前記第２モードにおいて、
   前記電力決定手段は、前記第１電力及び前記第２電力を決定し、
   前記設定手段は、前記電力決定手段により決定された前記第１電力及び前記第２電力を設定することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の誤動作箇所特定システム。
9. 前記電力決定手段は、前記第１電力を、前記第２伝導ノイズ単独で誤動作が生じない限界値とすることを特徴とする請求項８に記載の誤動作箇所特定システム。
10. 前記第３モードにおいて、前記出力手段は、前記取得手段により取得された前記誤動作電力と、誤動作する前記ポイントとが対応付けられた評価結果を、前記外部出力装置に出力することを特徴とする請求項６〜９いずれか１項に記載の誤動作箇所特定システム。
11. 前記第１モードにおいて、前記設定手段は、前記判断手段により誤動作が生じていると判断されるまで、予め決められた電力範囲内で、前記電力の設定を変更する（Ｓ２４，Ｓ２５）ことを特徴とする請求項６〜１０いずれか１項に記載の誤動作箇所特定システム。
12. 前記伝導ノイズ生成手段にて生成された前記伝導ノイズが前記回路基板に注入される前に、前記伝導ノイズに所定の直流バイアスを加える直流バイアス付加部（２４）を備えることを特徴とする請求項６〜１１いずれか１項に記載の誤動作箇所特定システム。
13. 前記放射ノイズ生成部は、前記放射ノイズが複数の前記ポイントに順次印加されるように、前記プローブを前記回路基板に対して相対的に移動させる移動機構（３６）を有することを特徴とする請求項６〜１２いずれか１項に記載の誤動作箇所特定システム。

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