JP6288957B2 - 電磁ノイズ検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、ノイズを模擬した信号を、外部から評価対象物に印加して、伝搬経路を観測する電磁ノイズ検出装置に関する。

近年の電気・電子製品の小型化および高機能化の傾向により、電磁ノイズに起因する問題は非常に多くなっている。
小型化、高機能化される製品では、同一筐体内に異なる機能を持つ複数の回路基板が、小さなスペースに集約されるため、外来の電磁ノイズに対する電磁シールド部材を配置できないことや、回路基板間に不要な結合が形成されてしまう恐れがある。
このような状況から、近年の電気・電子製品の回路基板は、不要な電磁ノイズが流れやすい状況におかれている。

このため、装置を設計する段階において、装置内の回路基板上の電磁ノイズの伝搬経路を把握する技術は、非常に重要になっている。
また、開発製品が不要な電磁ノイズの影響によって、誤作動した場合のトラブルシューティングにおいても、電磁ノイズの伝搬経路を把握する技術が必要となる。

一方、外来の電磁ノイズに着目すると、一定の周波数で発信される性質の電磁ノイズは、放送波や無線電波等によるものが多く、ノイズの発生原因が特定されるのであれば、対策のための手がかりは得やすい。
しかし、雷サージや静電気放電等に代表される過渡的な電磁ノイズは、時間軸でパルス状の波形を持つため、幅広い周波数成分を含んでいる。
このため、過渡的な電磁ノイズが電子機器に及ぼす影響を分析するためには、電磁ノイズが発生する短い時間において、電磁ノイズが持つ幅広い周波数成分を同時に検出する技術が必要となる。

そこで、電磁ノイズの伝搬経路の把握を目的とした装置またはシステムが、例えば、下記特許文献１〜３に開示されている。
特許文献１によるノイズ評価方法およびノイズ評価システムは、シグナルジェネレータが生成したノイズ信号を、増幅器、方向性結合器、およびバイアスティを介して評価対象物のコネクタへ直接印加し、プローブを複数の測定ポイントに順次移動させつつ、評価対象物から発生するノイズを検知し、その強度を測定する構成となっている。
その際、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと称す）がスペクトラムアナライザとシグナルジェネレータを制御して、スペクトラムアナライザにおける測定周波数を掃引させると共に、シグナルジェネレータで生成するノイズ信号の周波数を、その掃引周波数と同期させる。
これにより、１つの測定ポイントにおいて、複数種類の測定周波数全てに対する測定データの取得が可能となる。

また、特許文献２による半導体デバイスのＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）測定装置は、図７に示すように、半導体デバイスを動作させるための信号を供給するロジックパターン発生器と、ロジックパターン発生器を動作させるクロック信号を生成する発振器と、クロック信号をＳｉｎ波により位相変調する位相変調器とを有する。
発振器の生成したクロック信号を、位相変調器により位相変調して、ベタアース基板上の半導体デバイスに入力し、半導体デバイスを動作させる構成となっている。
これにより、スペクトルアナライザにおいて、半導体デバイスから発せられる電磁ノイズ（図７に一点鎖線で示す）が、基本波に側帯波が付加されたスペクトラムとして検出されるため、半導体デバイスから発せられる電磁ノイズと、半導体デバイス以外の発生源（例えば、半導体デバイスを動作させるための装置）から発せられる電磁ノイズ（図７に二点鎖線で示す）とを明確に区別できるようになり、結果として、正確なＥＭＩ測定および評価の実施が可能となる。

また、特許文献３によるノイズデータと設計データのデータ合成システムは、評価対象物にノイズを注入する手段と、評価対象物から発生するノイズを検出する手段と、検出されたノイズからノイズデータを発生させる手段と、評価対象物の設計データを記憶する記憶手段と、ノイズデータと記憶手段に記憶された設計データとを合成する手段で構成されている。
これにより、評価対象物上で高周波ノイズが注入される経路、誤動作が発生する可能性の高い領域、配線パターン、および電子部品等の位置を明確に特定することが可能となる。
よって、誤作動が発生しない回路に設計変更する場合に、従来のトライ・アンド・エラー方式を採用する必要が無くなり、設計の効率化および試験工数の削減を図ることができる。

特開２０１０−２３７０９９号公報 特開２００１−８３１９８号公報 特開２００１−１２５８０１号公報

しかしながら、上述した特許文献１の例は、スペクトラムアナライザとシグナルジェネレータを制御して、シグナルジェネレータで生成するノイズ信号の周波数と、スペクトラムアナライザにおける測定周波数の掃引を同期し、その際のスペクトルアナライザで受信した電磁ノイズレベルの分布を作図する構成であるため、評価対象物が通電されて動作状態である場合には、受信した信号が、評価対象物に搭載されている部品等から発生した回路動作に起因した信号なのか、シグナルジェネレータから評価対象物に印加したノイズ信号なのかを区別する手段は持っておらず、シグナルジェネレータから評価対象物に印加したノイズ信号のみの伝搬経路を抽出することができないという課題があった。

これに対して、上述した特許文献２の例では、評価対象物である半導体デバイスのＥＭＩの主要因を、ベタアース基板とロジックパターン発生器のマイナス電源端子に流れる電流と考え、それを電磁ノイズとして測定する構成である。
その際、測定ポイントで測定した電磁ノイズがロジックパターン発生器から直接到来したノイズか、半導体デバイスを経由したものかを判定するために、片方の信号を位相変調することで、区別可能としている。

ここで、図８および図９に、図７の測定ポイントで測定した電磁ノイズのスペクトラムを示す。
横軸は周波数であり、縦軸はパワーである。
説明の簡略化のために、以下では、ロジックパターン発生器から直接到来したノイズ（図７に二点鎖線で示す）をノイズＡ、半導体デバイスを経由したノイズ（図７に一点鎖線で示す）をノイズＢと称す。
測定ポイントにおいて、例えば、図８に示すスペクトラムを受信した場合、前記の判定方法によって、側帯波が付加されていないスペクトラムをノイズＡ、側帯波が付加されているスペクトラムをノイズＢと判定し、ノイズを区別することできる。
一方、図９に示す、ノイズＡとノイズＢが重なったスペクトラムＣについては、前記の判定方法によってノイズＢと判定されることになる。
しかし、このスペクトラムＣは、実際にはノイズＡの成分も含んでいるため、単なるノイズＢと判定してしまうと現象を正しく把握できなくなる可能性がある。
例えば、測定ポイントを１点とせず、ベタアース基板上に多点設定して、ノイズＡとノイズＢの伝搬する経路を解析するシステムを考えた場合は、図９のスペクトラムＣを全てノイズＢと判定してしまうと、実際にはノイズＡが伝搬している経路を、ノイズＢの経路として導出することになるため、ノイズＡの正しい経路が把握できない。

このように、上述した特許文献２では、基本波に側帯波が付加されたスペクトラムを受信した際に、ノイズＢのみか、ノイズＢにノイズＡが重なった状態かを区別することができず、印加した信号のみの伝搬経路を正しく可視化することができないという課題があった。

さらに、上述した特許文献３では、ノイズ可視化測定によって得られた評価対象物のノイズデータと、設計データを合成して画像データを得るシステム構成であるため、ノイズ可視化測定で取得したノイズのレベルが、本来の回路動作に起因した信号のレベルか、印加したノイズのレベルかを判別する機能は備えておらず、印加したノイズ信号のみの伝搬経路を可視化することができないという課題があった。

さらに、上述した特許文献１〜３では、過渡的な電磁ノイズに対して、過渡的な電磁ノイズが発生する短い時間において、電磁ノイズが持つ幅広い周波数成分を同時に検出することはできず、過渡的な電磁ノイズに対する伝搬経路を正しく評価できないという課題があった。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、過渡的な電磁ノイズを模擬した周波数成分を持つ高周波信号を評価対象物に印加した場合であっても、当該印加したノイズのみを抽出し、印加したノイズの伝搬経路を正しく可視化することが可能な電磁ノイズ検出装置を提供することを目的とする。

本発明の電磁ノイズ検出装置は、電磁ノイズを模擬した複数の高周波信号を、既知の識別信号で変調して合成し、一つの被変調高周波信号を生成する信号発生部と、信号発生部で生成された被変調高周波信号を評価対象物に印加する印加部と、評価対象物から発生される高周波信号を検出する検出部と、検出部で検出された高周波信号を周波数ごとに分別・復調し、各高周波信号に対して当該復調した信号に識別信号が含まれていた場合に、検出部で検出された高周波信号が印加部から印加された被変調高周波信号であると判別する信号処理部とを備えるものである。

本発明によれば、識別信号で変調した多周波の被変調高周波信号を評価対象物に印加し、評価対象物から発生する高周波信号を復調した信号が識別信号を含む場合に、印加した被変調高周波信号であると判別する処理を、多周波に対して同時に施せるようにした。
よって、同時に印加した多周波の被変調高周波信号に対して、それぞれの周波数ごとに評価対象物に印加した信号のみを抽出することができるようになり、結果として過渡的なノイズの伝搬経路を正しく可視化することができる効果がある。

本発明の実施の形態１による電磁ノイズ検出装置の構成を示すブロック図である。 多周波信号発生部の構成を示すブロック図である。 多周波信号処理部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１による電磁ノイズ検出装置の動作を示すフローチャートである。 電磁ノイズ検出装置が受信した高周波信号レベルのデータフォーマットとその表示方法を示す説明図である。 電磁ノイズ検出装置が表示するノイズ分布図を示す説明図であり、図６（ａ）は受信した全ての高周波信号、図６（ｂ）は印加した被変調高周波信号に基づく高周波信号のみ、図６（ｃ）は印加した被変調高周波信号以外の高周波信号のみを示す。 従来の電磁ノイズ検出装置の構成を示すブロック図である。 従来の電磁ノイズ検出装置が測定した電磁ノイズのスペクトラムを示す特性図である。 従来の電磁ノイズ検出装置が測定した電磁ノイズのスペクトラムを示す特性図である。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による電磁ノイズ検出装置の構成を示すブロック図である。
図１に示す電磁ノイズ検出装置は、過渡的な電磁ノイズを模擬した多周波の高周波信号を既知の識別信号で変調する多周波信号発生部１と、多周波信号発生部１で変調された被変調高周波信号を評価対象物２に印加する印加部プローブ３と、評価対象物２から発生される高周波信号を検出する検出用プローブ４と、検出用プローブ４で検出された多周波の高周波信号を、それぞれの周波数成分に分別・復調して識別信号と比較し、検出用プローブ４で検出された高周波信号が印加部プローブ３から印加された被変調高周波信号であるか否かをそれぞれの周波数ごとに判別する多周波信号処理部５と、多周波信号処理部５の判別結果に基づいて、高周波信号レベルの分布図を作図し、表示する表示部６と、各部を制御する制御部７とを備える。

評価対象物２は、ステージ台２１の上に配置される。
評価対象物２は、何らかの電子機器または電子回路を構成するプリント配線基板であり、外部との接続用にコネクタ２２が設けられている。
このコネクタ２２は、評価対象物２に対して電源を供給するコネクタ、あるいは、外部の機器との信号伝送および通信を行うためのコネクタである。
評価対象物２は、このコネクタ２２を通じて電源供給を受けたり、外部との信号伝送を行ったりする。
本実施の形態１においては、電源供給用のケーブル２３をコネクタ２２に接続して、評価対象物２に対して電源が供給されて動作している状態を想定し、外部との信号伝送および通信が必要な場合には、適宜、通信用のケーブル２３とコネクタ２２を介して外部機器との接続がなされることとする。

次に、多周波信号発生部１の詳細を説明する。
図２に示す多周波信号発生部１は、多周波搬送波発生部１１、識別信号発生部１２、分配器１３、多周波変調部１４、および合成器１５で構成され、過渡的な電磁ノイズを模擬した多周波の被変調高周波信号を発生させて印加用プローブ３へ出力する。

多周波搬送波発生部１１は、制御部７の命令に基づき、多周波の被変調高周波信号の元となる多周波の高周波搬送波を出力する機能を有し、第１搬送波発生部１１１から第Ｎ搬送波発生部１１Ｎ、例えば、複数のシグナルジェネレータによって構成されるものである。

識別信号発生部１２は、制御部７の命令に基づいた信号を出力する機能を有し、例えば、シグナルジェネレータ、ファンクションジェネレータ、またはパルスジェネレータで構成されるものである。
この識別信号発生部１２が出力する識別信号は、連続的に変化するアナログの信号でも、離散的に変化するデジタルの信号でもよい。

多周波変調部１４は、多周波搬送波発生部１１から出力された多周波の高周波搬送波に対して、識別信号発生部１２から出力され、分配器１３を通してそれぞれの周波数ごとに分配された識別信号によって変調を施す機能を有し、例えば、第１変調部１４１から第Ｎ変調部１４Ｎからなる、複数のアナログ変調回路または複数のデジタル変調回路で構成されるものである。
この複数の変調部は、制御部７の命令に基づいた変調方式を選択して複数の高周波信号を変調する。
ゆえに、この多周波変調部１４から出力された信号は、複数の被変調高周波信号となる。
この複数の被変調高周波信号が合成器１５によって、１つの多周波被変調高周波信号に合成され、印加用プローブ３に入力される。

次に、印加部の詳細を説明する。
印加部は、印加用プローブ部３から構成される。
評価対象物２に接続される電源供給用のケーブル２３、または通信用のケーブル２３には、印加用プローブ３が装着される。
この印加用プローブ３は、多周波信号発生部１に接続する接続端子を持っており、多周波信号発生部１から入力される多周波被変調高周波信号を、装着したケーブル２３に対して印加する。
以上に示した構成により、動作中の評価対象物２に対して、過渡的な電磁ノイズを模擬した多周波被変調高周波信号を入力することができる。

次に、検出部の詳細を説明する。
検出部は、少なくとも検出用プローブ４を有し、これに加えて、ステージ台２１、支持部２４、駆動部２５、および架台２６を有する構成でもよい。
検出用プローブ４は、印加用プローブ３から多周波被変調高周波信号が印加されている状態の評価対象物２から発生する高周波信号を検出する機能を有し、例えば、微小ループアンテナを用いた磁界プローブ、またはマイクロストリップアンテナを用いた電界プローブで構成されるものである。
この検出用プローブ４は、支持部２４により支持されており、支持部２４を駆動する駆動部２５によって支持部２４とともに移動が可能である。

この駆動部２５は、ステージ台２１の横方向（Ｘ方向）、縦方向（Ｙ方向）、高さ方向（Ｚ方向）、および検出用プローブ４の角度（θ方向）の４つの軸に対して、検出用プローブ４を移動させる機能を有し、例えば、ステッピングモータとモータコントローラで構成されるものである。
この駆動部２５は、ステージ台２１に設置された架台２６に対して移動可能に取り付けられており、制御部７からの命令に応じて、検出用プローブ４の位置および向きを移動させることができる。
ゆえに、ステージ台２１に設置された評価対象物２の任意の位置に対して、検出用プローブ４を誘導することが可能である。

なお、前記説明では、駆動部２５が、評価対象物２に対して検出用プローブ４を、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に移動させる構成にしたが、反対に、検出用プローブ４に対して評価対象物２を、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に移動させる構成にしてもよい。
即ち、検出用プローブ４と評価対象物２が相対的に位置関係を変更して、評価対象物２内の任意の位置における高周波信号を検出できればよい。

以上に示した構成により、過渡ノイズを模擬した多周波被変調高周波信号が入力された、動作中の評価対象物２から発生した高周波信号を、評価対象物２の任意の位置において検出することができる。

次に、多周波信号処理部５の詳細を説明する。
図３に示す多周波信号処理部５は、分配器５１、周波数分別受信部５２、多周波復調部５３、および多周波判別部５４で構成され、検出用プローブ４で検出された高周波信号を受信して、多周波信号発生部１で発生した多周波被変調高周波信号に基づくものか否かを判別する。

周波数分別受信部５２は、制御部７の命令に基づき、検出用プローブ４から出力され、分配器５１により分配される多周波の高周波信号から任意の周波数の高周波信号を抽出する機能と、高周波信号を受信する機能を有し、例えば、第１フィルタ５２１１から第Ｎフィルタ５２１Ｎ、および第１受信部５２２１から第Ｎ受信部５２２Ｎで構成されるものである。

このとき、フィルタの遮断周波数が適用的に変更可能な場合や、受信部の検波回路において超再生検波方式が用いられる場合は、この周波数分別受信部５２においては、制御部７からの命令により、多周波信号発生部１から出力された多周波被変調高周波信号に対応して、フィルタで抽出する高周波信号の周波数の設定、および複数の受信部で受信する高周波信号の周波数の設定がなされる。

多周波復調部５３は、複数の受信部で受信した多周波の高周波信号に対して、制御部７の命令に基づいた復調処理を施す機能を有し、例えば、第１復調部５３１から第Ｎ復調部５３Ｎからなる、アナログ復調回路またはデジタル復調回路で構成されるものである。
この多周波復調部５３は、周波数分別受信部５２で受信した高周波信号に復調処理を施して復調信号を生成し、この復調信号を多周波判別部５４に対して出力する。

多周波判別部５４は、識別信号発生部１２で設定された信号である識別信号の情報を制御部７から受け取り、多周波復調部５３のそれぞれの復調部から出力された復調信号とこの識別信号との比較を行い、復調信号と識別信号が一致するかを判別する機能を有し、例えば、第１判別部５４１から第Ｎ判別部５４Ｎからなる、コンパレータおよびビット演算器で構成されるものである。
判別の方法は、制御部７からの命令に基づいて決定され、判別の結果は、制御部７に出力される。

多周波判別部５４は、高周波信号を復調した復調信号から既知の識別信号が取り出せる場合、この高周波信号が印加用プローブ３から印加した被変調高周波信号であると判別し、取り出せない場合は、この高周波信号に被変調高周波信号以外の信号が混入していると見なし、被変調高周波信号でないと判別する。
この判別処理を、複数の受信部から入力した複数の高周波信号に対して施し、多周波の被変調高周波信号に含まれている複数の被変調高周波信号を識別する。

以上に示した構成により、過渡的なノイズを模擬した多周波の被変調高周波信号が入力された、動作中の評価対象物２から発生した高周波信号が、多周波信号発生部１から出力された多周波の被変調高周波信号であるかを判別することが可能となる。

次に、表示部６の詳細を説明する。
表示部６は、評価対象物２上のノイズ分布の作図および表示を行う。
表示部６は、周波数分別受信部５２で受信した高周波信号のレベルのデータを取得して表示する機能を有し、例えば、ＰＣとモニタによって構成されるものである。
この構成の場合、ＰＣが、表示部６の処理内容が記述されたプログラムを実行し、実行結果をモニタに表示することによって、表示部６の機能を担う。

表示部６では、評価対象物２の任意の位置で検出した高周波信号のレベルを表示するだけでなく、評価対象物２の任意範囲のＸＹ平面（スキャンエリア）を格子状に分割した各座標位置で検出した高周波信号のレベルを表示することができる。
スキャンエリアにおける高周波信号のレベルデータの配列を等高線で図示することで（いわゆるコンター図）、評価対象物２のＸＹ平面の高周波信号レベル分布、即ち、ノイズ分布を表示することができる。
次に、制御部の詳細を説明する。

制御部７は、電磁ノイズ検出装置全体の制御を行う。
この制御部７は、多周波信号発生部１、多周波信号処理部５、検出用プローブ４の駆動部、および表示部６の動作を制御する機能を有し、例えば、ＰＣによって構成されるものである。
この構成の場合、ＰＣが、制御部７の処理内容が記述されたプログラムを実行することによって、制御部の機能を担う。

この制御部７は、電磁ノイズ検出装置を利用するユーザからの動作設定入力を受け付ける機能を備えている。
ユーザは、動作設定情報として、ノイズ分布を作図する搬送波の周波数の複数の値または範囲、複数の搬送波のレベル、識別信号の種類およびレベル、多周波変調部１４および多周波復調部５３の変復調方式、検出用プローブ４が高周波信号を検出する位置またはスキャンエリア、周波数分別受信部５２の動作条件、多周波判別部５４の判別方法、表示部６の表示方法の情報を設定する。
制御部７は、これらの動作設定情報に基づき、制御下にある各部に命令を発行する。

ここで、図４に示すフローチャートを参照しながら、制御部７の制御に従った電磁ノイズ検出装置の動作を説明する。
ステップＳＴ１において、制御部７は、ユーザが設定した動作設定情報のうちのノイズ分布を作図する周波数の範囲に基づき、その周波数の範囲を搬送波発生部の個数（本実施の形態ではＮとする）で分割した離散的な周波数列に対応した各周波数の値を、第１搬送波発生部１１１から第Ｎ搬送波発生部１１Ｎに送信する。
加えて、各搬送波のレベルの値を、第１搬送波発生部１１１から第Ｎ搬送波発生部１１Ｎに送信する。
これらの命令を受けた第１搬送波発生部１１１から第Ｎ搬送波発生部１１Ｎは、命令に応じた周波数とレベルの搬送波を発生する。

ステップＳＴ２において、制御部７は、動作設定情報のうちの識別信号の種類およびレベルを、識別信号発生部１２に送信する。
この命令を受けた識別信号発生部１２は、命令に応じた種類の識別信号、例えば、正弦波またはパルス波のビットパターンの波形を、命令に応じたレベルで発生する。

ステップＳＴ３において、制御部７は、動作設定情報のうちの変調方式を、第１変調部１４１から第Ｎ変調部１４Ｎに送信する。
この命令を受けた第１変調部１４１から第Ｎ変調部１４Ｎは、命令に応じた変調方式（例えば、振幅変調および４値位相偏移変調（ＱＰＳＫ）等）の変調回路、またはソフトウェアの切り替えを行い、第１搬送波発生部１１１から第Ｎ搬送波発生部１１Ｎから出力された各搬送波に対して、分配器１３を介して、識別信号発生部１２から出力された識別信号でそれぞれ変調を行う。
この各被変調高周波信号を合成器１５で合成し、１つの多周波の被変調高周波信号を生成する。
以上の動作によって、印加用プローブ３に対して、制御部７の命令に基づく多周波の被変調高周波信号を入力する準備が整う。

ステップＳＴ４において、制御部７は、動作設定情報のうちの周波数分別受信部５２の動作条件を、周波数分別受信部５２に送信する。
例えば、周波数分別受信部５２にデジタルフィルタが含まれている場合は、第１搬送波発生部１１１から第Ｎ搬送波発生部１１Ｎから出力した周波数を中心周波数としてバンドパスフィルタを構成するよう、遮断周波数等の情報を送信する。
これらの命令を受けた第１フィルタ５２１１から第Ｎフィルタ５２１Ｎは、命令に応じて設定を変更する。

ステップＳＴ５において、制御部７は、動作設定情報のうちの復調方式を、第１復調部５３１から第Ｎ復調部５３Ｎに送信する。
この命令を受けた第１復調部５３１から第Ｎ復調部５３Ｎは、ステップＳＴ３での第１変調部１４１から第Ｎ変調部１４Ｎへの命令に対応した復調方式（例えば、振幅変調および４値位相偏移変調等）の復調回路、またはソフトウェアの切り替えを命令に応じて行う。
これにより、第１復調部５３１から第Ｎ復調部５３Ｎから出力された各高周波信号に対して復調処理を施す準備が整う。
復調処理において、各高周波信号が被変調高周波信号に基づくものである場合は、各高周波信号を復調した復調信号から識別信号を取り出すことができる。
一方、各高周波信号が被変調高周波信号に基づくものでない場合および混信があった場合は、復調信号から識別信号を取り出すことができない。

ステップＳＴ６において、制御部７は、動作設定情報のうちの識別信号の種類およびレベル、ならびに多周波判別部５４の判別方法を、第１判別部５４１から第Ｎ判別部５４Ｎに送信する。
これらの命令を受けた第１判別部５４１から第Ｎ判別部５４Ｎは、命令に応じて、識別信号の種類およびレベルに対応した判別方法、例えば、波形の振幅の比較器およびビットパターンの比較器の回路、またはソフトウェアの切り替えを行う。
また、第１判別部５４１から第Ｎ判別部５４Ｎは、制御部７からの命令に含まれた情報、例えば、判別に用いる振幅のしきい値、またはビットパターンの相関率等を取得する。
これにより、第１復調部５３１から第Ｎ復調部５３Ｎから出力された復調信号に識別信号が含まれているか、即ち、各高周波信号が被変調高周波信号に基づくものであるかの判別処理を行う準備が整う。
判別処理において、各復調信号と各識別信号との間で比較が行われ、比較の結果を振幅のしきい値、またはビットパターンの相関率等に当てはめ、各復調信号と各識別信号が同一か（または各復調信号に各識別信号が含まれているか）を判別する。
各判別結果は、制御部７にフィードバックされる。

ステップＳＴ７において、制御部７は、動作設定情報のうちの表示部６の表示方法を、表示部６に送信する。
この命令を受けた表示部６は、命令に応じて表示方法の切り替えを行う。
例えば、表示部６がＰＣで構成される場合では、表示用のプログラムを起動する。
また、ノイズ分布の作図に必要となる図面の設定（例えば、ノイズ分布図のスケール、表示色の設定等）を行う。

電磁ノイズ検出装置の各部の設定が終わって準備が整うと、ステップＳＴ８において、制御部７が多周波信号発生部１に命令を発行し、多周波被変調高周波信号を発生させる。

ステップＳＴ９において、多周波信号発生部１の発生する多周波被変調高周波信号が印加用プローブ３に入力され、ケーブルおよびコネクタ２２を介して、評価対象物２に印加される。

ステップＳＴ１０において、制御部７は、動作設定情報のうちの検出用プローブ４が高周波信号を検出する位置座標の情報、または高周波信号を検出するスキャンエリアのうちの最も端の座標の情報を、駆動部２５に送信する。
この命令を受けた駆動部２５は、命令に応じた座標まで、支持部２４および検出用プローブ４を移動し、保持する。

ステップＳＴ１１において、評価対象物２上の所定の座標位置で保持された検出用プローブ４が、評価対象物２から発生する高周波信号を検出し、ステップＳＴ１２において、検出した高周波信号を、周波数分別受信部５２が受信し、ステップＳＴ１３において、受信した高周波信号を多周波復調部５３が復調処理する。

ステップＳＴ１４において、多周波判別部５４による識別信号と復調信号の比較の結果、識別信号と復調信号が同一である、または復調信号に識別信号が含まれていると判別された場合（ステップＳＴ１４“ＹＥＳ”）、周波数分別受信部５２で受信した高周波信号のレベルは、印加用プローブ３から印加され、評価対象物２を伝搬して、検出用プローブ４で検出された被変調高周波信号に基づくものと判断する。
この判別結果のフィードバックを受けた制御部７は、周波数分別受信部５２で受信した高周波信号のレベルを表示するように、表示部６に命令する。
ステップＳＴ１５の表示の具体例は後述する。

一方、識別信号と復調信号の比較の結果、識別信号と復調信号が一致しない、または復調信号に識別信号が含まれていない場合（ステップＳＴ１４“ＮＯ”）、表示することなく（ステップＳＴ１６）、周波数分別受信部５２で受信した高周波信号のレベルを、識別信号と復調信号が一致する場合とは別のデータとして保存するように、表示部７に命令する。

また、動作設定情報として、スキャンエリアが設定されている場合には、ステップＳＴ１７において、制御部７が、スキャンエリア内の全ての座標において高周波信号を検出し終えたか確認し、終了していない場合（ステップＳＴ１７“ＮＯ”）、ステップＳＴ１０に戻り、制御部７がスキャンエリア内の格子状の各座標の情報を順次、駆動部２５に送信し、駆動部２５はスキャンエリアのうちの最も端の座標から、制御部７の命令に従って次の座標に移動する。

以上の動作（ステップＳＴ１１〜ＳＴ１７）を座標ごとに繰り返し、スキャンエリア内の全ての座標において高周波信号を検出し終えた場合（ステップＳＴ１７“ＹＥＳ”）、複数の搬送波の周波数において、評価対象物２に印加した複数の被変調高周波信号のみのスキャンエリア内のノイズ分布を作図することが可能になる（ステップＳＴ１８）。

以上の動作（ステップＳＴ１〜ＳＴ１８）を終えた場合、複数の搬送波の周波数において、評価対象物２に印加した被変調高周波信号のみのスキャンエリア内のノイズ分布を作図することが可能になる。
ステップＳＴ１８の表示の具体例は後述する。

次に、表示部６による表示の具体例を説明する。
図５は、周波数分別受信部５２で受信した高周波信号レベルのデータフォーマットとその表示方法を説明する図である。
図５において、スキャンエリアの格子は、評価対象物２のＸＹ平面全体、またはその一部をスキャンエリアとした場合の高周波信号の検出位置を表し、格子内の数字が検出位置の座標（Ｘ，Ｙ）を表す。
評価対象物２から発生する高周波信号は、複数の第１受信部５２２１から第Ｎ受信部５２２Ｎで受信されるため、例えば、座標（１，１）において、検出用プローブ４が検出した高周波信号を、第１受信部５２２１から第Ｎ受信部５２２Ｎで受信した各高周波信号レベルのデータの積算は、周波数ｆに対して一連の値を持つ。

また、座標（１，１）〜（５，５）のスキャンエリアから取得した高周波信号レベルのデータは二次元配列のデータとなる。
例えば、一つの周波数のスキャンエリアにおける高周波信号レベルの二次元配列は、コンター図等で表現されたノイズ分布図となる。
ノイズ分布図では、描画色、濃淡等を変えることにより、高周波信号レベルの大小を表現している。

さらに、これら各周波数の二次元配列のデータが、周波数ｆ方向に重なり、三次元配列のデータとなる。

ステップＳＴ１５の場合、スキャンエリアによる掃引がない多周波の高周波信号レベルを表示することになる。
そのため、表示部６は、例えば、図５の高周波信号レベルのように、任意の一つの座標位置における高周波信号レベルを作図して表示する。
この場合の表示方法としては、ある一点の座標位置に固定して、周波数に対する高周波信号レベルをグラフ化する等の一次元のプロット方法が考えられ、表示部６は、制御部７から受けた動作設定情報に従い、スケールの最大値、線の種類および太さ等を設定する。

ステップＳＴ１８の場合、スキャンエリアで掃引された多周波の高周波信号レベルを表示することになる。
そのため、表示部６は、周波数ごとに平面における二次元配列データを作図して、周波数方向に重ねた三次元配列データとして表示する。
ただし、表示方法を二次元のコンター図とした場合には、各周波数のノイズ分布を同時に表示することはできないので、全周波数のコンター図を並べて表示するか、またはダイアログボックス等に周波数を入力することで、任意の周波数のコンター図を表示するように構成する。

図６に、表示部６が表示するノイズ分布図の例を示す。
ここでは、高周波信号レベルの大小を濃淡で表現することとし、高周波信号レベルが大となるほど濃く表現する。
図６（ａ）は、周波数分別受信部５２で受信した高周波信号を、多周波判別部５４で判別処理しない場合のノイズ分布図を示す。
このノイズ分布図では、ある周波数においてスキャンエリア右下から被変調高周波信号を印加したときに、左下から同じ周波数の何らかの別のノイズ（例えば、評価対象物２に搭載されている部品等から発生する回路動作に起因した信号、または、評価対象物２を動作させるための外部装置および周囲の電波環境から発せられるノイズ）が侵入している状況を示している。
この場合は、被変調高周波信号と別のノイズとで周波数が一致しているために、周波数分別受信部５２のスペクトラムアナライザ等では、両者を分離することはできない。
従って、表示部６が、受信した高周波信号に基づいてそのままノイズ分布を作図すると、図６（ａ）のような被変調高周波信号に基づく高周波信号と、別のノイズとが混合したノイズ分布が描かれてしまう。
これでは、被変調高周波信号の伝搬経路のみを抽出することはできない。

他方、図６（ｂ）は、周波数分別受信部５２で受信した高周波信号を、多周波判別部５４で判別処理した場合の、被変調高周波信号に基づく高周波信号のノイズ分布図を示す。
判別処理を行うことにより、スキャンエリア内で受信した高周波信号のうち、被変調高周波信号に含まれる識別信号を復調できる箇所の高周波信号レベルだけを表示可能になる。
図６（ａ）と図６（ｂ）を比較すれば明らかなように、図６（ａ）で表示されていたスキャンエリア左下から侵入する別のノイズ分布が、図６（ｂ）では表示されていない。

さらに、表示部６は、被変調高周波信号に含まれる識別信号を復調できる箇所の高周波信号レベルと、復調できない箇所の高周波信号レベルとを区別して保存しているので、復調できない箇所の高周波信号レベルだけを表示することもできる。
図６（ｃ）は、周波数分別受信部５２で受信した高周波信号を、多周波判別部５４で判別処理した場合の、被変調高周波信号に基づかない高周波信号のノイズ分布図を示す。
これは即ち、図６（ａ）に示したスキャンエリア左下から伝搬している、高周波信号と同じ周波数の何らかの別のノイズの分布に一致する。

従って、印加用プローブ３から評価対象物２に印加した多周波の被変調高周波信号の伝搬経路のみを抽出することと、同じ周波数の何らかの別のノイズの分布のみを抽出することが可能となり、結果として、これら２つの信号の分離が可能になる。

また、多周波の被変調高周波信号の分布を同時に抽出することができるため、広い帯域を持つ過渡性の電磁ノイズの分布に対応した多周波のノイズ分布を得ることができる。

よって、制御部７にて、各部を同期して制御し、評価対象物２における不要なノイズの分布の調査分析と、印加したノイズ（被変調高周波信号）の取得の両方を、広帯域な周波数範囲に対して実現することが可能となる。

以上により、本実施の形態１によれば、電磁ノイズ検出装置は、過渡性の電磁ノイズを模擬した多周波の高周波信号を、既知の識別信号で変調して多周波の被変調高周波信号を生成する多周波信号発生部１と、多周波信号発生部１で生成された多周波の被変調高周波信号を評価対象物２に印加する印加用プローブ３と、評価対象物２から発生される高周波信号を検出する検出用プローブ４と、検出用プローブ４で検出された高周波信号を周波数成分ごとに分別・復調し、復調した信号に識別信号が含まれていた場合に、検出用プローブ４で検出された高周波信号が印加用プローブ３から印加された被変調高周波信号であることを周波数ごとに同時に判別する多周波信号処理部５とを備えるように構成した。
このため、評価対象物２に発生するノイズから不要なノイズを分離し、評価対象物２に印加した多周波のノイズのみを抽出することができる。
よって、抽出結果に基づいて、印加した多周波のノイズの伝搬経路を正しく可視化することが可能となる。
また、多周波の被変調高周波信号の分布を同時に抽出することができるため、広い帯域を持つ過渡性の電磁ノイズの分布に対応した多周波のノイズ分布を得ることができる。

さらに、本実施の形態１によれば、電磁ノイズ検出装置は、検出用プローブ４で検出された高周波信号のうち、印加用プローブ３から印加された多周波の被変調高周波信号であると判別された信号の分布を表示する表示部６を備えるように構成した。
このため、評価対象物２に印加された多周波のノイズの伝搬経路を正しく可視化することができる。

さらに、本実施の形態１によれば、表示部６は、検出用プローブ４で検出された高周波信号のうち、印加用プローブ３から印加された被変調高周波信号でない信号、即ち、評価対象物２に搭載されている部品等から発生する回路動作に起因した信号、または評価対象物２以外の発生源（例えば、評価対象物２を動作させるための装置または周囲の電波環境）から発せられる不要なノイズの分布を表示するように構成してもよい。
この構成の場合、評価対象物２における不要なノイズの分布を可視化することができ、評価対象物２における不要なノイズ分布の調査分析の助力となる。

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において任意の構成要素の省略が可能である。

１ 多周波信号発生部、２ 評価対象物、３ 印加部プローブ、４ 検出用プローブ、５ 多周波信号処理部、６ 表示部、７ 制御部、１１ 多周波搬送波発生部、１２ 識別信号発生部、１３，５１ 分配器、１４ 多周波変調部、１５ 合成器、２１ ステージ台、２２ コネクタ、２３ ケーブル、２４ 支持部、２５ 駆動部、２６ 架台、５２ 周波数分別受信部、５３ 多周波復調部、５４ 多周波判別部、１１１〜１１Ｎ 第１搬送波発生部から第Ｎ搬送波発生部、１４１〜１４Ｎ 第１変調部から第Ｎ変調部、５３１〜５３Ｎ 第１復調部から第Ｎ復調部、５４１〜５４Ｎ 第１判別部から第Ｎ判別部、５２１１〜５２１Ｎ 第１フィルタから第Ｎフィルタ、５２２１〜５２２Ｎ 第１受信部から第Ｎ受信部。

Claims (4)

1. 電磁ノイズを模擬した複数の高周波信号を、既知の識別信号で変調して合成し、一つの被変調高周波信号を生成する信号発生部と、
   前記信号発生部で生成された前記被変調高周波信号を評価対象物に印加する印加部と、
   前記評価対象物から発生される高周波信号を検出する検出部と、
   前記検出部で検出された前記高周波信号を周波数ごとに分別・復調し、各高周波信号に対して当該復調した信号に前記識別信号が含まれていた場合に、前記検出部で検出された前記高周波信号が前記印加部から印加された前記被変調高周波信号であると判別する信号処理部とを備える電磁ノイズ検出装置。
2. 前記検出部で検出された高周波信号のうち、前記印加部から印加された被変調高周波信号であると判別された信号の分布を表示する表示部を備えることを特徴とする請求項１記載の電磁ノイズ検出装置。
3. 前記検出部で検出された高周波信号のうち、前記印加部から印加された被変調高周波信号でないと判別された信号の分布を表示する表示部を備えることを特徴とする請求項１記載の電磁ノイズ検出装置。
4. 前記信号発生部は、
   過渡的な電磁ノイズを模擬した複数の高周波信号を、既知の識別信号で変調して多周波の被変調高周波信号を生成することを特徴とする請求項１記載の電磁ノイズ検出装置。

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