JP6303817B2 - ノイズ耐性評価装置、ノイズ耐性評価方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、ノイズ耐性評価装置、ノイズ耐性評価方法及びプログラムに関する。

特許文献１には、平衡ケーブルの両端で平衡ケーブルのシールド導体をシールドケースの筐体に接続するとともに、平衡ケーブルの線路導体をシールドケースの筐体内に配備された不平衡線路の一端に接続し、一方のシールドケースの不平衡線路の他端を出力ポートに接続し、他方のシールドケースの不平衡線路の他端に該シールドケースの筐体に接地された終端抵抗を接続し、平衡ケーブルにノイズを注入するために平衡ケーブルの予め定めた位置の近傍に平衡ケーブルと電磁結合された結合器を配備し、結合器に入力ポートが接続されるので、平衡ケーブル固有の伝送モードである差動モードおよびコモンモードを考慮しており、平衡ケーブルのシールド性能評価を可能としたシールド性能評価回路が記載されている。

特許文献２には、被測定機器の一主面に対し予め定めた間隔を保持するよう近接して配置されこの一主面の予め定めた領域に集中して試験用電波を照射する放射プローブを含む電波照射部と、前記電波照射部に前記試験用電波対応の高周波電力を供給する送信装置と、前記被測定機器の出力信号を演算処理して前記試験用電波の照射により前記出力信号が被る影響の度合である電波耐性を算出する判定装置と、算出した前記電波耐性を視覚化し表示する表示装置とを備える電波耐性試験装置が記載されている。

特開２０１１−１０６８５９号公報 特開平７−４３４０９号公報

電子機器等に対するノイズ耐性の評価には、ＥＳＤ（静電気放電：ＥｌｅｃｔｒｏＳｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）ガンの特性を模擬したノイズ信号を用いた電磁界解析によって行う方法がある。この方法では、電磁界解析により電子機器等に誘起された電圧波形を求め、その電圧波形を高速フーリエ解析した周波数スペクトルにおいて、電圧のピーク（極大値）となる周波数が電子機器等に対して影響を与えるノイズ信号の周波数として抽出する。
本発明の目的は、電磁界解析を採用した場合には抽出できない、ノイズ耐性に影響を及ぼす周波数を的確に抽出できるノイズ耐性評価装置などを提供することにある。

請求項１に記載の発明は、一対の入力信号ポート、一対の出力信号ポート及びノイズ信号を入力できるノイズ信号ポートを少なくとも含む被測定物に対してＳパラメータを測定するＳパラメータ測定部と、前記Ｓパラメータの内、前記ノイズ信号ポートと前記一対の入力信号ポートとの間におけるＳパラメータの差分、又は、当該ノイズ信号ポートと前記一対の出力信号ポートとの間におけるＳパラメータの差分を評価指数として算出する評価指数算出部と、前記ノイズ信号ポートに入力されたノイズ信号に対して電磁界解析された電圧波形を高速フーリエ変換した第１の周波数スペクトルを取得し、当該第１の周波数スペクトルと前記評価指数との積により第２の周波数スペクトルを算出する第２の周波数スペクトル算出部と、前記第２の周波数スペクトルにおいて、電圧が極大値を示す周波数を、ノイズ耐性を評価する周波数として抽出する周波数抽出部とを備えるノイズ耐性評価装置である。
請求項２に記載の発明は、前記評価指数算出部は、前記ノイズ信号ポートと前記一対の入力信号ポートとの間におけるＳパラメータの差分と、当該ノイズ信号ポートと前記一対の出力信号ポートとの間におけるＳパラメータの差分とのうち、大きい方を評価指数とすることを特徴とする請求項１に記載のノイズ耐性評価装置である。
請求項３に記載の発明は、前記周波数抽出部により抽出した周波数において、前記一対の入力信号ポートから前記一対の出力信号ポートへの信号のトランジェント特性を解析するトランジェント解析部をさらに備える請求項１に記載のノイズ耐性評価装置である。
請求項４に記載の発明は、前記被測定物における前記ノイズ信号ポートに入力されたノイズ信号に対して電磁界解析された電圧波形を電磁界解析によって求め、当該電圧波形を高速フーリエ変換して前記第１の周波数スペクトルを算出する電磁界解析部をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のノイズ耐性評価装置である。
請求項５に記載の発明は、前記被測定物に対して得られた前記第２の周波数スペクトルと、他の被測定物に対して得られた第２の周波数スペクトルとを比較し、当該被測定物と当該他の被測定物とにおいて、ノイズ耐性の優劣を予測する予測部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のノイズ耐性評価装置である。
請求項６に記載の発明は、一対の入力信号ポート、一対の出力信号ポート及びノイズ信号を入力できるノイズ信号ポートを少なくとも含む被測定物のノイズ耐性を評価するノイズ耐性評価方法であって、前記被測定物のＳパラメータを測定するＳパラメータ測定ステップと、前記Ｓパラメータの内、前記ノイズ信号ポートと前記一対の入力信号ポートとの間におけるＳパラメータの差分、又は、当該ノイズ信号ポートと前記一対の出力信号ポートとの間におけるＳパラメータの差分を評価指数として算出する評価指数算出ステップと、前記ノイズ信号ポートに入力されたノイズ信号に対して電磁界解析された電圧波形を高速フーリエ変換した第１の周波数スペクトルを取得し、当該第１の周波数スペクトルと前記評価指数との積により第２の周波数スペクトルを算出する第２の周波数スペクトル算出ステップと、前記第２の周波数スペクトルにおいて、電圧が極大値を示す周波数を、ノイズ耐性を評価する周波数として抽出する周波数抽出ステップとを含むノイズ耐性評価方法である。
請求項７に記載の発明は、コンピュータに、一対の入力信号ポート、一対の出力信号ポート及びノイズ信号が入力できるノイズ信号ポートを少なくとも含む被測定物に対して測定されたＳパラメータを取得し、当該Ｓパラメータの内、当該ノイズ信号ポートと当該一対の入力信号ポートとの間におけるＳパラメータの差分、又は、当該ノイズ信号ポートと当該一対の出力信号ポートとの間におけるＳパラメータの差分を評価指数として算出する機能と、前記ノイズ信号ポートに入力されたノイズ信号に対して電磁界解析された電圧波形を高速フーリエ変換した第１の周波数スペクトルを取得し、当該第１の周波数スペクトルと前記評価指数との積により第２の周波数スペクトルを算出する機能と、前記第２の周波数スペクトルにおいて、電圧が極大値を示す周波数を、ノイズ耐性を評価する周波数として抽出する機能とを実現させるためのプログラムである。

請求項１の発明によれば、電磁界解析を採用した場合には抽出できない、ノイズ耐性に影響を及ぼす周波数を的確に抽出できる。
請求項２の発明によれば、すべてのポートに対して行う場合に比べ、ノイズ耐性の評価をより効率よく行える。
請求項３の発明によれば、トランジェント解析を行わない場合に比べ、ノイズ耐性に影響を及ぼす周波数の影響がより明瞭に確認できる。
請求項４の発明によれば、電磁界解析部を備えない場合に比べ、ノイズ耐性の評価が一貫して行える。
請求項５の発明によれば、複数の被測定物のノイズ耐性の優劣が周波数に対して予測できる。
請求項６、７の発明によれば、電磁界解析を採用した場合には抽出できない、ノイズ耐性に影響を及ぼす周波数が的確に抽出できる。

電子装置のノイズ耐性をＥＳＤガンにより評価する方法の概要を説明する図である。（ａ）は、ＥＳＤガンにより評価する方法を示す図、（ｂ）は、人体からの静電気放電によるノイズを試験するために国際標準規格ＩＥＣ６１０００−４−２で規定された電流波形を示す図、（ｃ）は、ノイズ耐性を電磁界解析により求めるために用いる電圧波形である。 第１の実施の形態におけるノイズ耐性評価装置の構成を説明する図である。 ノイズ耐性評価装置の機能ブロック図である。 差動ケーブルを含む被測定物（ＤＵＴ）を説明する図である。 ５ポートの被測定物のＳマトリクスを５ポートのネットワークアナライザ（ＮＡ）により測定する場合の接続図及びＳマトリクスを示す図である。（ａ）は、差動ケーブル３１０の送信部に近い位置に電流クランプを設けた場合、（ｂ）は、差動ケーブル３１０の中央部に電流クランプを設けた場合、（ｃ）は、差動ケーブル３１０の受信部に近い位置に電流クランプを設けた場合である。 目的Ｓマトリクス（Ｌ）を４ポートのＮＡで測定する場合の接続図と測定Ｓマトリクス、目的Ｓマトリクス（Ｌ）を示す図である。（ａ）が測定１、（ｂ）が測定２、（ｃ）が測定３である。 目的Ｓマトリクス（Ｃ）を４ポートのＮＡで測定する場合の接続図と測定Ｓマトリクス、目的Ｓマトリクス（Ｃ）を示す図である。（ａ）が測定２、（ｂ）が測定３に対応する。 目的Ｓマトリクス（Ｒ）を４ポートのＮＡで測定する場合の接続図と測定Ｓマトリクス、目的Ｓマトリクス（Ｒ）を示す図である。（ａ）が測定２、（ｂ）が測定３に対応する。 ＥＳＤガンによる放電によって差動ケーブルの受信部側に誘起された電圧波形と電圧波形を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）したＦＦＴ周波数スペクトルである。（ａ）は電圧波形、（ｂ）はＦＦＴ周波数スペクトルである。 第１の実施の形態におけるトランジェント解析を行う周波数の抽出方法をケーブルＡに適用して説明する図である。（ａ）は電磁界解析により求めたＦＦＴ周波数スペクトル、（ｂ）は評価指数（｜Ｓ５３−Ｓ５４｜）、（ｃ）は（ａ）のＦＦＴ周波数スペクトルと（ｂ）の評価指数（｜Ｓ５３−Ｓ５４｜）との積である積周波数スペクトルである。 ケーブルＡの１５４ＭＨｚにおけるトランジェント解析で得られた信号の受信部でのアイパタンである。（ａ）はノイズ信号電圧５Ｖ、（ｂ）はノイズ信号電圧１０Ｖ、（ｃ）はノイズ信号電圧２０Ｖである。 ケーブルＡの２２３ＭＨｚにおけるトランジェント解析で得られた信号の受信部でのアイパタンである。（ａ）はノイズ信号電圧５Ｖ、（ｂ）はノイズ信号電圧１０Ｖ、（ｃ）はノイズ信号電圧２０Ｖである。 ケーブルＡの６３３ＭＨｚにおけるトランジェント解析で得られた信号の受信部でのアイパタンである。（ａ）はノイズ信号電圧５Ｖ、（ｂ）はノイズ信号電圧１０Ｖ、（ｃ）はノイズ信号電圧２０Ｖである。 ケーブルＡの６４４ＭＨｚにおけるトランジェント解析で得られた信号の受信部でのアイパタンである。（ａ）はノイズ信号電圧５Ｖ、（ｂ）はノイズ信号電圧１０Ｖ、（ｃ）はノイズ信号電圧２０Ｖである。 第１の実施の形態におけるトランジェント解析を行う周波数の抽出方法をケーブルＢに適用して説明する図である。（ａ）は電磁界解析により求めたＦＦＴ周波数スペクトル、（ｂ）は評価指数（｜Ｓ５３−Ｓ５４｜）、（ｃ）は（ａ）のＦＦＴ周波数スペクトルと（ｂ）の評価指数（｜Ｓ５３−Ｓ５４｜）との積である積周波数スペクトルである。 第１の実施の形態におけるノイズ耐性評価方法のフローチャートを示す図である。 ケーブルＢの１５４ＭＨｚにおけるトランジェント解析で得られた信号の受信部でのアイパタンである。（ａ）はノイズ信号電圧５Ｖ、（ｂ）はノイズ信号電圧１０Ｖ、（ｃ）はノイズ信号電圧２０Ｖである。 ケーブルＢの６４４ＭＨｚにおけるトランジェント解析で得られた信号の受信部でのアイパタンである。（ａ）はノイズ信号電圧５Ｖ、（ｂ）はノイズ信号電圧１０Ｖ、（ｃ）はノイズ信号電圧２０Ｖである。 ケーブルＡ、Ｂの優劣について、ＥＳＤ耐性試験による予測、アイパタンによる評価、積周波数スペクトルによる予測、及び予測と評価との一致について示す図である。（ａ）は、ＥＳＤ耐性評価による予測、アイパタンによる評価、及び予測と評価との一致を示し、（ｂ）は、積周波数スペクトルによる予測、アイパタンによる評価、及び予測と評価との一致を示す。 第２の実施の形態におけるノイズ耐性評価方法のフローチャートを示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
［第１の実施の形態］
（ノイズ耐性）
図１は、電子装置１のノイズ耐性をＥＳＤガン２により評価する方法の概要を説明する図である。図１（ａ）は、ＥＳＤガン２により評価する方法を示す図、図１（ｂ）は、人体からの静電気放電によるノイズを試験するために国際標準規格ＩＥＣ６１０００−４−２で規定された電流波形を示す図、図１（ｃ）は、ノイズ耐性を電磁界解析により求めるために用いる電圧波形である。なお、図１（ｂ）において、縦軸は電流、横軸は時間、図１（ｃ）において、縦軸は電圧、横軸は時間である。

ノイズ耐性評価とは、電子装置１において、電子装置１の外側から侵入するノイズに対する強さ（耐性）を評価することをいう。イミュニティ（Ｉｍｍｕｎｉｔｙ）試験とも呼ばれる。

ＥＳＤガン２によるノイズ耐性を評価する方法について説明する。ここでは、ＥＳＤガン２によるノイズ耐性の評価をノイズ耐性試験と呼ぶことがある。
図１（ａ）に示すように、例えば画像形成装置を電子装置１とした場合、接地線３を共通にして、ＥＳＤガン２により、電子装置１（画像形成装置）の筐体に対して放電４を発生させる。そして、放電４によって電子装置１内の電子回路などに誘起されるノイズの影響を評価する。この方法は、一般に完成した電子装置１（実機）に対して行われる。ここでは、電磁界解析を用いてシミュレーションする場合を例に説明する。なお、電子装置１に対して放電を発生させるので、ここではＥＳＤの筐体解析と表現する。
ＥＳＤガン２が発生する放電４は、図１（ｂ）に示す国際標準規格ＩＥＣ６１０００−４−２で規定された電流波形にしたがった波形となっている。すなわち、国際標準規格ＩＥＣ６１０００−４−２では、電流Ｉがピークの１０％からピークまで立ち上がる時間が０．７ｎｓｅｃ〜１ｎｓｅｃとなっている。短い期間で立ち上がるパルス波形である。

ＥＳＤガン２によるノイズ耐性を評価する方法は電子装置１（実機）を準備する必要がある。よって、シミュレーションによって、ノイズ耐性を評価することが好ましい。
図１（ｃ）は、電磁界解析においてノイズ耐性を求めるために用いる電圧波形であって、図１（ｂ）の国際標準規格ＩＥＣ６１０００−４−２の電流波形に沿って設定されている。この電圧波形により電磁界解析すれば、電子装置１（実機）を完成させる前に、シミュレーションによって、ＥＳＤ耐性を評価しうる。そして、ＥＳＤ耐性を評価した結果を、電子装置１の設計にフィードバックすることで、電子装置１のＥＳＤ耐性が向上する。

（ノイズ耐性評価装置１００の構成）
図２は、第１の実施の形態におけるノイズ耐性評価装置１００の構成を説明する図である。
ノイズ耐性の評価は、ノイズ耐性評価装置１００と電磁界解析装置（ＥＭＦＡ：ＥｌｅｃｔｒｏＭａｇｎｅｔｉｃ Ｆｉｅｌｄ Ａｎａｌｙｚｅｒ。以下ではＥＭＦＡと表記する。）２００とを組み合わせて行われる。
ＥＭＦＡ２００は、電子装置１の設計データなどに基づいて、ＥＳＤガン２からの放電の影響をシミュレーションする。すなわち、ＥＳＤガン２から放電を発生させたと同様の状態において、誘起される電圧波形を算出する。そして、電圧波形を高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ。以下ではＦＦＴと表記する。）することにより周波数スペクトル（ここでは、第１の周波数スペクトルの一例としてのＦＦＴ周波数スペクトルと表記する。）に変換する。
ＥＭＦＡ２００は、電磁界解析部の一例である。

ノイズ耐性評価装置１００は、図２に破線で囲って示すように、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などである演算装置１０、ネットワークアナライザ（ＮＡ：Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｎａｌｙｚｅｒ。以下ではＮＡと表記する。）２０、トランジェント解析装置（ＴＡ：Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ Ａｎａｌｙｚｅｒ。以下ではＴＡと表記する。）３０を備えている。
ＮＡ２０は、被測定物（ＤＵＴ：Ｄｅｖｉｃｅ Ｕｎｄｅｒ Ｔｅｓｔ。以下ではＤＵＴと表記する。）３００が接続されて、ＤＵＴ３００のＳパラメータを測定する。なお、後述するように、ＤＵＴ３００のポートに対応するＳパラメータの行列をＳマトリクスと呼ぶ。
ＴＡ３０は、指定された周波数の信号についてトランジェント解析を行い、ＤＵＴ３００内を伝搬する波形（信号波形であって後述するアイパタン）、すなわち、トランジェント特性をシミュレーションする。
なお、ＮＡ２０がＴＡ３０の機能を有する場合には、ＴＡ３０を個別に設ける必要はない。また、後述する第２の実施の形態で示すように、トランジェント解析を行なわないで評価する場合には、ノイズ耐性評価装置１００は、ＴＡ３０を備えなくともよい。

演算装置１０は、中央演算処理装置（以下ではＣＰＵと表記する。）１１、メモリ（以下ではＭＥＭと表記する。）１２、入出力デバイス（以下ではＩ／Ｏと表記する。）１３、インターフェイス（以下ではＩＦと表記する）１４〜１６を備えている。
そして、ＣＰＵ１１、ＭＥＭ１２、Ｉ／Ｏ１３、ＩＦ１４〜１６は、信号バス１７で接続されている。
図２では、ＩＦ１４にＮＡ２０が、ＩＦ１５にＴＡ３０が、ＩＦ１６にＥＭＦＡ２００が接続されている。

ＣＰＵ１１は、論理演算及び算術演算を実行するＡＬＵ（Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ Ｌｏｇｉｃａｌ Ｕｎｉｔ：論理算術演算ユニット）などを備えている。
ＭＥＭ１２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスク（ＨＤＤ）などから構成され、ＣＰＵ１１が行う論理演算及び算術演算を実行するためのプログラム及びデータを保持している。
Ｉ／Ｏ１３は、ノイズ耐性評価装置１００の状態に関する情報を表示するディスプレイなどの出力デバイス及びユーザがノイズ耐性評価装置１００に指示を与えるキーボード、タッチパネル又は／及びボタンなどの入力デバイスを備えている。
ＩＦ１４〜１６は、シリアル又はパラレルのインターフェイスであって、それぞれに接続された装置（ＮＡ２０、ＴＡ３０、ＥＭＦＡ２００）とデータのやり取りを行う。

すなわち、演算装置１０におけるＣＰＵ１１は、ＭＥＭ１２に格納されたプログラム、データを読み出し、プログラムを実行する。そして、ＩＦ１４〜１６を介してＮＡ２０、ＴＡ３０又はＥＭＦＡ２００が処理したデータを受信し、予め定められた演算を行い、演算の結果をＭＥＭ１２に格納したり、Ｉ／Ｏ１３に送信したりする。さらに、ＣＰＵ１１は、演算の結果をＩＦ１４〜１６を介してＮＡ２０、ＴＡ３０又はＥＭＦＡ２００に送信し、ＮＡ２０、ＴＡ３０又はＥＭＦＡ２００に処理の実行を指示する。

なお、ＥＭＦＡ２００も、演算装置１０と同様な構成を備えている。よって、ノイズ耐性評価装置１００がＥＭＦＡ２００の機能を含んでいてもよい。

（ノイズ耐性評価装置１００の機能ブロック）
図３は、ノイズ耐性評価装置１００の機能ブロック図である。ここでは、ノイズ耐性評価装置１００の他に、ＥＭＦＡ２００、ＤＵＴ３００を合わせて示している。
ノイズ耐性評価装置１００は、後述する各種のデータを記憶する記憶部１１０、ＤＵＴ３００のＳパラメータ（後述するＳマトリックス、ＳパラメータはＳマトリクスの要素）を測定するＳパラメータ測定部１２０、予め定められたＳパラメータの差分（評価指数）を算出する評価指数算出部１３０を備えている。Ｓパラメータ及び評価指数は、記憶部１１０に記憶される。
さらに、ノイズ耐性評価装置１００は、ＥＭＦＡ２００から、電磁界解析により得られたノイズが入力された際の電圧波形（電磁界解析データ）及び電磁界解析データをＦＦＴして得られたＦＦＴ周波数スペクトルを取得し、記憶部１１０に記憶している。
そして、ノイズ耐性評価装置１００は、記憶部１１０から読み出した評価指数と、記憶部１１０から読み出したＦＦＴ周波数スペクトルとの積（第２の周波数スペクトルの一例としての積周波数スペクトルと表記する。）を算出する第２の周波数スペクトル算出部の一例としての積周波数スペクトル算出部１４０を備えている。積周波数スペクトルは、記憶部１１０に記憶される。
さらに、ノイズ耐性評価装置１００は、積周波数スペクトルからＤＵＴ３００における信号伝達に影響を与える周波数を抽出する周波数抽出部１５０を備えている。そして、この抽出された周波数に基づいて、信号の伝達をシミュレーションする（トランジェント解析を行う）トランジェント解析部１６０を備えている。トランジェント解析部１６０により得られた信号波形は、記憶部１１０に記憶される。
また、後述する第２の実施の形態で説明するように、ＤＵＴ３００の積周波数スペクトルと他のＤＵＴ３００の積周波数スペクトルとを比較して、複数のＤＵＴ３００に対してノイズ耐性の優劣を予測する予測部１７０をさらに備えてもよい。

図３における記憶部１１０、Ｓパラメータ測定部１２０、トランジェント解析部１６０は、それぞれ図２の演算装置１０のＭＥＭ１２、ＮＡ２０、ＴＡ３０に対応する。
そして、評価指数算出部１３０、積周波数スペクトル算出部１４０、周波数抽出部１５０、予測部１７０は、図２のＣＰＵ１１のプログラムによる処理に対応する。
なお、図３では、記憶部１１０を介して、データのやり取りが行われるとしたが、記憶部１１０を介さないで、データのやり取りが行われてもよい。

（差動ケーブル３１０）
以下では、電子装置１内に設けられた差動ケーブル３１０をＤＵＴ３００の一例として、第１の実施の形態におけるノイズ耐性評価装置１００及びノイズ耐性評価方法について説明する。
図４は、差動ケーブル３１０を含むＤＵＴ３００を説明する図である。ＤＵＴ３００は、差動ケーブル３１０と、差動ケーブル３１０にノイズ信号（ノイズ）等を入力して、ノイズの影響（相互作用）を評価する電流クランプ３２０Ｌ、３２０Ｃ、３２０Ｒとを備えている。なお、図４においては、差動ケーブル３１０に対して送信部４００に近い位置（側）に電流クランプ３２０Ｌ、受信部５００に近い位置（側）に電流クランプ３２０Ｒ、差動ケーブル３１０の中央部に電流クランプ３２０Ｃを設けているが、１個の電流クランプ３２０で、それぞれの位置に移動させてもよい。よって、電流クランプ３２０Ｌ、３２０Ｃ、３２０Ｒをそれぞれ区別しない場合は電流クランプ３２０と表記する。

そして、差動ケーブル３１０は、一対の信号線３１１、３１２とそれを包む被覆部３１３とを備えている。なお、被覆部３１３は、信号線３１１、３１２の保護及び絶縁のために設けられたプラスティックで構成されたフィルム層であってもよく、さらに金属の編線で構成された電磁シールド層を含んでもよい。
そして、一対の信号線３１１、３１２の一端部側には、フィルタ３１４が設けられているとする。フィルタ３１４は、例えば、信号線３１１、３１２と電気的に結合し、信号線３１１、３１２を伝送する信号の同相成分をキャンセルし、差動成分を透過する。なお、フィルタ３１４を備えていなくともよい。
このように、差動ケーブル３１０がフィルタ３１４を備える場合、差動ケーブル３１０は送信部４００と受信部５００との間で対称ではない。よって、差動ケーブル３１０に対するノイズの影響を評価するためには、少なくとも、差動ケーブル３１０の送信部４００に近い側（送信部側）、中央部及び受信部５００に近い側（受信部側）のそれぞれに電流クランプ３２０Ｌ、３２０Ｃ、３２０Ｒを設けて、差動ケーブル３１０に対するノイズの影響を評価することが求められる。

差動ケーブル３１０における一対の信号線３１１、３１２の一端部は、それぞれポート（Ｐｏｒｔ）１、ポート２であって、送信部４００に接続されている。信号線３１１、３１２の他端部は、それぞれポート３、ポート４であって、受信部５００に接続されている。すなわち、差動ケーブル３１０は、送信部４００と受信部５００との間に設けられている。そして、送信部４００から入力信号ポートの一例としてのポート１、ポート２に送信された差動信号は、一対の信号線３１１、３１２を伝搬し、出力信号ポートの一例としてのポート３、ポート４から受信部５００で受信される。すなわち、ポート１、ポート２から、ポート３、ポート４に信号が伝達（信号伝達）される。
また、電流クランプ３２０Ｌ、３２０Ｃ、３２０Ｒは、ポート５_Ｌ、５_Ｃ、５_Ｒに接続され、ポート５_Ｌ、５_Ｃ、５_Ｒは、ノイズ発生源（不図示）に接続されている。なお、１個の電流クランプ３２０を移動して、電流クランプ３２０Ｌ、３２０Ｃ、３２０Ｒとする場合は、ポート５_Ｌ、５_Ｃ、５_Ｒは、１個のポート５となる。よって、ポート５_Ｌ、５_Ｃ、５_Ｒをそれぞれ区別しない場合はポート５と表記する。ポート５はノイズ信号ポートの一例である。
すなわち、図４に示すＤＵＴ３００は、電流クランプ３２０Ｌ、３２０Ｃ、３２０Ｒ毎に見ると５ポート回路である。
これらのポート１〜５のそれぞれには、接続を容易にするために、コネクタが設けられている。そして、これらのコネクタにより、機器、接続用のケーブル（接続ケーブル）、計測器などに設けられたコネクタと接続するようになっている。

“ポート”という用語は、ＤＵＴ３００において、信号の入出力に使用される端子に対して、広く用いられるとともに、ＮＡ２０において、信号の入出力に使用される端子にも広く用いられる。
そこで、ＤＵＴ３００のポートとＮＡ２０のポートとを区別するため、図４に示すように、ＤＵＴ３００のポート１〜５を、ポートＤ１〜Ｄ５と表記する。ＮＡ２０については、後述する図５に示すように、５ポート（ポート１〜５）備える場合は、ポートＮ１〜Ｎ５と表記し、後述する図６、７、８に示すように、４ポート（ポート１〜４）備える場合は、ポートＮ１〜Ｎ４と表記する。

（Ｓマトリクスの測定）
図５は、５ポートのＤＵＴ３００のＳマトリクスを５ポートのＮＡ２０により測定する場合の接続図及びＳマトリクスを示す図である。図５（ａ）は、差動ケーブル３１０の送信部４００に近い位置に電流クランプ３２０Ｌを設けた場合、図５（ｂ）は、差動ケーブル３１０の中央部に電流クランプ３２０Ｃを設けた場合、図５（ｃ）は、差動ケーブル３１０の受信部５００に近い位置に電流クランプ３２０Ｒを設けた場合である。
なお、図５において測定されるＳマトリクスが求めたい（目的とする）Ｓマトリクスであるので、目的Ｓマトリクスと表記し、電流クランプ３２０の位置毎に、目的Ｓマトリクス（Ｌ）、目的Ｓマトリクス（Ｃ）、目的Ｓマトリクス（Ｒ）と表記する。

図５（ａ）に示す電流クランプ３２０Ｌに対する目的Ｓマトリクス（Ｌ）を測定する場合は、ＤＵＴ３００のポートＤ５_Ｌに対して、目的Ｓマトリクス（Ｌ）を測定する。なお、ポートに“Ｌ”を付記したので、Ｓパラメータにおける添え字を“５_Ｌ”と表記する。
図５（ｂ）に示す電流クランプ３２０Ｃに対する目的Ｓマトリクス（Ｃ）を測定する場合は、ＤＵＴ３００のポートＤ５_Ｃに対して、目的Ｓマトリクス（Ｃ）を測定する。なお、ポートに“Ｃ”を付記したので、Ｓパラメータにおける添え字を“５_Ｃ”と表記する。
図５（ｃ）に示す電流クランプ３２０Ｒに対する目的Ｓマトリクス（Ｒ）を測定する場合は、ＤＵＴ３００のポートＤ５_Ｒに対して、目的Ｓマトリクス（Ｒ）を測定する。なお、ポートに“Ｒ”を付記したので、Ｓパラメータにおける添え字を“５_Ｒ”と表記する。

上記のように、５ポートのＤＵＴ３００を５ポートのＮＡ２０で測定する場合、ポート数が互いに一致するので、ＤＵＴ３００のポートＤ１〜Ｄ５は、ＮＡ２０のポートＮ１〜Ｎ５に接続しうる。よって、目的Ｓマトリクス（Ｌ）、目的Ｓマトリクス（Ｃ）、目的Ｓマトリクス（Ｒ）をそれぞれ１回測定すればよく、測定の回数は３回となる。

しかし、図４において、電流クランプ３２０を備えない場合、差動ケーブル３１０は４ポートであるので、その評価は、４ポートのネットワークアナライザで足りる。よって、ポート数が４以下のネットワークアナライザが普及している。一方、ポート数が５以上のネットワークアナライザは、高価である。
なお、ネットワークアナライザ、Ｓマトリクス及びその要素であるＳパラメータは、高周波回路の評価に広く使用されているので、詳細な説明を省略する。

次に、図４に示した５ポートのＤＵＴ３００を、４ポートのＮＡ２０を用いて測定する方法を説明する。
５ポートのＤＵＴ３００に対して目的Ｓマトリクス（Ｌ）、目的Ｓマトリクス（Ｃ）、目的Ｓマトリクス（Ｒ）を４ポートのＮＡ２０で測定する場合、目的Ｓマトリクス（Ｌ）、目的Ｓマトリクス（Ｃ）、目的Ｓマトリクス（Ｒ）のそれぞれに対して、測定を複数回繰り返すことが必要になる。ここでは、４ポートのＮＡ２０で測定されるＳマトリクスを測定Ｓマトリクスと表記する。なお、測定ＳマトリクスのＳパラメータの添え字（Ｓ１１の１、１など）は、ＮＡ２０のポートＮ１〜Ｎ４の番号に対応する。

図６は、目的Ｓマトリクス（Ｌ）を４ポートのＮＡ２０で測定する場合の接続図と測定Ｓマトリクス、目的Ｓマトリクス（Ｌ）を示す図である。図６（ａ）が測定１、図６（ｂ）が測定２、図６（ｃ）が測定３である。すなわち、目的Ｓマトリクス（Ｌ）は、測定１〜３の３ステップで測定される。そして、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、左側に接続図を、右側に対応する測定Ｓマトリクス及び目的Ｓマトリクス（Ｌ）を示している。

図６（ａ）の接続図に示すように、測定１では、ＤＵＴ３００のポートＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４をＮＡ２０のポートＮ１〜Ｎ４に接続している。ＤＵＴ３００のポートＤ５_Ｌ（ポートＤ５_Ｃ、Ｄ５_Ｒでも同じ）は、ＮＡ２０のポートＮ１〜Ｎ４のいずれにも接続されていない。
この場合、４×４の測定Ｓマトリクスが得られる。
測定１では、ＤＵＴ３００のポートＤ１〜Ｄ４の番号１〜４は、ＮＡ２０のポートＮ１〜Ｎ４の番号１〜４と一致している。よって、破線で囲って示すように、測定１による測定ＳマトリクスのＳ１１〜Ｓ４４は、目的Ｓマトリクスにおける４×４のＳ１１〜Ｓ４４に対応する。
そして、測定Ｓマトリクスは、ポート５に関するＳパラメータを測定しないので、目的Ｓマトリクス（Ｌ）、目的Ｓマトリクス（Ｃ）、目的Ｓマトリクス（Ｒ）に共通である。よって、目的Ｓマトリクスにおいて、Ｓパラメータの添え字を“５_ｘ”と表記している。
すなわち、測定１により、目的Ｓマトリクス（Ｌ）（目的Ｓマトリクス（Ｃ）、目的Ｓマトリクス（Ｒ）も同じ）における一部のＳパラメータが得られる。

図６（ｂ）の接続図に示すように、測定２では、ＤＵＴ３００のポートＤ３、Ｄ４に終端素子ＴＲ（Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ｒｅｓｉｔｏｒ）が取り付けられ、ポートＤ５がＮＡ２０のポートＮ３に接続されている。なお、ＤＵＴ３００のポートＤ１、Ｄ２は、測定１と同様に、ＮＡ２０のポートＮ１、Ｎ２に接続されている。
この場合、３×３の測定Ｓマトリクスが得られる。
測定２では、ＤＵＴ３００のポートＤ１、Ｄ２の番号１、２は、ＮＡ２０のポートＮ１、Ｎ２の番号１、２と一致している。よって、破線で囲って示すように、測定ＳマトリクスのＳ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２が、目的ＳマトリクスのＳ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２に対応する。また、ＤＵＴ３００のポートＤ５_Ｌが、ＮＡ２０のポートＮ３に接続されているので、測定Ｓマトリクスにおける番号３が、目的Ｓマトリクスの番号５_Ｌに対応する。よって、一点鎖線で囲んで示すように、測定ＳマトリクスのＳ１３、Ｓ２３が、目的ＳマトリクスのＳ１５_Ｌ、Ｓ２５_Ｌにそれぞれ対応し、二点鎖線で囲んで示すように、測定ＳマトリクスのＳ３１、Ｓ３２が、目的ＳマトリクスのＳ５_Ｌ１、Ｓ５_Ｌ２にそれぞれ対応する。さらに、点線で囲んで示すように、測定ＳマトリクスのＳ３３が、目的ＳマトリクスのＳ５_Ｌ５_Ｌに対応する。
このようにして、測定２において、測定１で得られなかった目的Ｓマトリクス（Ｌ）の一部のＳパラメータが得られる。
なお、終端素子ＴＲは、終端抵抗とも呼ばれ、一般的なネットワークアナライザでは５０Ωである。

図６（ｃ）の接続図に示すように、測定３では、ＤＵＴ３００のポートＤ１、Ｄ２に終端素子ＴＲが取り付けられ、ポートＤ５がＮＡ２０のポートＮ１に接続されている。そして、ＤＵＴ３００のポートＤ３、Ｄ４がＮＡ２０のポートＮ３、Ｎ４に接続されている。
この場合、３×３の測定Ｓマトリクスが得られる。
測定３では、ＤＵＴ３００のポートＤ３、Ｄ４の番号３、４は、ＮＡ２０のポートＮ３、Ｎ４の番号３、４と一致している。よって、破線で囲んで示すように、測定ＳマトリクスのＳ３３、Ｓ３４、Ｓ４３、Ｓ４４が、目的Ｓマトリクス（Ｌ）のＳ３３、Ｓ３４、Ｓ４３、Ｓ４４にそれぞれ対応する。また、ＤＵＴ３００のポートＤ５_Ｌが、ＮＡ２０のポートＮ１に接続されているので、測定Ｓマトリクスにおける番号１が、目的Ｓマトリクスの番号５_Ｌに対応する。よって、一点鎖線で囲んで示すように、測定ＳマトリクスのＳ３１、Ｓ４１が、目的Ｓマトリクス（Ｌ）のＳ３５_Ｌ、Ｓ４５_Ｌにそれぞれ対応し、二点鎖線で囲んで示すように、測定ＳマトリクスのＳ１３、Ｓ１４が、目的Ｓマトリクス（Ｌ）のＳ５_Ｌ３、Ｓ５_Ｌ４にそれぞれ対応する。さらに、点線で囲んで示すように、測定ＳマトリクスのＳ１１が、目的Ｓマトリクス（Ｌ）のＳ５_Ｌ５_Ｌに対応する。
測定３において、測定１、２で得られなかった目的Ｓマトリクス（Ｌ）の残りのＳパラメータが得られる。

図７は、目的Ｓマトリクス（Ｃ）を４ポートのＮＡ２０で測定する場合の接続図と測定Ｓマトリクス、目的Ｓマトリクス（Ｃ）を示す図である。図７（ａ）が測定２、図７（ｂ）が測定３に対応する。すなわち、目的Ｓマトリクス（Ｃ）は、測定２、３の３ステップで測定される。これは、図６（ａ）で説明したように、目的Ｓマトリクス（Ｌ）における測定１が、目的Ｓマトリクス（Ｃ）に共通だからである。なお、接続図と測定Ｓマトリクス及び目的Ｓマトリクス（Ｃ）の関係は図６（ｂ）、（ｃ）と同様である。

図７（ａ）に示す測定２は、図６（ｂ）に示した目的Ｓマトリクス（Ｌ）と同様であるので、説明を省略する。
また、図７（ｂ）に示す測定３は、図６（ｃ）に示した目的Ｓマトリクス（Ｌ）と同様であるので、説明を省略する。
なお、図７（ａ）、（ｂ）では、目的Ｓマトリクス（Ｃ）におけるＳパラメータの添え字において、“５_Ｃ”としている。

図８は、目的Ｓマトリクス（Ｒ）を４ポートのＮＡ２０で測定する場合の接続図と測定Ｓマトリクス、目的Ｓマトリクス（Ｒ）を示す図である。図８（ａ）が測定２、図８（ｂ）が測定３に対応する。すなわち、目的Ｓマトリクス（Ｒ）は、測定２、３の３ステップで測定される。これは、図６（ａ）で説明したように、目的Ｓマトリクス（Ｌ）における測定１が、目的Ｓマトリクス（Ｒ）に共通だからである。なお、接続図と測定Ｓマトリクス及び目的Ｓマトリクス（Ｒ）の関係は図６（ｂ）、（ｃ）と同様である。

図８（ａ）に示す測定２は、図６（ｂ）に示した目的Ｓマトリクス（Ｌ）と同様であるので、説明を省略する。
また、図８（ｂ）に示す測定３は、図６（ｃ）に示した目的Ｓマトリクス（Ｌ）と同様であるので、説明を省略する。
なお、図８（ａ）、（ｂ）では、目的Ｓマトリクス（Ｒ）におけるＳパラメータの添え字において、“５_Ｒ”としている。

以上説明したように、５ポートのＤＵＴ３００の目的Ｓマトリクス（Ｌ）、目的Ｓマトリクス（Ｃ）、目的Ｓマトリクス（Ｒ）を４ポートのＮＡ２０で求める場合、７回の測定を行えばよい。
なお、図６、７、８に示したように、電流クランプ３２０Ｌ、３２０Ｃ、３２０Ｒ毎に測定を行うが、１個の電流クランプ３２０を、差動ケーブル３１０に対する位置を移動させて測定を行えばよい。
このようにすることで、送信部４００側と受信部５００側とで、対称でない差動ケーブル３１０の送信部４００側（＃Ｌ）、受信部５００側（＃Ｒ）、中央部（＃Ｃ）に電流クランプ３２０を配置して、Ｓマトリクスを測定することで、後述するように、最もノイズの影響を受けやすい位置が特定される。

（第１の実施の形態における差動ケーブル３１０のノイズ耐性評価方法）
次に、第１の実施の形態における差動ケーブル３１０のノイズ耐性評価方法を説明する。
図９は、ＥＳＤガン２による放電によって差動ケーブル３１０の受信部側に誘起された電圧波形とこの電圧波形をＦＦＴしたＦＦＴ周波数スペクトルである。図９（ａ）は電圧波形、図９（ｂ）はＦＦＴ周波数スペクトルである。

図９（ａ）に示すように、図１（ｂ）に示した電流波形の放電がＥＳＤガン２により、差動ケーブル３１０の外側に与えられると、差動ケーブル３１０の受信部５００側において、信号線３１１、３１２間で振動する電圧波形が観察される。そして、図９（ｂ）に示すように、この電圧波形をＦＦＴしたＦＦＴ周波数スペクトルには、１５４ＭＨｚ、６４４ＭＨｚに電圧のピーク（極大値）が表れている。
よって、ＥＳＤ評価試験では、差動ケーブル３１０は、１５４ＭＨｚ、６４４ＭＨｚがもっとも影響を受けやすい周波数と判断されてしまう。
すなわち、図１（ｃ）に示した電圧波形による電磁界解析によって求められるＦＦＴ周波数スペクトルにおいて、電圧のピーク（極大値）に対応する周波数においてトランジェント解析を行えば、差動ケーブル３１０の評価となると考えられてしまう。

しかし、以下に説明するように、差動ケーブル３１０において、影響を受けやすいノイズ信号の周波数は、電磁界解析から求められるＦＦＴ周波数スペクトルの電圧のピーク（極大値）に対応する周波数以外にもある。
以下に、差動ケーブル３１０が影響を受けやすいノイズの周波数を求める方法を説明する。ここでは、影響を受けやすい周波数を、電磁界解析とＳパラメータとから求める。

図１０は、第１の実施の形態におけるトランジェント解析を行う周波数の抽出方法をケーブルＡに適用して説明する図である。図１０（ａ）は電磁界解析により求めたＦＦＴ周波数スペクトル、図１０（ｂ）は評価指数（｜Ｓ５３−Ｓ５４｜）、図１０（ｃ）は図１０（ａ）のＦＦＴ周波数スペクトルと図１０（ｂ）の評価指数（｜Ｓ５３−Ｓ５４｜）との積である積周波数スペクトルである。
なお、図４から分かるように、ＳパラメータにおけるＳ５３は、受信部５００側のポートＤ３から電流クランプ３２０であるポートＤ５への伝達係数、Ｓ５４は受信部５００側のポートＤ４から電流クランプ３２０であるポートＤ５への伝達係数である。すなわち、Ｓ５３、Ｓ５４は、差動ケーブル３１０から差動ケーブル３１０の外側（電流クランプ３２０）への信号の伝達を示すＳパラメータである。また、Ｓ３５、Ｓ４５は、差動ケーブル３１０の外側（電流クランプ３２０）から差動ケーブル３１０への信号の伝達を示すＳパラメータであると言える。一般に、Ｓ５３はＳ３５と同等のことが多く、Ｓ５４はＳ４５と同等のことが多いため、説明の便宜上、外側からのノイズの影響の大きさを示すパラメータとして、Ｓ５３、Ｓ５４を用いて説明する。
そして、評価指数（｜Ｓ５３−Ｓ５４｜）を求めることにより、一対の信号線３１１、３１２間に表れるノイズの影響の大きさが分かる。すなわち、評価指数（｜Ｓ５３−Ｓ５４｜）が大きいほど、受信部５００側に表れるノイズの影響が大きいことになる。
一方、送信部４００側のポートＤ１、Ｄ２に対する評価指数（｜Ｓ５１−Ｓ５２｜）が、評価指数（｜Ｓ５３−Ｓ５４｜）より大きい場合には、評価指数（｜Ｓ５３−Ｓ５４｜）に代えて、評価指数（｜Ｓ５１−Ｓ５２｜）を用いればよい。
すなわち、送信部４００側又は受信部５００側のいずれかにおいて、ノイズの影響が表れやすい方について、評価指数を抽出すればよい。
さらに、（｜Ｓ５３−Ｓ５４｜）と（｜Ｓ３５−Ｓ４５｜）との関係のように、添え字の順序を入れ替えたＳパラメータが異なる場合には、本来の目的を考慮して（｜Ｓ３５−Ｓ４５｜）を用いればよい。

図１０（ａ）に示すＦＦＴ周波数スペクトルにおいて、１５４ＭＨｚ、６４４ＭＨｚに電圧のピークが見られる。

一方、図１０（ｂ）に示す評価指数（｜Ｓ５３−Ｓ５４｜）においては、２２３ＭＨｚ、６８０ＭＨｚ、８８０ＭＨｚにピークが見られる。

そして、図１０（ｃ）に示すように、図１０（ａ）のＦＦＴ周波数スペクトルと図１０（ｂ）の評価指数（｜Ｓ５３−Ｓ５４｜）との積である積周波数スペクトルにおいて、１５４ＭＨｚ、２２３ＭＨｚ、６４４ＭＨｚ、８８０ＭＨｚに電圧のピーク（極大値）が見られる。

図１１は、ケーブルＡの１５４ＭＨｚにおけるトランジェント解析で得られた信号の受信部５００でのアイパタン（Ｅｙｅ Ｐａｔｔｅｒｎ）である。横軸は時間（ｎｓｅｃ）、縦軸は受信部５００でのモニタ電圧である。図１１（ａ）はノイズ信号電圧５Ｖ、図１１（ｂ）はノイズ信号電圧１０Ｖ、図１１（ｃ）はノイズ信号電圧２０Ｖである。ノイズ信号電圧は、電流クランプ３２０であるポートＤ５に入力した正弦波のピーク間電圧（ピークツーピーク（ｐ ｔｏ ｐ）電圧）である。
１５４ＭＨｚは、図１０（ａ）に示した、電磁界解析において電圧のピーク（極大値）が表れた周波数である。
アイ（Ｅｙｅ）の開口は、電圧が大きくなるにしたがって小さくなっていくが、ノイズ信号電圧２０Ｖでも潰れていない。

図１２は、ケーブルＡの２２３ＭＨｚにおけるトランジェント解析で得られた信号の受信部５００でのアイパタンである。図１２（ａ）はノイズ信号電圧５Ｖ、図１２（ｂ）はノイズ信号電圧１０Ｖ、図１２（ｃ）はノイズ信号電圧２０Ｖである。横軸、縦軸、ノイズ信号電圧は図１１と同じである。
２２３ＭＨｚは、図１０（ｂ）に示した評価指数（｜Ｓ５３−Ｓ５４｜）が大きい周波数である。
アイの開口は、ノイズ信号電圧５Ｖで小さく、ノイズ信号電圧１０Ｖ、２０Ｖでは潰れている。
すなわち、２３３ＭＨｚは、図１０（ａ）の電磁界解析によるＦＦＴ周波数スペクトルにおいて電圧のピーク（極大値）として表れなかった周波数である。しかし、電磁界解析において電圧のピーク（極大値）として表れた１５４ＭＨｚより、ケーブルＡに与える影響が大きいことが分かる。

図１３は、ケーブルＡの６３３ＭＨｚにおけるトランジェント解析で得られた信号の受信部５００でのアイパタンである。図１３（ａ）はノイズ信号電圧５Ｖ、図１３（ｂ）はノイズ信号電圧１０Ｖ、図１３（ｃ）はノイズ信号電圧２０Ｖである。横軸、縦軸、ノイズ信号電圧は図１１と同じである。
６３３ＭＨｚは、図１０（ｂ）に示したＳパラメータの差分が大きく表れた周波数である。
アイの開口は、ノイズ信号電圧５Ｖですでに小さくなっていて、ノイズ信号電圧１０Ｖ、２０Ｖでさらに小さくなっている。
すなわち、６３３ＭＨｚも、図１０（ａ）の電磁界解析によるＦＦＴ周波数スペクトルにおいて電圧のピーク（極大値）として表れなかった周波数である。しかし、電磁界解析において表れた１５４ＭＨｚより、ケーブルＡに与える影響が大きいことが分かる。

図１４は、ケーブルＡの６４４ＭＨｚにおけるトランジェント解析で得られた信号の受信部５００でのアイパタンである。図１４（ａ）はノイズ信号電圧５Ｖ、図１４（ｂ）はノイズ信号電圧１０Ｖ、図１４（ｃ）はノイズ信号電圧２０Ｖである。横軸、縦軸、ノイズ信号電圧は図１１と同じである。
６４４ＭＨｚは、図１０（ａ）に示した、電磁界解析において電圧のピークが表れた周波数である。
アイの開口は、ノイズ信号電圧５Ｖですでに小さく、ノイズ信号電圧１０Ｖ、２０Ｖでさらに小さくなっている。
すなわち、６４４ＭＨｚは、図１０（ａ）の電磁界解析によるＦＦＴ周波数スペクトルにおいて電圧のピークとして表れた周波数である。しかし、図１０（ｂ）に示した評価指数（｜Ｓ５３−Ｓ５４｜）において電圧のピーク（極大値）として表れた周波数である２２３ＭＨｚより、ケーブルＡに与える影響が小さいことが分かる。

以上説明したように、トランジェント解析においてアイが最も潰れた周波数は、図１０（ｂ）の評価指数（｜Ｓ５３−Ｓ５４｜）において電圧のピーク（極大値）として表れた２２３ＭＨｚである。
すなわち、電磁界解析のみで周波数を抽出し、その周波数でトランジェント解析を行って差動ケーブル３１０を評価すると、悪い影響が表れた２２３ＭＨｚが抽出できない。このため、電磁界解析で得られたＦＦＴ周波数スペクトルにおける電圧のピーク（極大値）による周波数の抽出する方法は、差動ケーブル３１０を評価するために、トランジェント解析を行う周波数を抽出する方法として不十分である。

よって、第１の実施の形態では、電磁界解析により求められたＦＦＴ周波数スペクトルと評価指数（｜Ｓ５３−Ｓ５４｜）との積である積周波数スペクトルにより、差動ケーブル３１０を評価する周波数を抽出している。
なお、差動ケーブル３１０を評価する周波数は、例えば、図１０（ｃ）に示す積周波数スペクトルにおいて、例えば−４０ｄＢを閾値に設定し、それ以上において電圧のピーク（極大値）が表れる周波数としてもよい。このようにすれば、ノイズ耐性評価装置１００において、プログラムによって、差動ケーブル３１０を評価するために、トランジェント解析を行う周波数が抽出される。

図１５は、第１の実施の形態におけるトランジェント解析を行う周波数の抽出方法をケーブルＢに適用して説明する図である。図１５（ａ）は電磁界解析により求めたＦＦＴ周波数スペクトル、図１５（ｂ）は評価指数（｜Ｓ５３−Ｓ５４｜）、図１５（ｃ）は図１５（ａ）のＦＦＴ周波数スペクトルと図１５（ｂ）の評価指数（｜Ｓ５３−Ｓ５４｜）との積である積周波数スペクトルである。詳細は、図１０と同様であるので、説明を省略する。

図１５（ａ）に示すように、ＦＦＴ周波数スペクトルにおいては、１５４ＭＨｚ、６４４ＭＨｚに電圧のピークが見られる。
図１５（ｂ）に示すように、評価指数（｜Ｓ５３−Ｓ５４｜）においては、２３４ＭＨｚ、６８６ＭＨｚにピークが見られる。
図１５（ｃ）に示すように、ＦＦＴ周波数スペクトルと評価指数（｜Ｓ５３−Ｓ５４｜）との積である積周波数スペクトルにおいても、１５４ＭＨｚ、６４４ＭＨｚに加え、２３４ＭＨｚ、６８６ＭＨｚに電圧ピークがある。
このように、ＦＦＴ周波数スペクトルに評価指数（｜Ｓ５３−Ｓ５４｜）を掛けることで、得られた積周波数スペクトルにより、差動ケーブル３１０に影響を与える周波数が抽出される。

図１６は、第１の実施の形態におけるノイズ耐性評価方法のフローチャートを示す図である。
ここでは、図３に示したノイズ耐性評価装置１００の機能ブロックにより説明する。
Ｓパラメータ測定部１２０により、ＤＵＴ３００に対してＳマトリクスの測定を行う（ステップ１、図１６ではＳ１と表記する。以下同様とする。）（Ｓパラメータ測定ステップ）。
次に、評価指数算出部１３０により、Ｓマトリクスにおいてノイズ信号ポート（例えば、ポート５）と出力信号ポートとの伝達特性を示すＳパラメータの差分（評価指数）を算出する（ステップ２）（評価指数算出ステップ）。
そして、ＥＭＦＡ２００からＦＦＴ周波数スペクトルを取得する（ステップ３）。
引き続き、積周波数スペクトル算出部１４０により、評価指数とＦＦＴ周波数スペクトルとの積周波数スペクトルを算出する（ステップ４）（第２の周波数スペクトル算出ステップの一例としての積周波数スペクトル算出ステップ）。
次いで、周波数抽出部１５０により、予め定められた閾値より高い電圧のピーク（極大値）を示す周波数を、トランジェント解析を行う周波数として抽出する（ステップ５）（周波数抽出ステップ）。
そして、トランジェント解析部１６０により、抽出された周波数のノイズ信号を用いてトランジェント解析を行う（ステップ６）。
以上により、差動ケーブル３１０のノイズ耐性の評価が終了する。

［第２の実施の形態］
第１の実施の形態では、積周波数スペクトルにおいて、予め定められた閾値より大きい電圧のピーク（極大値）を示す周波数を抽出し、その周波数でトランジェント解析を行うことで、ノイズ耐性の評価を行った。
ここでは、積周波数スペクトルで得られる値によって、差動ケーブル３１０のノイズ耐性を評価する方法を説明する。
ここでも、ケーブルＡ及びケーブルＢにより説明する。
なお、ＥＳＤガン２によるＥＳＤ耐性試験を行った結果、ケーブルＡがケーブルＢより悪いという結果がでている。すなわち、ＥＳＤ耐性試験では、ケーブルＢの方がケーブルＡより良いと判断された。

（第２の実施の形態における差動ケーブル３１０のノイズ耐性評価方法）
まず、ケーブルＢの１５４ＭＨｚ、６４４ＭＨｚでのトランジェント解析で得られた信号波形を説明する。１５４ＭＨｚ、６４４ＭＨｚは、電磁界解析において電圧のピーク（極大値）が表れた周波数である。なお、ケーブルＡの１５４ＭＨｚ、６４４ＭＨｚでのトランジェント解析で得られた信号波形は、それぞれ図１１、図１４に示している。

図１７は、ケーブルＢの１５４ＭＨｚにおけるトランジェント解析で得られた信号の受信部５００でのアイパタンである。図１７（ａ）はノイズ信号電圧５Ｖ、図１７（ｂ）はノイズ信号電圧１０Ｖ、図１７（ｃ）はノイズ信号電圧２０Ｖである。ノイズ信号電圧などは、図１１と同様である。
アイの開口は、ノイズ信号電圧が大きくなるにしたがって小さくなっていくが、ノイズ信号電圧２０Ｖでも潰れていない。

図１８は、ケーブルＢの６４４ＭＨｚにおけるトランジェント解析で得られた信号の受信部５００でのアイパタンである。図１８（ａ）はノイズ信号電圧５Ｖ、図１８（ｂ）はノイズ信号電圧１０Ｖ、図１８（ｃ）はノイズ信号電圧２０Ｖである。ノイズ信号電圧などは、図１１と同様である。
アイの開口は、ノイズ信号電圧が大きくなるにしたがって小さくなっていくが、ノイズ信号電圧２０Ｖでも潰れていない。

ここで、ケーブルＡとケーブルＢとでアイパタンを比較する。
１５４ＭＨｚにおけるケーブルＡのアイパタン（図１１）と、ケーブルＢのアイパタン（図１７）とを比較すると、ノイズ信号電圧２０Ｖにおけるアイの開口は、ケーブルＡの方が大きい。すなわち、１５４ＭＨｚでは、ケーブルＡがケーブルＢより特性が良いと判断される。
一方、６４４ＭＨｚにおけるケーブルＡのアイパタン（図１４）と、ケーブルＢのアイパタン（図１８）とを比較すると、ケーブルＢの方が大きい。すなわち、６４４ＭＨｚでは、ケーブルＢがケーブルＡより特性が良いと判断される。

図１９は、ケーブルＡ、Ｂの優劣について、ＥＳＤ耐性試験による予測、アイパタンによる評価、積周波数スペクトルによる予測、及び予測と評価との一致について示す図である。図１９（ａ）は、ＥＳＤ耐性試験による予測、アイパタンによる評価、及び予測と評価との一致を示し、図１９（ｂ）は、積周波数スペクトルによる予測、アイパタンによる評価、及び予測と評価との一致を示す。なお、予測と評価との一致については、一致する場合を“○”、一致しない場合を“×”で示している。

図１９（ａ）に示すように、ＥＳＤ耐性評価では、“ケーブルＢが良い”と予測されたが、１５４ＭＨｚのアイパタンでは“ケーブルＡが良い”と判断され、予測と一致しない。一方、６４４ＭＨｚのアイパタンでは“ケーブルＢが良い”と判断され、予測と一致した。つまり、ＥＳＤ耐性による予測と、アイパタンによる評価とが一致しない。

一方、図１９（ｂ）では、トランジェント解析を行うことなく、積周波数スペクトルから差動ケーブル３１０を評価する。
まず、積周波数スペクトルにおいて、１５４ＭＨｚと６４４ＭＨｚとにおける電圧（負のｄＢ値）を求める。そして、ケーブルＡからケーブルＢを引いた差を求める。差が負の場合、ケーブルＡがケーブルＢより良いと予測し、差が正の場合、ケーブルＢがケーブルＡより良いと予測する。これは、電圧値が負のｄＢ値で表されているため、電圧値が小さい（負側に大きい）ほど、差動ケーブル３１０の外側からの影響、すなわちポート５からの影響を受けにくいことを意味するからである。

図１９（ｂ）に示すように、１５４ＭＨｚでは、ケーブルＡは−５５．６ｄＢ、ケーブルＢは−３８．４ｄＢであるので、差は−１７．２ｄＢとなる。よって、ケーブルＡが良いと予測される。一方、６４４ＭＨｚでは、ケーブルＡは−７．１ｄＢ、ケーブルＢは−３１．６ｄＢであるので、差は２４．５ｄＢとなる。よって、ケーブルＢが良いと予測される。そして、この積周波数スペクトルによる予測は、アイパタンによる評価と一致する。

以上説明したように、積周波数スペクトルの電圧（値）により予測すれば、トランジェント解析によるアイパタンを求めることなく、差動ケーブル３１０の優劣を評価しうる。この方法は、複数の差動ケーブル３１０を比較する場合にも有効である。
なお、上記では、１５４ＭＨｚ、６４４ＭＨｚを例にしたが、図１０（ｃ）、図１５（ｃ）に示した積周波数スペクトルを比較すれば、他の周波数における評価となる。

図２０は、第２の実施の形態におけるノイズ耐性評価方法のフローチャートを示す図である。ステップ１〜ステップ４は、図１６に示したフローチャートと同じである。よって、同じ符号を付して、説明を省略する。
次いで、他の差動ケーブル３１０の積周波数スペクトルを取得する（ステップ７）。
そして、図３に示した予測部１７０により、ステップ４において算出した積周波数スペクトルと、他の差動ケーブル３１０の積周波数スペクトルとを比較し、積周波数スペクトルが小さい差動ケーブル３１０が、ノイズ耐性が良いとして、差動ケーブル３１０の良否を予測する（ステップ８）。

第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、差動ケーブル３１０を含むＤＵＴ３００についてノイズ耐性の評価について説明した。第１の実施の形態及び第２の実施の形態は、差動ケーブル３１０以外の、基板上に形成された配線などにも適用しうる。
また、第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、ＤＵＴ３００に対して最も影響を与える周波数が抽出されるので、この周波数についてトランジェント解析を行いつつ、ノイズ耐性を改善することにより、信号品質（ＳＩ：Ｓｉｇｎａｌ Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）が向上させられる。

１…電子装置、２…ＥＳＤガン、３…接地線、４…放電、１０…演算装置、１１…中央演算処理装置（ＣＰＵ）、１２…メモリ（ＭＥＭ）、１３…入出力デバイス（Ｉ／Ｏ）、１４〜１６…インターフェイス（ＩＦ）、１７…信号バス、２０…（ネットワークアナライザ）ＮＡ、３０…トランジェント解析装置（ＴＡ）、１００…ノイズ耐性評価装置、１１０…記憶部、１２０…Ｓパラメータ測定部、１３０…評価指数算出部、１４０…積周波数スペクトル算出部、１５０…周波数抽出部、１６０…トランジェント解析部、１７０…予測部、２００…電磁界解析装置（ＥＭＦＡ）、３００…被測定物（ＤＵＴ）、３１０…差動ケーブル、３１１、３１２…信号線、３１３…被覆部、３１４…フィルタ、３２０、３２０Ｌ、３２０Ｃ、３２０Ｒ…電流クランプ、４００…送信部、５００…受信部、Ｄ１〜Ｄ５、Ｄ５_Ｌ、Ｄ５_Ｃ、Ｄ５_Ｒ、Ｎ１〜Ｎ５…ポート、ＴＲ…終端素子

Claims (7)

1. 一対の入力信号ポート、一対の出力信号ポート及びノイズ信号を入力できるノイズ信号ポートを少なくとも含む被測定物に対してＳパラメータを測定するＳパラメータ測定部と、
   前記Ｓパラメータの内、前記ノイズ信号ポートと前記一対の入力信号ポートとの間におけるＳパラメータの差分、又は、当該ノイズ信号ポートと前記一対の出力信号ポートとの間におけるＳパラメータの差分を評価指数として算出する評価指数算出部と、
   前記ノイズ信号ポートに入力されたノイズ信号に対して電磁界解析された電圧波形を高速フーリエ変換した第１の周波数スペクトルを取得し、当該第１の周波数スペクトルと前記評価指数との積により第２の周波数スペクトルを算出する第２の周波数スペクトル算出部と、
   前記第２の周波数スペクトルにおいて、電圧が極大値を示す周波数を、ノイズ耐性を評価する周波数として抽出する周波数抽出部と
   を備えるノイズ耐性評価装置。
2. 前記評価指数算出部は、前記ノイズ信号ポートと前記一対の入力信号ポートとの間におけるＳパラメータの差分と、当該ノイズ信号ポートと前記一対の出力信号ポートとの間におけるＳパラメータの差分とのうち、大きい方を評価指数とすることを特徴とする請求項１に記載のノイズ耐性評価装置。
3. 前記周波数抽出部により抽出した周波数において、前記一対の入力信号ポートから前記一対の出力信号ポートへの信号のトランジェント特性を解析するトランジェント解析部をさらに備える請求項１に記載のノイズ耐性評価装置。
4. 前記被測定物における前記ノイズ信号ポートに入力されたノイズ信号に対して電磁界解析された電圧波形を電磁界解析によって求め、当該電圧波形を高速フーリエ変換して前記第１の周波数スペクトルを算出する電磁界解析部をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のノイズ耐性評価装置。
5. 前記被測定物に対して得られた前記第２の周波数スペクトルと、他の被測定物に対して得られた第２の周波数スペクトルとを比較し、当該被測定物と当該他の被測定物とにおいて、ノイズ耐性の優劣を予測する予測部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のノイズ耐性評価装置。
6. 一対の入力信号ポート、一対の出力信号ポート及びノイズ信号を入力できるノイズ信号ポートを少なくとも含む被測定物のノイズ耐性を評価するノイズ耐性評価方法であって、
   前記被測定物のＳパラメータを測定するＳパラメータ測定ステップと、
   前記Ｓパラメータの内、前記ノイズ信号ポートと前記一対の入力信号ポートとの間におけるＳパラメータの差分、又は、当該ノイズ信号ポートと前記一対の出力信号ポートとの間におけるＳパラメータの差分を評価指数として算出する評価指数算出ステップと、
   前記ノイズ信号ポートに入力されたノイズ信号に対して電磁界解析された電圧波形を高速フーリエ変換した第１の周波数スペクトルを取得し、当該第１の周波数スペクトルと前記評価指数との積により第２の周波数スペクトルを算出する第２の周波数スペクトル算出ステップと、
   前記第２の周波数スペクトルにおいて、電圧が極大値を示す周波数を、ノイズ耐性を評価する周波数として抽出する周波数抽出ステップと
   を含むノイズ耐性評価方法。
7. コンピュータに、
   一対の入力信号ポート、一対の出力信号ポート及びノイズ信号が入力できるノイズ信号ポートを少なくとも含む被測定物に対して測定されたＳパラメータを取得し、当該Ｓパラメータの内、当該ノイズ信号ポートと当該一対の入力信号ポートとの間におけるＳパラメータの差分、又は、当該ノイズ信号ポートと当該一対の出力信号ポートとの間におけるＳパラメータの差分を評価指数として算出する機能と、
   前記ノイズ信号ポートに入力されたノイズ信号に対して電磁界解析された電圧波形を高速フーリエ変換した第１の周波数スペクトルを取得し、当該第１の周波数スペクトルと前記評価指数との積により第２の周波数スペクトルを算出する機能と、
   前記第２の周波数スペクトルにおいて、電圧が極大値を示す周波数を、ノイズ耐性を評価する周波数として抽出する機能と
   を実現させるためのプログラム。

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