JP6312535B2 - ノイズ検出装置及びノイズ検出方法 - Google Patents

Description

この発明は、誤動作の評価対象である供試機器を伝搬する電磁ノイズを検出するノイズ検出装置及びノイズ検出方法に関するものである。

パルス状の電磁ノイズを電子機器（誤動作の評価対象である供試機器）に印加して、誤動作を評価するイミュニティ試験として、例えば、ＩＥＣ６１０００−４−２（静電気放電（ＥＳＤ）に対する試験規格）には、放電ガンを用いて、ＥＳＤを供試機器に印加して、供試機器の性能劣化や誤動作を評価するイミュニティ試験が開示されている。
イミュニティ試験で供試機器が不適合であると判断された場合、不具合箇所を探索してノイズ対策を講じることが一般的である。
しかし、上記のイミュニティ試験では、供試機器に印加しているＥＳＤの伝搬経路を特定することができず、容易に不具合箇所を特定することができないため、適切なノイズ対策を講じることが可能になるまでに長期間を要する。

以下の特許文献１には、供試機器に印加しているＥＳＤの伝搬経路を表示するノイズ検出装置が開示されている。
このノイズ検出装置は、供試機器の一部に放電ガンを当ててＥＳＤを放電し、供試機器上の近傍の電磁界強度をオシロスコープで測定して、その測定結果を画面に表示するものである。

特開平８−２３３８８７号公報（段落番号［０００６］から［００１１］）

従来のノイズ検出装置は以上のように構成されているので、供試機器から発生している電磁界強度を画面に表示することができるが、画面に表示されている電磁界強度がＥＳＤに係るものであるのか、供試機器ノイズ（供試機器の通常動作で発生するノイズ）に係るものであるのかを区別することができない。このため、ＥＳＤの伝搬経路を正確に特定することができない課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、試験信号の印加に伴って供試機器から発生する電磁界の強度に含まれている供試機器ノイズに係る電磁界の強度を抑圧することができるノイズ検出装置及びノイズ検出方法を得ることを目的とする。

この発明に係るノイズ検出装置は、誤動作の評価対象である供試機器に対して、試験用のノイズである試験信号を繰り返し印加する試験信号印加手段と、試験信号印加手段により試験信号が印加される毎に、試験信号により供試機器から発生した電磁界の強度の時間変化である信号波形を検出する電磁界強度検出手段と、電磁界強度検出手段により検出された複数の試験信号についての信号波形における電磁界強度を平均化する平均化手段と、平均化手段により平均化された電磁界強度を記録する記録手段とを設け、位置関係変更手段が、平均化手段による電磁界強度の平均化処理が完了すると、電磁界強度検出手段と供試機器間の相対的な位置関係を変更するようにしたものである。

この発明によれば、試験信号印加手段により試験信号が印加される毎に、供試機器から発生する電磁界の強度を検出する電磁界強度検出手段を設け、平均化手段が、電磁界強度検出手段により検出された電磁界強度を平均化するように構成したので、試験信号の印加に伴って供試機器から発生する電磁界の強度に含まれている供試機器ノイズに係る電磁界の強度を抑圧することができる効果がある。

この発明の実施の形態１によるノイズ検出装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１によるノイズ検出装置の処理内容（ノイズ検出方法）を示すフローチャートである。 パルスノイズ生成部３により発生されたパルス状の試験信号を示すグラフ図である。 試験信号が供試機器１に印加されたときに検出プローブ５により検出される信号の信号レベルを示すグラフ図である。 供試機器１内を伝搬する試験信号の反射の様子と検出プローブ５により検出される信号の時系列波形を示す説明図である。 パルス発生周期Ｔ_ｃ内でのＮ回の電磁界強度Ｖ_ｎの検出処理を示す説明図である。 電磁ノイズ分布の座標系を示す説明図である。 データ処理部９によるＭ組の電磁界強度Ｖ_ｍの平均化処理によって、供試機器ノイズに係る電磁界強度が抑圧されている様子を示す説明図である。 供試機器１の中央部に試験信号が印加された場合の電磁ノイズ分布の表示例を示す説明図である。 この発明の実施の形態２によるノイズ検出装置の制御部８内の周期発生回路を示す構成図である。 この発明の実施の形態２によるノイズ検出装置の処理内容（ノイズ検出方法）を示すフローチャートである。 制御部８内の周期発生回路による遅延信号の生成タイミングを示す説明図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるノイズ検出装置を示す構成図である。
図１において、供試機器１は誤動作の評価対象であり、例えば、電子部品が実装されているプリント基板などの電子機器が該当する。
接続ケーブル２は供試機器１上の配線パターンや電子部品などと接続されており、試験用のノイズである試験信号が接続ケーブル２に印加されると、試験信号が供試機器１内に侵入し、供試機器１上の配線パターンや電子部品などを介して外部へ放射される。

パルスノイズ生成部３は制御部８の指示の下、試験用のノイズであるパルス信号を試験信号として繰り返し発生する信号源である。
印加プローブ４は供試機器１の接続ケーブル２をクランプする非接触型の電流印加プローブであり、パルスノイズ生成部３から発生された試験信号を電磁誘導によって接続ケーブル２に印加する。
ここでは、印加プローブ４が電流印加プローブである例を示しているが、パルスノイズ生成部３から発生された試験信号を印加することができれば、電流印加プローブ以外のプローブを用いるようにしてもよい。例えば、接続ケーブル２に電気的に接触して試験信号を印加する接触型プローブ（例えば、コンデンサプローブ：ＣＤＮ（Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｎｅｔｗｏｒｋ）や、照射アンテナなどを用いるようにしてもよい。
なお、パルスノイズ生成部３及び印加プローブ４から試験信号印加手段が構成されている。

検出プローブ５は例えば微小なループコイルを内蔵している近磁界プローブなどで構成されており、パルスノイズ生成部３から発生された試験信号が供試機器１に印加されることで、供試機器１から発生する電磁界の強度を繰り返し検出する強度検出処理を実行し、その電磁界強度の検出信号をオシロスコープ６に出力する。
検出プローブ５は制御部８の指示の下、検出プローブ５と供試機器１間の相対的な位置関係が同一の位置で、上記の強度検出処理をＭ回実行する。
オシロスコープ６は検出プローブ５から検出信号を受ける毎に、その検出信号の信号レベルを測定することで、供試機器１で発生している電磁界の強度を測定し、その測定結果を制御部８及びデータ処理部９に出力する。
ここでは、オシロスコープ６が、検出プローブ５から出力された検出信号の信号レベルを測定する例を示しているが、例えば、電圧計などを用いて、検出信号の信号レベルである電圧を測定して、その測定結果を制御部８及びデータ処理部９に出力するようにしてもよい。
なお、検出プローブ５及びオシロスコープ６から電磁界強度検出手段が構成されている。

可動部７は制御部８の指示の下、検出プローブ５を支持した状態でＸ軸方向（横方向）、Ｙ軸方向（縦方向）、Ｚ軸方向（高さ方向）及びθ方向（回転方向）に移動することで、検出プローブ５を走査する移動機構である。
一般に検出プローブ５から出力される検出信号の信号レベルは、検出プローブ５が供試機器１に近づくと上昇して、供試機器１から離れると低下するため、検出プローブ５を支持している可動部７が、供試機器１の形状に合わせてＺ軸方向に移動するように、制御部８によって制御される。
また、検出プローブ５は、微小なループコイルによって構成されており、ループコイルの角度に応じてループを通過する磁束が変化して検出信号のレベルが変化するため、検出プローブ５を支持している可動部７がθ方向にも回転できるように構成されている。

制御部８は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、ノイズ検出装置を構成している各処理部を制御する。
例えば、制御部８はデータ処理部９での電磁界強度の平均化処理が完了する毎に、検出プローブ５を支持している可動部７の位置を移動させることで、検出プローブ５と供試機器１間の相対的な位置関係を変更する処理を実施する。ここでは、可動部７の位置を移動させることで、検出プローブ５と供試機器１間の相対的な位置関係を変更しているが、供試機器１の位置を移動させることで、検出プローブ５と供試機器１間の相対的な位置関係を変更するようにしてもよい。
また、制御部８はパルスノイズ生成部３から発生される試験信号の時間間隔を制御する処理を実施する。この試験信号の時間間隔は、供試機器１で生じることが想定される試験信号の多重反射の回数と供試機器１の寸法に基づいて算出される。
なお、可動部７及び制御部８は位置関係変更手段を構成しており、制御部８は試験信号印加手段を構成している。

データ処理部９は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、制御部８の指示の下、検出プローブ５と供試機器１間の相対的な位置関係が同一の位置で、オシロスコープ６によりＭ回測定された電磁界強度を平均化する処理を実施する。
即ち、データ処理部９はオシロスコープ６によりＭ回測定された電磁界強度の平均値を算出し、その電磁界強度の平均値を記録部１０に格納する処理を実施する。
また、データ処理部９は供試機器１における全てのノイズ検出位置（可動部７によって移動される全ての検出プローブ５の位置）での電磁界強度の平均値を供試機器１の位置座標上にマッピングすることで、電磁ノイズ分布を示すノイズ分布データ（平均値のマッピング結果）を生成し、そのノイズ分布データを記録部１０に格納する処理を実施する。なお、データ処理部９は平均化手段及び電磁ノイズ分布表示手段を構成している。

記録部１０は例えばＲＡＭやハードディスクなどの記憶装置から構成されており、データ処理部９により算出された各ノイズ検出位置での電磁界強度の平均値や、データ処理部９により生成されたノイズ分布データなどを記録する。なお、記録部１０は記録手段を構成している。
表示部１１は例えばＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）や液晶ディスプレイなどから構成されており、制御部８の指示の下、データ処理部９により生成されたノイズ分布データにしたがって電磁ノイズ分布などを表示する処理を実施する。なお、表示部１１は電磁ノイズ分布表示手段を構成している。

図１の例では、ノイズ検出装置の構成要素であるパルスノイズ生成部３、印加プローブ４、検出プローブ５、オシロスコープ６、可動部７、制御部８、データ処理部９、記録部１０及び表示部１１のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを示しているが、ノイズ検出装置の一部（例えば、制御部８、データ処理部９、記録部１０及び表示部１１）がコンピュータで構成されていてもよい。
ノイズ検出装置の一部（例えば、制御部８、データ処理部９、記録部１０及び表示部１１）をコンピュータで構成する場合、記録部１０をコンピュータの内部メモリ又は外部メモリ上に構成するとともに、制御部８、データ処理部９及び表示部１１の処理内容記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図２はこの発明の実施の形態１によるノイズ検出装置の処理内容（ノイズ検出方法）を示すフローチャートである。

図３はパルスノイズ生成部３により発生されたパルス状の試験信号を示すグラフ図であり、図４は試験信号が供試機器１に印加されたときに検出プローブ５により検出される信号の信号レベルを示すグラフ図である。図３及び図４において、横軸が時間、縦軸が信号レベルを示している。
パルスノイズ生成部３が１つの試験信号を発生することで、１つの試験信号が供試機器１に印加されると（図３を参照）、図４に示すように、検出プローブ５が当該試験信号に係る電磁界強度を検出するが、供試機器ノイズ（供試機器１の通常動作で発生するノイズであり、試験信号と無関係に発生するノイズ）に係る電磁界強度も検出する。

図５は供試機器１内を伝搬する試験信号の反射の様子と検出プローブ５により検出される信号の時系列波形を示す説明図である。
図４のグラフ図では、検出プローブ５が１つの試験信号に係る電磁界強度を検出しているが、図５（ａ）に示すように、供試機器１に印加された試験信号は、供試機器１の内（例えば、供試機器１の基板端や部品など）で反射を繰り返すため、図５（ｂ）に示すように、検出プローブ５では、供試機器１内で反射された試験信号に係る電磁界強度を複数回検出する。
ただし、供試機器１内で反射される試験信号は、反射の際に生じる損失や放射等によって時間と共に振幅が減少し、一定の時間の後には無視できるほどに小さくなる。
供試機器１内で反射された試験信号の振幅が大きい段階で、次の試験信号を供試機器１に印加すると、検出プローブ５によって検出された信号が、供試機器１内で反射された試験信号に係る電磁界強度であるのか、次の試験信号に係る電磁界強度であるのかを区別することができないので、供試機器１内で反射された試験信号の振幅が無視できるほどに小さくなってから、次の試験信号を供試機器１に印加する必要がある。

次に動作について説明する。
制御部８は、ノイズ検出装置の前処理として、供試機器１内で反射された試験信号の振幅が無視できるほどに小さくなってから、次の試験信号を供試機器１に印加するようにするため、パルスノイズ生成部３から発生される試験信号の時間間隔であるパルス発生周期Ｔ_ｃを設定する（ステップＳＴ１）。
即ち、制御部８は、予め、供試機器１で生じることが想定される試験信号の多重反射の回数Ｎ_ｒ（例えば、Ｎ_ｒ＝５）を設定し、下記の式（１）に示すように、その多重反射の回数Ｎ_ｒと供試機器１の長辺の長さＬ（供試機器１の寸法）から、供試機器１内で反射された試験信号の振幅が無視できるほどに小さくなるまでの最小時間Ｔ_ｍｉｎを算出する。

式（１）において、ｃは光速である。

制御部８は、最小時間Ｔ_ｍｉｎを算出すると、その最小時間Ｔ_ｍｉｎと一致する時間、あるいは、その最小時間Ｔ_ｍｉｎより少し長い時間をパルス発生周期Ｔ_ｃに設定する。
Ｔ_ｃ≧Ｔ_ｍｉｎ
なお、パルス発生周期Ｔ_ｃが最小時間Ｔ_ｍｉｎより長すぎると、ノイズの検出処理に長時間を要することになるので、パルス発生周期Ｔ_ｃは最小時間Ｔ_ｍｉｎと概ね一致していることが望ましい。
ここでは、供試機器１の寸法として、供試機器１の長辺の長さＬを用いて、供試機器１内で反射された試験信号の振幅を無視することが可能な最小時間Ｔ_ｍｉｎを算出しているが、さらに、供試機器１の短辺の長さＬを用いて、試験信号の振幅を無視することが可能な最小時間Ｔ_ｍｉｎを算出するようにしてもよい。

次に、制御部８は、最初にノイズを検出する初期位置（ｘ，ｙ）（例えば、（ｘ，ｙ）＝（０，０）の位置）まで、検出プローブ５を支持している可動部７を移動させる制御信号を可動部７に出力する（ステップＳＴ２）。
制御部８は、可動部７の移動が完了すると、１回の試験信号の印加に伴う電磁界強度の信号波形のサンプリング回数Ｎを設定するとともに、その電磁界強度の信号波形の平均化を行うために必要な信号波形数Ｍを設定する（ステップＳＴ３）。
また、制御部８は、電磁界強度の信号波形の平均化処理を実施する時間区分数Ｄを設定する。
ここで、図６はパルス発生周期Ｔ_ｃ内でのＮ回の電磁界強度Ｖ_ｎの検出処理を示す説明図である。
図６の波形は、１回の試験信号の印加に伴う電磁界強度の信号波形の時間変化を示しており、●は検出プローブ５による電磁界強度のサンプリング点である。
図６の例では、時間区分数Ｄが４に設定されており、各時間区分に属しているサンプリング点の数が８である。

詳細は後述するが、図１のノイズ検出装置は、供試機器ノイズに係る電磁界強度を抑圧するために、同一のノイズ検出位置で、複数の電磁界強度の信号波形を取得する。したがって、上記の信号波形数Ｍは、多い程、供試機器ノイズに係る電磁界強度の抑圧効果を高めることができるが、多過ぎると、ノイズの検出処理が完了するまでに長時間を要することになるので、供試機器１のノイズ特性等を考慮して、適正な信号波形数を設定することが望ましい。

制御部８は、サンプリング回数Ｎや信号波形数Ｍ等を設定すると、先に設定したパルス発生周期Ｔ_ｃで試験信号を発生する旨をパルスノイズ生成部３に指示する。
パルスノイズ生成部３は、制御部８の指示の下、試験信号を発生する（ステップＳＴ４）。即ち、パルスノイズ生成部３は、パルス発生周期Ｔ_ｃで試験信号を繰り返し発生する。
印加プローブ４は、パルスノイズ生成部３が試験信号を発生すると、その試験信号を電磁誘導によって接続ケーブル２に印加する。これにより、試験信号が供試機器１に印加される。

検出プローブ５は、印加プローブ４が試験信号を接続ケーブル２に印加すると、図６に示すように、制御部８の指示の下で、サンプリング回数Ｎだけ、供試機器１から発生する電磁界の強度Ｖ_ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）を検出する強度検出処理を実行し、その電磁界強度Ｖ_ｎに対応する信号レベル（電圧）の検出信号を順番にオシロスコープ６に出力する。
オシロスコープ６は、検出プローブ５から検出信号を受ける毎に、その検出信号の信号レベルを測定することで、供試機器１で発生している電磁界の強度Ｖ_ｎを測定し、その測定結果を制御部８及びデータ処理部９に出力する（ステップＳＴ５）。
データ処理部９は、オシロスコープ６により測定された電磁界強度Ｖ_ｎを記録部１０に記録する（ステップＳＴ６）。

ステップＳＴ４〜ＳＴ６の処理は、同一のノイズ検出位置での電磁界強度の信号波形の取込み回数が、平均化を行うために必要な信号波形数Ｍに到達するまで繰り返し実施される（ステップＳＴ７）。このため、記録部１０には、下記の式（２）に示すようなサンプリング回数Ｎ分の電磁界強度Ｖ_ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）がＭ組記録される。
Ｖ_ｍ＝Ｖ_１，Ｖ_２，・・・，Ｖ_Ｎ （２）
ただし、ｍ＝１，２，・・・，Ｍである。
制御部８は、同一のノイズ検出位置での電磁界強度の信号波形の取込み回数が、平均化を行うために必要な信号波形数Ｍに到達したか否かを判定し、信号波形の取込み回数が信号波形数Ｍに到達していれば（ステップＳＴ７：Ｙｅｓの場合）、Ｍ組の電磁界強度Ｖ_ｍの平均化指示をデータ処理部９に出力する。

データ処理部９は、制御部８からＭ組の電磁界強度Ｖ_ｍの平均化指示を受けると、記録部１０から、同一のノイズ検出位置でのＭ組の電磁界強度Ｖ_ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）を読み出し、各々の時間区分毎に、Ｍ組の電磁界強度Ｖ_ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）の平均値Ｖ_ｍｅａｎを算出し、Ｍ組の電磁界強度Ｖ_ｍの平均値Ｖ_ｍｅａｎを記録部１０に記録する（ステップＳＴ８）。

図６の例では、時間区分数Ｄが４に設定されているので、時間区分（１）でのＭ組の電磁界強度Ｖ_ｍの平均値Ｖ_ｍｅａｎと、時間区分（２）でのＭ組の電磁界強度Ｖ_ｍの平均値Ｖ_ｍｅａｎと、時間区分（３）でのＭ組の電磁界強度Ｖ_ｍの平均値Ｖ_ｍｅａｎと、時間区分（４）でのＭ組の電磁界強度Ｖ_ｍの平均値Ｖ_ｍｅａｎとが算出されて記録部１０に記録される。
この実施の形態１では、データ処理部９が、時間区分毎に、Ｍ組の電磁界強度Ｖ_ｍの平均値Ｖ_ｍｅａｎを算出している例を示しているが、オシロスコープ６が実装している平均化機能を用いて、時間区分毎に、Ｍ組の電磁界強度Ｖ_ｍの平均値Ｖ_ｍｅａｎを算出するようにしてもよい。

制御部８は、データ処理部９が、各時間区分におけるＭ組の電磁界強度Ｖ_ｍの平均値Ｖ_ｍｅａｎを記録部１０に記録すると、全てのノイズ検出位置でのノイズ検出処理が完了しているか否かを判定し、未だノイズ検出処理が完了していなければ（ステップＳＴ９：Ｎｏの場合）、次にノイズを検出する位置（ｘ，ｙ）まで、検出プローブ５を支持している可動部７を移動させる制御信号を可動部７に出力する（ステップＳＴ１０）。
制御部８は、可動部７の移動が完了すると、先に設定したパルス発生周期Ｔ_ｃで試験信号を発生する旨をパルスノイズ生成部３に指示する。
これにより、次のノイズ検出位置（ｘ，ｙ）で、ステップＳＴ４〜ＳＴ７の処理が繰り返し実施されることで、次のノイズ検出位置（ｘ，ｙ）での電磁界強度の信号波形がＭ個取り込まれたのち、時間区分毎に、Ｍ組の電磁界強度Ｖ_ｍの平均値Ｖ_ｍｅａｎが算出されて記録部１０に記録される（ステップＳＴ８）。

ここで、図７は電磁ノイズ分布の座標系を示す説明図である。
図７において、ｘ軸，ｙ軸は供試機器１上のノイズ検出位置を示す軸であり、ｔ軸は時間軸を表している。
また、Ｔ_ｄは（ｄ＝１，２，・・・，Ｄ）は各時間区分での電磁ノイズ分布を表している。
図中、（０，０）は原点であり、供試機器１の左下端の位置である。（ｘ_０，ｙ_０）は供試機器１の右上端の位置である。

全てのノイズ検出位置でのノイズ検出処理が完了すると（ステップＳＴ９：Ｙｅｓの場合）、記録部１０には、全てのノイズ検出位置における各時間区分での電磁界強度Ｖ_ｍの平均値Ｖ_ｍｅａｎが記録される。
下記の式（４）は、全てのノイズ検出位置におけるｄ番目の時間区分での電磁界強度Ｖ_ｍの平均値Ｖ_ｍｅａｎを表している。

図８はデータ処理部９によるＭ組の電磁界強度Ｖ_ｍの平均化処理によって、供試機器ノイズ（供試機器１の通常動作で発生するノイズ）に係る電磁界強度が抑圧されている様子を示す説明図である。
Ｍ回の試験信号の印加タイミングであるパルス発生周期Ｔ_ｃは同一であるため、平均化処理が実施されても、試験信号に係る電磁界強度Ｖ_ｎのレベルは低下しない。
これに対して、供試機器ノイズは、発生するタイミングが一定ではないため、平均化処理が実施されることで、電磁界強度Ｖ_ｎのレベルが低下する。
よって、データ処理部９によるＭ組の電磁界強度Ｖ_ｍの平均化処理によって、供試機器ノイズに係る電磁界強度が抑圧される。

制御部８は、全てのノイズ検出位置でのノイズ検出処理が完了すると（ステップＳＴ９：Ｙｅｓの場合）、電磁ノイズ分布データの生成指示をデータ処理部９に出力する。
データ処理部９は、制御部８から電磁ノイズ分布データの生成指示を受けると、記録部１０から、時間区分毎に、全てのノイズ検出位置での電磁界強度Ｖ_ｍの平均値Ｖ_ｍｅａｎを読み出し、全てのノイズ検出位置での電磁界強度Ｖ_ｍの平均値Ｖ_ｍｅａｎを供試機器１の位置座標上にマッピングすることで、電磁ノイズ分布を示すノイズ分布データ（ノイズ検出位置と電磁界強度Ｖ_ｎの平均値Ｖ_ｍｅａｎとの関係を示すデータであり、式（４）に相当するデータである）を生成し、そのノイズ分布データを記録部１０に記録する（ステップＳＴ１１）。これにより、時間区分数Ｄと等しい数のノイズ分布データが記録部１０に記録される。

データ処理部９がＤ個のノイズ分布データを記録部１０に記録すると、ノイズ分布検出処理（全てのノイズ検出位置でのノイズ検出処理、ノイズ分布データの生成処理）が完了する。
制御部８は、ノイズ分布検出処理が完了すると、Ｄ個のノイズ分布データの中から、表示対象の電磁ノイズ分布を示すノイズ分布データの選択を受け付ける処理を開始し、ユーザが図示せぬユーザインタフェース（例えば、キーボードやマウスなど）を用いて、所望のノイズ分布データを選択すると、そのノイズ分布データが示す電磁ノイズ分布の表示指示を表示部１１に出力する。
表示部１１は、制御部８から電磁ノイズ分布の表示指示を受けると、記録部１０からデータ処理部９を介して、ユーザにより選択されたノイズ分布データを読み出し、そのノイズ分布データにしたがって電磁ノイズ分布を画面に表示する（ステップＳＴ１２）。

ここで、図９は供試機器１の中央部に試験信号が印加された場合の電磁ノイズ分布の表示例を示す説明図である。
図９では、時刻ｔ＝０の電磁ノイズ分布、ｔ＝Ｔ_ｄの電磁ノイズ分布、ｔ＝Ｔ_Ｄの電磁ノイズ分布を例示している（０＜Ｔ_ｄ＜Ｔ_Ｄ）。
時刻ｔ＝０では、供試機器１の中央部のみノイズが伝搬しているが、時間の経過に伴ってノイズが周囲に伝搬している様子を示している。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、試験信号が印加される毎に、供試機器１から発生する電磁界の強度を検出する検出プローブ５及びオシロスコープ６を設け、データ処理部９が、検出プローブ５及びオシロスコープ６によって検出された電磁界強度を平均化するように構成したので、試験信号の印加に伴って供試機器１から発生する電磁界の強度に含まれている供試機器ノイズに係る電磁界の強度を抑圧することができる効果を奏する。

また、この実施の形態１によれば、データ処理部９により算出された電磁界強度Ｖ_ｍの平均値Ｖ_ｍｅａｎを供試機器１の位置座標上にマッピングし、そのマッピング結果である電磁ノイズ分布を表示するように構成したので、供試機器ノイズの影響を受けずに、試験信号の伝搬経路を正確に特定することができる効果を奏する。

この実施の形態１では、データ処理部９が、同一のノイズ検出位置でのＭ組の電磁界強度Ｖ_ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）の平均化処理として、Ｍ組の電磁界強度Ｖ_ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）の平均値Ｖ_ｍｅａｎを算出する例を示したが、Ｍ組の電磁界強度Ｖ_ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）の平均化処理は平均値の算出処理に限るものではなく、例えば、Ｍ組の電磁界強度Ｖ_ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）の中央値を算出する処理や、Ｍ組の電磁界強度Ｖ_ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）の最頻値を算出する処理を実施するようにしてもよい。
Ｍ組の電磁界強度Ｖ_ｍの中央値や最頻値を算出する場合でも、供試機器ノイズに係る電磁界強度を抑圧することができる。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、データ処理部９が、同一のノイズ検出位置でのＭ組の電磁界強度Ｖ_ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）を平均化することで、供試機器ノイズに係る電磁界強度を抑圧するものを示したが、供試機器ノイズが発生するタイミングが一定であって、かつ、試験信号の印加タイミングであるパルス発生周期Ｔ_ｃと一致する場合には、Ｍ組の電磁界強度Ｖ_ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）を平均化しても、供試機器ノイズに係る電磁界強度を抑圧することができない。
そこで、この実施の形態２では、供試機器ノイズが発生するタイミングが一定であって、かつ、試験信号の印加タイミングと一致する場合でも、Ｍ組の電磁界強度Ｖ_ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）を平均化することで、供試機器ノイズに係る電磁界強度を抑圧することができるようにするために、パルスノイズ生成部３が発生する試験信号の時間間隔をランダムにしている。

図１０はこの発明の実施の形態２によるノイズ検出装置の制御部８内の周期発生回路を示す構成図である。
図１０において、基準クロック発生部２１は基準クロックを発生するクロックである。
周期Ｔ_ｃ設定部２２は供試機器１で生じることが想定される試験信号の多重反射の回数Ｎ_ｒと供試機器１の長辺の長さＬから、パルス発生周期Ｔ_ｃを設定する処理を実施する。
周期Ｔ_ｃ遅延部２３は基準クロック発生部２１から発生される基準クロックの１周期分以上のＳｔａｒｔ信号を受けると、そのＳｔａｒｔ信号を周期Ｔ_ｃ設定部２２により設定されたパルス発生周期Ｔ_ｃだけ遅延させて、その遅延信号を出力する処理を実施する。

乱数発生器２４は乱数によってランダム周期Ｔ_ｒｎｄを設定する処理を実施する。
周期Ｔ_ｒｎｄ遅延部２５は周期Ｔ_ｃ遅延部２３から出力された遅延信号を乱数発生器２４により設定されたランダム周期Ｔ_ｒｎｄだけ遅延させて、その遅延信号をパルスノイズ生成部３に出力する処理を実施する。
パルスノイズ生成部３は、周期Ｔ_ｒｎｄ遅延部２５から遅延信号を受けたタイミングで試験信号を発生する。

次に動作について説明する。
図１１はこの発明の実施の形態２によるノイズ検出装置の処理内容（ノイズ検出方法）を示すフローチャートである。
図１２は制御部８内の周期発生回路による遅延信号の生成タイミングを示す説明図である。

制御部８の周期Ｔ_ｃ設定部２２は、ノイズ検出装置の前処理として、供試機器１内で反射された試験信号の振幅が無視できるほどに小さくなってから、次の試験信号を供試機器１に印加するようにするため、上記実施の形態１と同様に、パルスノイズ生成部３から発生される試験信号の時間間隔であるパルス発生周期Ｔ_ｃを設定する（ステップＳＴ１）。

次に、制御部８は、上記実施の形態１と同様に、最初にノイズを検出する初期位置（ｘ，ｙ）まで、検出プローブ５を支持している可動部７を移動させる制御信号を可動部７に出力する（ステップＳＴ２）。
制御部８は、可動部７の移動が完了すると、上記実施の形態１と同様に、１回の試験信号の印加に伴う電磁界強度の信号波形のサンプリング回数Ｎを設定するとともに、その電磁界強度の信号波形の平均化を行うために必要な信号波形数Ｍを設定する（ステップＳＴ３）。
また、制御部８は、電磁界強度の信号波形の平均化処理を実施する時間区分数Ｄを設定する。

制御部８の周期Ｔ_ｃ遅延部２３は、基準クロック発生部２１から発生される基準クロックの１周期分以上のＳｔａｒｔ信号を受けると（Ｓｔａｒｔ信号は、サンプリング回数Ｎ等の設定が完了した時点で、周期発生回路以外の制御部８から出力される）、そのＳｔａｒｔ信号を周期Ｔ_ｃ設定部２２により設定されたパルス発生周期Ｔ_ｃだけ遅延させて、その遅延信号を周期Ｔ_ｒｎｄ遅延部２５に出力する。
周期Ｔ_ｃ遅延部２３から周期Ｔ_ｒｎｄ遅延部２５に出力される遅延信号の時間は、周期Ｔ_ｃ遅延部２３がＳｔａｒｔ信号を受けてから、パルス発生周期Ｔ_ｃの時間が経過した時間である。

制御部８の乱数発生器２４は、乱数によってランダム周期Ｔ_ｒｎｄを設定する（ステップＳＴ２１）。
制御部８の周期Ｔ_ｒｎｄ遅延部２５は、周期Ｔ_ｃ遅延部２３から遅延信号を受けると、その遅延信号を乱数発生器２４により設定されたランダム周期Ｔ_ｒｎｄだけ遅延させて、その遅延信号をパルスノイズ生成部３に出力する。
周期Ｔ_ｒｎｄ遅延部２５からパルスノイズ生成部３に出力される遅延信号の時間は、図１２に示すように、周期Ｔ_ｃ遅延部２３がＳｔａｒｔ信号を受けてから、パルス発生周期Ｔ_ｃとランダム周期Ｔ_ｒｎｄの合計時間が経過した時間である。ただし、ランダム周期Ｔ_ｒｎｄは毎回異なるため、この遅延信号の遅延時間は毎回異なる。

パルスノイズ生成部３は、制御部８の周期Ｔ_ｒｎｄ遅延部２５から遅延信号を受けると、試験信号を発生する（ステップＳＴ４）。
印加プローブ４は、パルスノイズ生成部３が試験信号を発生すると、上記実施の形態１と同様に、その試験信号を電磁誘導によって接続ケーブル２に印加する。これにより、試験信号が供試機器１に印加される。

検出プローブ５は、印加プローブ４が試験信号を接続ケーブル２に印加すると、上記実施の形態１と同様に、制御部８の指示の下で、サンプリング回数Ｎだけ、供試機器１から発生する電磁界の強度Ｖ_ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）を検出する強度検出処理を実行し、その電磁界強度Ｖ_ｎに対応する信号レベル（電圧）の検出信号を順番にオシロスコープ６に出力する。
オシロスコープ６は、検出プローブ５から検出信号を受ける毎に、その検出信号の信号レベルを測定することで、供試機器１で発生している電磁界の強度Ｖ_ｎを測定し、その測定結果を制御部８及びデータ処理部９に出力する（ステップＳＴ５）。
データ処理部９は、オシロスコープ６により測定された電磁界強度Ｖ_ｎを記録部１０に記録する（ステップＳＴ６）。

ステップＳＴ２１，ＳＴ４〜ＳＴ６の処理は、同一のノイズ検出位置での電磁界強度の信号波形の取込み回数が、平均化を行うために必要な信号波形数Ｍに到達するまで繰り返し実施される（ステップＳＴ７）。このため、記録部１０には、上記の式（２）に示すようなサンプリング回数Ｎ分の電磁界強度Ｖ_ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）がＭ組記録される。
制御部８は、同一のノイズ検出位置での電磁界強度の信号波形の取込み回数が、平均化を行うために必要な信号波形数Ｍに到達したか否かを判定し、信号波形の取込み回数が信号波形数Ｍに到達していれば（ステップＳＴ７：Ｙｅｓの場合）、Ｍ組の電磁界強度Ｖ_ｍの平均化指示をデータ処理部９に出力する。

データ処理部９は、制御部８からＭ組の電磁界強度Ｖ_ｍの平均化指示を受けると、上記実施の形態１と同様に、記録部１０から、同一のノイズ検出位置でのＭ組の電磁界強度Ｖ_ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）を読み出し、上記の式（３）に示すように、各々の時間区分毎に、Ｍ組の電磁界強度Ｖ_ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）の平均値Ｖ_ｍｅａｎを算出し、Ｍ組の電磁界強度Ｖ_ｍの平均値Ｖ_ｍｅａｎを記録部１０に記録する（ステップＳＴ８）。

制御部８は、データ処理部９が、各時間区分におけるＭ組の電磁界強度Ｖ_ｍの平均値Ｖ_ｍｅａｎを記録部１０に記録すると、上記実施の形態１と同様に、全てのノイズ検出位置でのノイズ検出処理が完了しているか否かを判定し、未だノイズ検出処理が完了していなければ（ステップＳＴ９：Ｎｏの場合）、次にノイズを検出する位置（ｘ，ｙ）まで、検出プローブ５を支持している可動部７を移動させる制御信号を可動部７に出力する（ステップＳＴ１０）。
制御部８は、可動部７の移動が完了すると、上記と同様に、ランダム周期Ｔ_ｒｎｄを設定してから、パルス発生周期Ｔ_ｃとランダム周期Ｔ_ｒｎｄの合計時間だけ遅延した遅延信号をパルスノイズ生成部３に指示する。
これにより、次のノイズ検出位置（ｘ，ｙ）で、ステップＳＴＳＴ２１，ＳＴ４〜ＳＴ７の処理が繰り返し実施されることで、次のノイズ検出位置（ｘ，ｙ）での電磁界強度の信号波形がＭ個取り込まれたのち、時間区分毎に、Ｍ組の電磁界強度Ｖ_ｍの平均値Ｖ_ｍｅａｎが算出されて記録部１０に記録される（ステップＳＴ８）。

制御部８は、全てのノイズ検出位置でのノイズ検出処理が完了すると（ステップＳＴ９：Ｙｅｓの場合）、上記実施の形態１と同様に、電磁ノイズ分布データの生成指示をデータ処理部９に出力する。
データ処理部９は、制御部８から電磁ノイズ分布データの生成指示を受けると、上記実施の形態１と同様に、記録部１０から、時間区分毎に、全てのノイズ検出位置での電磁界強度Ｖ_ｍの平均値Ｖ_ｍｅａｎを読み出し、全てのノイズ検出位置での電磁界強度Ｖ_ｍの平均値Ｖ_ｍｅａｎを供試機器１の位置座標上にマッピングすることで、電磁ノイズ分布を示すノイズ分布データを生成し、そのノイズ分布データを記録部１０に記録する（ステップＳＴ１１）。これにより、時間区分数Ｄと等しい数のノイズ分布データが記録部１０に記録される。

データ処理部９がＤ個のノイズ分布データを記録部１０に記録すると、ノイズ分布検出処理（全てのノイズ検出位置でのノイズ検出処理、ノイズ分布データの生成処理）が完了する。
制御部８は、ノイズ分布検出処理が完了すると、上記実施の形態１と同様に、Ｄ個のノイズ分布データの中から、表示対象の電磁ノイズ分布を示すノイズ分布データの選択を受け付ける処理を開始し、ユーザが図示せぬユーザインタフェース（例えば、キーボードやマウスなど）を用いて、所望のノイズ分布データを選択すると、そのノイズ分布データが示す電磁ノイズ分布の表示指示を表示部１１に出力する。
表示部１１は、制御部８から電磁ノイズ分布の表示指示を受けると、記録部１０からデータ処理部９を介して、ユーザにより選択されたノイズ分布データを読み出し、そのノイズ分布データにしたがって電磁ノイズ分布を画面に表示する（ステップＳＴ１２）。

以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、試験信号を繰り返し印加する際、その試験信号の時間間隔であるパルス発生周期Ｔ_ｃに対してランダム周期Ｔ_ｒｎｄを加算し、ランダム周期加算後の時間間隔で試験信号を印加するように構成したので、供試機器ノイズが発生するタイミングが一定であって、かつ、試験信号の印加タイミングであるパルス発生周期Ｔ_ｃと一致する場合でも、Ｍ組の電磁界強度Ｖ_ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）を平均化することで、供試機器ノイズに係る電磁界強度を抑圧することができる効果を奏する。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各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 供試機器、２ 接続ケーブル、３ パルスノイズ生成部（試験信号印加手段）、４ 印加プローブ（試験信号印加手段）、５ 検出プローブ（電磁界強度検出手段）、６ オシロスコープ（電磁界強度検出手段）、７ 可動部（位置関係変更手段）、８ 制御部（位置関係変更手段、試験信号印加手段）、９ データ処理部（平均化手段、電磁ノイズ分布表示手段）、１０ 記録部（記録手段）、１１ 表示部（電磁ノイズ分布表示手段）、２１ 基準クロック発生部、２２ 周期Ｔ_ｃ設定部、２３ 周期Ｔ_ｃ遅延部、２４ 乱数発生器、２５ 周期Ｔ_ｒｎｄ遅延部。

Claims (6)

1. 誤動作の評価対象である供試機器に対して、試験用のノイズである試験信号を繰り返し印加する試験信号印加手段と、
   前記試験信号印加手段により試験信号が印加される毎に、当該試験信号により前記供試機器から発生した電磁界の強度の時間変化である信号波形を検出する電磁界強度検出手段と、
   前記電磁界強度検出手段により検出された複数の試験信号についての前記信号波形における電磁界強度を平均化する平均化手段と、
   前記平均化手段により平均化された電磁界強度を記録する記録手段と、
   前記平均化手段による電磁界強度の平均化処理が完了すると、前記電磁界強度検出手段と前記供試機器間の相対的な位置関係を変更する位置関係変更手段と
   を備えたノイズ検出装置。
2. 前記平均化手段は、前記電磁界強度検出手段により検出された電磁界強度の平均化処理として、前記電磁界強度の平均値、中央値又は最頻値を算出する処理を実施することを特徴とする請求項１記載のノイズ検出装置。
3. 前記平均化手段により平均化された電磁界強度を前記供試機器の位置座標上にマッピングし、前記電磁界強度のマッピング結果である電磁ノイズ分布を表示する電磁ノイズ分布表示手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のノイズ検出装置。
4. 前記試験信号印加手段は、予め前記供試機器で生じることが想定される試験信号の多重反射の回数を設定して、前記多重反射の回数と前記供試機器の寸法から、繰り返し印加する試験信号の時間間隔を算出し、前記時間間隔で試験信号を繰り返し印加することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のノイズ検出装置。
5. 前記試験信号印加手段は、予め前記供試機器で生じることが想定される試験信号の多重反射の回数を設定して、前記多重反射の回数と前記供試機器の寸法から、繰り返し印加する試験信号のランダムな時間間隔を算出し、前記ランダムな時間間隔で試験信号を繰り返し印加することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のノイズ検出装置。
6. 試験信号印加手段が、誤動作の評価対象である供試機器に対して、試験用のノイズである試験信号を繰り返し印加する試験信号印加処理ステップと、
   電磁界強度検出手段が、前記試験信号印加処理ステップで試験信号が印加される毎に、当該試験信号により前記供試機器から発生した電磁界の強度の時間変化である信号波形を検出する電磁界強度検出処理ステップと、
   平均化手段が、前記電磁界強度検出処理ステップで検出された複数の試験信号についての前記信号波形における電磁界強度を平均化する平均化処理ステップと、
   記録手段が、前記平均化処理ステップで平均化された電磁界強度を記録する記録処理ステップと、
   位置関係変更手段が、前記平均化処理ステップでの電磁界強度の平均化処理が完了すると、前記電磁界強度検出手段と前記供試機器間の相対的な位置関係を変更する位置関係変更処理ステップと
   を備えたノイズ検出方法。

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