JP7073826B2 - Long-period noise capture performance evaluation system and long-period noise capture performance evaluation method - Google Patents
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Description
本発明は、EMC(electromagnetic compatibility)測定システムにおける長周期ノイズ捕捉性能評価システム及び長周期ノイズ捕捉性能評価方法に関する。 The present invention relates to a long-period noise capture performance evaluation system and a long-period noise capture performance evaluation method in an EMC (electromagnetic compatibility) measurement system.
図12はEMC測定における放射エミッション測定装置の一例であって、電波暗室の床面に配置されたターンテーブル1、アンテナポジショナ2によって床面から設定された高さに支持されるアンテナ3、ターンテーブル1の回転及びアンテナポジショナ2を介しアンテナ3の高さ等を制御する機構制御部4、及び受信機5を備える。被試験機器であるEUT(Equipment Under Test)7、これを載置するターンテーブル1、アンテナ3及びアンテナポジショナ2は電波暗室内やオープンサイトに配置されている。機構制御部4及び受信機5は測定に影響を与えないように、電波暗室外の計測室やオープンテストサイトではグランドプレーンの下にレイアウトされた計測室等に配置されている。
FIG. 12 is an example of a radiation emission measuring device in EMC measurement, and is a
EMC測定において、EUTが放射する電磁波(放射エミッション)を測定する放射エミッション測定では、最初に行うプリスキャンにより、EUTからの放射妨害波の中で許容値を超える可能性がある妨害波を選定する。プリスキャンでは受信機、アンテナポジショナ及びターンテーブル等を使用して、許容値を超える可能性がある妨害波の大まかな周波数と最大放射方向を特定する。 In the EMC measurement, the electromagnetic wave (radiation emission) emitted by the EUT is measured. In the radiation emission measurement, the interference wave that may exceed the permissible value among the radiation interference waves from the EUT is selected by the first prescan. .. Prescan uses receivers, antenna positioners, turntables, etc. to identify the approximate frequency and maximum radiation direction of interfering waves that may exceed tolerances.
従来、プリスキャンでは図12の受信機5として、主に、スペクトラムアナライザが使用されてきた。スペクトラムアナライザでは周波数掃引を行い、EUT7から放射されるノイズの周波数特性を測定している。そのため、各周波数毎に十分な滞留時間(観測時間)を取りながらアンテナポジショナ2を介しアンテナ位置を移動して最大放射位置を特定すると、測定時間が非常に長くなり現実的ではなかった。そのため、十分な滞留時間を設定することができず、短周期で継続的な妨害波以外は検出することが難しく、長周期ノイズやパルス状ノイズの捕捉は測定者の経験レベルに依存していた。
Conventionally, a spectrum analyzer has been mainly used as the
近年、EMC測定用の受信機として、タイムドメイン・スキャンを利用した測定器の導入が進んできている。タイムドメインレシーバーやリアルタイム・スペクトラムアナライザでは、基本的に時間領域でサンプリングした信号をFFT(Fast Fourier Transform)することにより、広帯域な周波数領域のデータを得ている。そのため、スペクトラムアナライザでは測定周波数毎に滞留時間を取ることで得られた測定結果と同等の結果が、1回の時間領域のサンプリングデータから得ることができるようになってきている。そのため、長い滞留時間でのプリスキャンを実施することが現実的となり、これまで捉えることが難しかった長周期ノイズも捕捉することができるようになってきた。 In recent years, as a receiver for EMC measurement, the introduction of a measuring instrument using a time domain scan has been progressing. In a time domain receiver or a real-time spectrum analyzer, data in a wide frequency domain is basically obtained by FFT (Fast Fourier Transform) a signal sampled in the time domain. Therefore, in the spectrum analyzer, the same result as the measurement result obtained by taking the residence time for each measurement frequency can be obtained from the sampling data in one time domain. Therefore, it has become realistic to perform prescan with a long residence time, and it has become possible to capture long-period noise, which has been difficult to capture until now.
コムジェネレータは放射エミッション測定の試験設備の始業点検などで、周波数特性を評価するための基準信号発生などに使用される発振器である。放射エミッション測定では測定規格の周波数バンドは、例えば、30MHz-1GHz、1GHz-6GHzなどに決められている。コムジェネレータの特徴の1つは、これらの測定バンドを一括して評価できるように広い周波数帯域を持つことである。また、帯域内では1MHz、10MHzなど一定のステップの櫛状のスペクトルを持つ。放射エミッション測定の試験設備の評価や点検では、コムジェネレータが放射する信号を受信して、周波数バンド内の各スペクトルの振幅値を測定することで評価や異常検知などを実施している。 The com generator is an oscillator used to generate a reference signal for evaluating frequency characteristics in the start-up inspection of test equipment for radiation emission measurement. In the radiation emission measurement, the frequency band of the measurement standard is determined to be, for example, 30 MHz-1 GHz, 1 GHz-6 GHz or the like. One of the features of the com generator is that it has a wide frequency band so that these measurement bands can be evaluated collectively. Further, in the band, it has a comb-shaped spectrum having a certain step such as 1 MHz and 10 MHz. In the evaluation and inspection of the test equipment for radiation emission measurement, the signal emitted by the com generator is received and the amplitude value of each spectrum in the frequency band is measured to perform evaluation and abnormality detection.
従来のコムジェネレータから送信される信号を時間領域で見ると、図13のように一定周期t1でパルス幅τのパルスが途切れることなく連続して送信されている。周期t1は周波数領域におけるスペクトル間隔の逆数となる。例えば、一般的に使用されている1MHz、10MHzステップのコムジェネレータのパルス送信周期t1はそれぞれ、1μs、100nsになる。また、パルス幅τと周波数領域のスペクトル帯域幅も逆比例の関係となり、パルス幅τが狭いほど帯域幅は広くなる。具体的には、基本周波数1/t1のn倍(n:自然数)の各ハーモニック周波数にスペクトル成分を持ち、各ハーモニック周波数の振幅はサンプリング関数Sa(nπτ/t1)に比例する。パルス送信周期t1が一定であれば、パルス幅τが狭いほどサンプリング関数Sa(nπτ/t1)の変数nの係数が小さくなる。したがって、パルス幅τが小さい方がnに対するサンプリング関数の変化が伸長するため、高い周波数成分まで持つ。
Looking at the signal transmitted from the conventional comb generator in the time domain, as shown in FIG. 13, pulses having a pulse width τ are continuously transmitted in a fixed period t1 without interruption. Period t 1 is the reciprocal of the spectral spacing in the frequency domain. For example, the pulse transmission cycles t 1 of a commonly used 1 MHz and 10 MHz step com generator are 1 μs and 100 ns, respectively. Further, the pulse width τ and the spectral bandwidth of the frequency domain are also in an inversely proportional relationship, and the narrower the pulse width τ is, the wider the bandwidth is. Specifically, each harmonic frequency n times (n: natural number) of the
前記のような長周期ノイズの捕捉が可能なタイムドメインレシーバーを組み込んだEMC測定システムを構築した場合、測定規格で規定されている周波数バンド全体にわたり、設計通りに長周期ノイズを捕捉できるか検証を行う必要がある。特に、長周期ノイズの場合、発生頻度自体が少ないためEMC測定システムの異常によりノイズを捕捉できない場合、短周期ノイズに比べ異常の発生に気付くことが難しい。そのため、実測により長周期ノイズを想定通りに捕捉できているか確認することが望ましい。 When an EMC measurement system incorporating a time domain receiver capable of capturing long-period noise as described above is constructed, it is verified whether long-period noise can be captured as designed over the entire frequency band specified by the measurement standard. There is a need to do. In particular, in the case of long-period noise, since the frequency of occurrence itself is low, if the noise cannot be captured due to an abnormality in the EMC measurement system, it is more difficult to notice the occurrence of the abnormality than in the short-period noise. Therefore, it is desirable to confirm whether long-period noise can be captured as expected by actual measurement.
しかし、長周期ノイズの捕捉性能の検証を実施する場合、基準信号として従来のコムジェネレータを使用することができない。従来のコムジェネレータは前述したように、一般的にns、μsオーダーの周期で連続してパルスを送信しているため、一般的に長周期ノイズとみなされるようなmsオーダー以上の周期のノイズの代わりとして評価に使用することはできない。 However, when verifying the capture performance of long-period noise, a conventional comb generator cannot be used as a reference signal. As described above, the conventional com generator transmits pulses continuously in cycles of ns and μs orders, so noise with a period of ms order or more, which is generally regarded as long-period noise, It cannot be used for evaluation as an alternative.
本発明は、前記のような問題点に鑑み、長周期ノイズの捕捉性能を実測により評価することが可能な長周期ノイズ捕捉性能評価システム及び長周期ノイズ捕捉性能評価方法を提供することを目的としている。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a long-period noise capture performance evaluation system and a long-period noise capture performance evaluation method capable of evaluating the capture performance of long-period noise by actual measurement. There is.
本発明の第1の態様は、アンテナと、アンテナの受信信号が入力される受信機とを有するEMC測定システムにおける長周期ノイズ捕捉性能評価システムであって、
基準信号を発生するコムジェネレータと、前記受信機の出力信号が入力される受信データ判定装置とを備え、
前記コムジェネレータは、前記受信機の観測時間がD(s)の場合、前記基準信号として、所望の等間隔のスペクトルピーク間隔1/t1(Hz)を有するように、前記スペクトルピーク間隔1/t1の逆数となるパルス周期t1(s)のパルスを複数含むバーストを、T>Dとなるバースト周期T(s)で連続して送信するものであり、
前記バーストは、パルス周期t
1
(s)でかつパルス幅1(ns)以下のパルスを、前記バースト当たり
k×D/t
1
+1 (但し、係数kは1未満の正数値)
以下の整数個含んでおり、
前記EMC測定システムで前記基準信号の測定を複数回行い、前記受信データ判定装置では、前記測定を行った回数に対する前記基準信号を受信した回数の割合から前記EMC測定システムが正常に長周期ノイズを捕捉しているか否かを判定することを特徴とする。
The first aspect of the present invention is a long-period noise capture performance evaluation system in an EMC measurement system including an antenna and a receiver to which a received signal of the antenna is input.
It is equipped with a com generator that generates a reference signal and a reception data determination device that inputs the output signal of the receiver.
When the observation time of the receiver is D (s), the comb generator has the
The burst is a pulse having a pulse period of t 1 (s) and a pulse width of 1 (ns) or less per burst.
k × D / t 1 +1 (However, the coefficient k is a positive value less than 1)
Contains the following integers,
The EMC measurement system measures the reference signal a plurality of times, and in the reception data determination device, the EMC measurement system normally produces long-period noise from the ratio of the number of times the reference signal is received to the number of times the measurement is performed. It is characterized in that it is determined whether or not it has been captured.
前記受信データ判定装置は、前記基準信号を受信した割合を、D/T以上で、(1+k)×D/T以下の範囲の期待値と比較することで、前記EMC測定システムが正常に長周期ノイズを捕捉しているか否かを判定するとよい。 The received data determination device compares the ratio of receiving the reference signal with the expected value in the range of (1 + k) × D / T or less at D / T or more, so that the EMC measurement system normally has a long period. It is good to judge whether or not the noise is captured.
本発明の第2の態様は、EMC測定システムにおける長周期ノイズ捕捉性能評価方法であって、
前記EMC測定システムに含まれる受信機の観測時間がD(s)の場合、
基準信号を発生するコムジェネレータから、所望の等間隔のスペクトルピーク間隔1/t1(Hz)を有するように、前記スペクトルピーク間隔1/t1の逆数となるパルス周期t1(s)のパルスを複数含むバーストを、T>Dとなるバースト周期T(s)で連続して送信するが、前記バーストは、パルス周期t
1
(s)でかつパルス幅1(ns)以下のパルスを、前記バースト当たり
k×D/t
1
+1 (但し、係数kは1未満の正数値)
以下の整数個含むようにし、
前記EMC測定システムで前記基準信号の測定を複数回行い、前記測定を行った回数に対する前記基準信号を受信した回数の割合から前記EMC測定システムが正常に長周期ノイズを捕捉しているか否かを判定することを特徴とする。
A second aspect of the present invention is a method for evaluating long-period noise capture performance in an EMC measurement system.
When the observation time of the receiver included in the EMC measurement system is D (s),
A pulse with a pulse period t 1 (s) that is the inverse of the
k × D / t 1 +1 (However, the coefficient k is a positive value less than 1)
Include the following integers,
Whether or not the EMC measurement system normally captures long-period noise is determined from the ratio of the number of times the reference signal is received to the number of times the reference signal is measured by the EMC measurement system a plurality of times. It is characterized by making a judgment.
前記基準信号を受信した割合を、D/T以上で、(1+k)×D/T以下の範囲の期待値と比較することで、前記EMC測定システムが正常に長周期ノイズを捕捉しているか否を判定するとよい。 Whether or not the EMC measurement system normally captures long-period noise by comparing the rate of receiving the reference signal with the expected value in the range of (1 + k) × D / T or less at D / T or more. Should be determined.
前記係数kは、前記係数kが0より大きく0.1以下の数値であるとよい。 The coefficient k is preferably a numerical value in which the coefficient k is larger than 0 and 0.1 or less.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above components and a conversion of the expression of the present invention between methods, systems and the like are also effective as aspects of the present invention.
本発明に係る長周期ノイズ捕捉性能評価システム及び長周期ノイズ捕捉性能評価方法によれば、長周期ノイズの捕捉性能を実測により評価することが可能である。 According to the long-period noise capture performance evaluation system and the long-period noise capture performance evaluation method according to the present invention, it is possible to evaluate the long-period noise capture performance by actual measurement.
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, processes, etc. shown in the drawings are designated by the same reference numerals, and duplicate description thereof will be omitted as appropriate. Further, the embodiment is not limited to the invention but is an example, and all the features and combinations thereof described in the embodiment are not necessarily essential to the invention.
図1は本発明の実施の形態に係るEMC測定システム10の一例であって、電波暗室の床面に配置されたターンテーブル1、アンテナポジショナ2によって床面から設定された高さに支持されるアンテナ3、アンテナ3の受信信号を受ける(受信信号が入力される)受信機5を備える。被試験機器であるEUT(Equipment Under Test)、これを載置するターンテーブル1、アンテナ3及びアンテナポジショナ2は電波暗室内やオープンサイトに配置されている。受信機5は測定に影響を与えないように、電波暗室外の計測室やオープンテストサイトではグランドプレーンの下にレイアウトされた計測室等に配置されている。また、図示しないが、ターンテーブル1の回転及びアンテナポジショナ2を介しアンテナ3の高さ等を制御する機構制御部が設けられている。所定の測定制御プログラム8によって、ターンテーブル1、アンテナポジショナ2及び受信機5等の動作は制御される。受信機5は例えばタイムドメインレシーバー、リアルタイム・スペクトラムアナライザ、ディジタルストレージオシロスコープなどである。
FIG. 1 is an example of the
EMC測定システム10の長周期ノイズの捕捉性能を検証するための長周期ノイズ捕捉性能評価システム20がEMC測定システム10に付加されている。長周期ノイズ捕捉性能評価システム20は、アンテナ3に基準信号を放射する基準信号発生装置としてのコムジェネレータ21と、測定制御プログラム8の実行によって得られた受信データを受け取って(受信データが入力されて)受信データを判定する受信データ判定装置22とを有する。
A long-period noise capture
基準信号として、時間領域で図2に示す周期的なバースト波(バーストパルス)を送信するコムジェネレータ21を使用する。ここで、図2の周期的なバースト波は、パルス周期t1(s)の短周期のパルス群であるバーストが長周期(バースト周期=基準信号発生周期T)で連続して(繰り返して)発生する波形である。バースト当たりのパルス数は、パルス周期t1のとき(T/t1)-1以下の整数個に設定する。バースト間に最低1パルス周期以上のパルスを送信しない期間を設けることで、バースト毎に時間領域の信号を区分する。パルス周期t1のパルスのパルス幅τは例えば1ns以下であり、受信機5の観測時間をD(s)としたとき、バースト当たりの短周期のパルス数は例えば0.1×(D/t1)+1とする。この場合、基準信号は周波数領域において、図3に示すようにスペクトルピーク間隔1/t1(Hz)で1GHz以上の帯域幅(周波数スペクトルは1GHzまでゼロ交叉しない)を持つ信号となる。そのため、例えば、測定規格が30MHz-1GHzの場合、帯域全体の周波数特性の評価を一括して行える。また、図2に示した1つのバーストの発生周期{基準信号発生周期T(s)}を長周期ノイズ1周期分とみなすことで、基準信号を時間領域において、周期T毎にノイズを発生する長周期ノイズを模擬した信号として扱うことができる。
As a reference signal, a
評価対象のEMC測定システム10に組み込まれている受信機5について、観測時間をDに設定し、コムジェネレータ21から送信される基準信号を測定する場合を考える。受信機5は観測時間Dの間、設定したサンプリング周期で時間信号をサンプリングする。そして、この時間信号をFFTすることで必要な帯域の周波数領域の特性を取得している。
Consider a case where the observation time is set to D and the reference signal transmitted from the
まず、基準信号のバースト長が、図4に示すように、バースト周期(=基準信号発生周期T)と受信機5の観測時間Dに比べ、無視できる程度に短く設定された場合を考える。この受信機5がEMC測定システム10の測定制御プログラム8からの制御命令を受け、任意の時間に観測を開始したときに、コムジェネレータ21から送信される基準信号を受信する確率の期待値はD/Tとなる。これは、コムジェネレータ21は常に周期Tで基準信号を送信しているため、観測時間Dの間にコムジェネレータ21が基準信号を送信する確率、言い換えると、受信機5が基準信号を受信する確率はD/Tとなる。この受信機5を組み込んだEMC測定システム10で十分な回数、基準信号を観測し、受信データを受信データ判定装置22で測定回毎、ピーク周波数毎に基準信号の受信の有無を判定し、受信確率を計算すると、評価対象のEMC測定システムが正しく構築されている場合、基準信号の受信確率はD/Tに収束する。逆に受信確率がD/Tから有意にずれた場合には、何らかの異常があることを検知することができる。前記の評価を行う際には、評価対象のEMC測定システム10の測定制御プログラム8は、受信機5だけでなくターンテーブル1やアンテナポジショナ2などシステムに含まれる他の機器の制御や、受信データの演算など実際のEMC測定時と同じ処理を行いながら取得した受信データを、受信データ判定装置22で評価することで、実使用時の長周期ノイズの捕捉性能の評価を行うことができる。
First, consider a case where the burst length of the reference signal is set to be negligibly shorter than the burst cycle (= reference signal generation cycle T) and the observation time D of the
ここまでバースト長が観測時間Dに比べ無視できる場合について述べたが、実際には、基準信号のバーストには長さがある。そのため、図5に示すように基準信号のバースト長Bが観測時間Dに比べ無視できない場合、バーストが観測時間Dの端部に位置する場合が発生する。その場合、受信信号の振幅値は観測時間内に完全に入っている状態と比較して低下する。バースト長がBの場合、観測時間D内にバースト長Bが100%入る確率は(D-B)/T、観測時間D内にバースト長Bの一部が入る確率は2B/Tとなる。 Up to this point, the case where the burst length is negligible compared to the observation time D has been described, but in reality, the burst of the reference signal has a length. Therefore, as shown in FIG. 5, when the burst length B of the reference signal cannot be ignored as compared with the observation time D, the burst may be located at the end of the observation time D. In that case, the amplitude value of the received signal is lower than that in the state where it is completely within the observation time. When the burst length is B, the probability that the burst length B is 100% within the observation time D is (DB) / T, and the probability that a part of the burst length B is within the observation time D is 2B / T.
本実施の形態において、バースト当たりのパルス数をk×(D/t1)+1としている場合(但し、係数k:1未満の正数で好ましくは0.1以下)、図5のバースト長Bは観測時間D×kに制限される。バースト長Bの一部又は全部が観測時間Dに入る確率は、(1+k)D/Tとなる。また、バーストの一部だけが観測時間内に入る確率は2Dk/Tとなる。バースト長の一部が観測時間D内に入る場合、観測時間Dに入る時間の長さに比例しての受信機5で得られる受信信号の振幅値が変動する。そのため、受信信号を受ける受信データ判定装置22の基準信号の受信の有無を判定するスレショルドレベルの調整により、期待値が変わる。例えば、スレショルドレベルを受信信号がない状態(基準信号を受信していない状態)のレベルの近傍に設定すると、期待値は最大の(1+k)D/Tとなる。スレショルドレベルをバースト長の100%が観測時間内に入った場合のレベルの近傍に設定すると、期待値は(1-k)D/Tとなる。
In the present embodiment, when the number of pulses per burst is k × (D / t 1 ) + 1 (however, a positive number less than the coefficient k: 1 is preferably 0.1 or less), the burst length B in FIG. Is limited to the observation time D × k. The probability that part or all of the burst length B enters the observation time D is (1 + k) D / T. Moreover, the probability that only a part of the burst enters within the observation time is 2Dk / T. When a part of the burst length falls within the observation time D, the amplitude value of the received signal obtained by the
例えば、係数kを0.1以下に選定した場合を具体的に述べる。すなわちバースト当たりのパルス数を0.1×(D/t1)+1以下としている場合、図5のバースト長Bは観測時間Dの10%以下に制限される。バースト長を最大の0.1Dとした場合、バースト長Bの一部又は全部が観測時間Dに入る確率は、1.1×D/Tとなる。また、バーストの一部だけが観測時間内に入る確率は0.2×D/T以下となる。バースト長の一部が観測時間D内に入る場合、観測時間Dに入る時間の長さに比例しての受信機5で得られる受信信号の振幅値が変動する。そのため、受信信号を受ける受信データ判定装置22の基準信号の受信の有無を判定するスレショルドレベルの調整により、期待値が変わる。例えば、スレショルドレベルを受信信号がない状態(基準信号を受信していない状態)のレベルの近傍に設定すると、期待値は最大の1.1×D/Tとなる。スレショルドレベルをバースト長の100%が観測時間内に入った場合のレベルの近傍に設定すると、期待値は0.9×D/Tとなる。しかし、いずれの場合も基準信号の受信の有無の判定に対してノイズの影響を受けやすくなるため、好ましくない。そのため、好ましくは、受信信号のS/N比が十分であれば、基準信号発生周期と受信機の観測時間に比べ、できる限りバースト長を短くすることで、受信信号の一部が観測時間に入る割合を減らすことが望ましい。受信信号の一部が観測時間に入る割合が十分に小さければ、スレショルドレベルを調整しなくても基準信号を受信する確率の期待値をD/Tとみなしても良いと考えられる。
For example, a case where the coefficient k is selected to be 0.1 or less will be specifically described. That is, when the number of pulses per burst is 0.1 × (D / t 1 ) +1 or less, the burst length B in FIG. 5 is limited to 10% or less of the observation time D. When the burst length is set to 0.1D at the maximum, the probability that a part or all of the burst length B enters the observation time D is 1.1 × D / T. In addition, the probability that only a part of the burst will be within the observation time is 0.2 × D / T or less. When a part of the burst length falls within the observation time D, the amplitude value of the received signal obtained by the
前記係数kは上記の点に鑑みると、0.1以下に設定することが好ましく、0.1より大きくすると前記スレショルドレベルによる期待値が変動し易くなり、好ましくないと言える。 In view of the above points, the coefficient k is preferably set to 0.1 or less, and if it is larger than 0.1, the expected value due to the threshold level tends to fluctuate, which is not preferable.
<基準信号の送信波形例>
コムジェネレータ21で発生する基準信号の送信波形例について、図6乃至図10を用いて説明する。所望の基準信号として、帯域幅1GHz、スペクトルピーク間隔100MHz、基準信号発生周期(バースト周期)1msとした場合の、基準信号の送信波形について述べる。
<Example of reference signal transmission waveform>
An example of the transmission waveform of the reference signal generated by the
まず、前記所望の基準信号を出力するために、時間領域の送信波形について、各パラメータの設定を説明する。最初にバースト内に含まれる短周期のパルスのパルス幅τについて考察すると、時間領域において、矩形関数で表される単一パルス波のフーリエ変換はsinc関数となる。パルス幅τを1ns以下にすれば、周波数スペクトラムは1GHzまでゼロ交叉しない。図6に、パルス幅τを0.8nsとした場合の単一パルスのパワースペクトラムを示す。1GHz付近のパワースペクトラム値を、DC付近と比較すると約10dB程度低下した値となっている。 First, in order to output the desired reference signal, the setting of each parameter for the transmission waveform in the time domain will be described. First, considering the pulse width τ of a short-period pulse contained in a burst, the Fourier transform of a single pulse wave represented by a rectangular function in the time domain becomes a sinc function. If the pulse width τ is set to 1 ns or less, the frequency spectrum does not cross zero up to 1 GHz. FIG. 6 shows the power spectrum of a single pulse when the pulse width τ is 0.8 ns. The power spectrum value near 1 GHz is about 10 dB lower than that near DC.
次に、短周期のパルスのパルス周期t1について考察すると、パルス周期t1は所望のスペクトルピーク間隔100MHzの逆数となるため10nsとなる。また、バースト当たりの送信パルス数については、0.1×(バースト周期/パルス周期)+1以下としているため、この例ではパルス数を10,001以下に設定する。ただし、前述したようにパルス捕捉性能の評価では、バースト長の一部が観測時間に入る割合を少なくしたいので、バースト長は短い方が望ましい。そのため、図7にパルス数を11、バースト長を100nsに設定した場合の時間領域の波形を示す。図8は、図7の波形のパワースペクトラムを示す。 Next, considering the pulse period t 1 of the short-period pulse, the pulse period t 1 is 10 ns because it is the reciprocal of the desired spectral peak interval of 100 MHz. Further, since the number of transmission pulses per burst is 0.1 × (burst cycle / pulse cycle) +1 or less, the number of pulses is set to 10,001 or less in this example. However, as described above, in the evaluation of pulse acquisition performance, it is desirable that the burst length is short because it is desired to reduce the ratio of a part of the burst length entering the observation time. Therefore, FIG. 7 shows a waveform in the time domain when the number of pulses is 11 and the burst length is 100 ns. FIG. 8 shows the power spectrum of the waveform of FIG. 7.
また、図9に図7の比較として、パルス数を51、バースト長を500nsに設定した場合の時間波形を示す。図10に、この波形のパワースペクトラムを示す。 Further, FIG. 9 shows a time waveform when the number of pulses is set to 51 and the burst length is set to 500 ns as a comparison with FIG. 7. FIG. 10 shows the power spectrum of this waveform.
図8及び図10のパワースペクトラムのスペクトルピーク間隔は、両方とも所望の100MHzとなっている。また、スペクトルピークの包絡線の形状は、図6に示す単一パルスのスペクトラム形状と等しく、1GHzにおけるパワースペクトラム値は、DCにおける値から約10dB程度低い値となっている。したがって、図7又は図9に示す時間波形を1msの周期で送信することで、所望の基準信号が得られる。また、図8と図10の各スペクトルピークにおける、パワースペクトラムのレベルを比較すると、バースト当たりのパルス数を増やした、図10の方が約13dB高くなる。前述のようにパルス捕捉性能の評価に使用する場合には、バースト長は短い方が望ましい。しかし、例えば、コムジェネレータ21からの基準信号を、長い距離伝搬させ評価に使用する場合などに、S/N比が小さくなる可能性がある。そのような場合には、必要に応じて、バースト当たりのパルス数を増やすことでS/N比を改善することが可能になる。
The spectral peak spacing of the power spectra of FIGS. 8 and 10 is both the desired 100 MHz. Further, the shape of the envelope of the spectrum peak is the same as the spectrum shape of the single pulse shown in FIG. 6, and the power spectrum value at 1 GHz is about 10 dB lower than the value at DC. Therefore, a desired reference signal can be obtained by transmitting the time waveform shown in FIG. 7 or 9 at a cycle of 1 ms. Further, when comparing the power spectrum levels at the respective spectral peaks of FIGS. 8 and 10, the number of pulses per burst is increased, and FIG. 10 is about 13 dB higher. When used for evaluation of pulse acquisition performance as described above, it is desirable that the burst length is short. However, for example, when the reference signal from the
<長周期ノイズ捕捉性能評価システムにおけるノイズ捕捉性能の評価>
図1のように、長周期ノイズ捕捉性能評価システム20がEMC測定システム10に付加されており、周期が1msの長周期ノイズを想定して、EMC測定システム10に観測時間が100μsの受信機5を組み込んで、長周期ノイズ捕捉性能の評価を行った場合の例を以下に説明する。
<Evaluation of noise capture performance in long-period noise capture performance evaluation system>
As shown in FIG. 1, a long-period noise capture
図4及び図5で説明したようにバースト長Bが短ければ、受信機5の観測時間Dの端にかかる確率が低くなるため、バースト長Bは短い方が好ましい。バースト長Bを観測時間Dの0.1%の長さとなる100nsに短く設定した場合(図7及び図8の基準信号のとき)を説明する。
As described with reference to FIGS. 4 and 5, if the burst length B is short, the probability that the end of the observation time D of the
この条件で、十分な回数となるように、コムジェネレータ21から送信される基準信号を観測すると、基準信号を受信するおおよその期待値は、観測時間/バースト周期=0.1となり、約10%の確率で受信することができる。ただし、前述のように、バースト長Bが有限である場合、バーストが観測時間の端部にかかり、受信レベルが変動する場合が生じる。この例の場合、観測時間内に、バースト長の一部が入る確率は、2×バースト長/バースト周期から0.02%となる。また、観測時間内にバースト長が100%入る確率は、(D-B)/Tから9.99%となり、バースト長が無視できる場合の期待値である10%に近い値となる。この場合、ノイズレベルと観測時間内にバーストが100%入った時の振幅値以外の振幅値を受信する確率が0.02%と十分に低くなるため、基準信号の受信の有無を判定するスレショルドレベルの設定による捕捉率の期待値への影響が小さくなる。例えば、ノイズの影響を少なくするため、観測時間内にバーストが100%入った時の振幅値の半分に設定した場合でも、捕捉率の期待値に10%という値を適用可能と考えられる。
When observing the reference signal transmitted from the
また、前述したように、受信した基準信号のS/N比が低い場合、バースト長Bを長くして、1バースト当たりのパルス数を増やすことで、S/N比が改善される。しかし、バースト長Bを長く設定した場合、バースト長Bの一部が観測時間内に入る確率が増える。例として、バースト長Bを前例の5倍に増やし、バースト長Bを観測時間Dの0.5%の長さになる500nsと設定した場合(図9及び図10の基準信号のとき)を説明する。この場合、観測時間D内にバースト長Bの一部が入る確率も2B/Tより、0.1%と5倍に増える。また、観測時間D内にバースト長Bが100%入る確率は(D-B)/Tより9.95%と減少する。この場合に、前例と同様にスレショルドレベルの設定を観測時間内にバーストが100%入った時の振幅値の半分に設定したとすると、スレショルドレベルに近い受信レベルの信号が増えるため、前例に比べ、ノイズの影響を受けやすくなる。 Further, as described above, when the S / N ratio of the received reference signal is low, the S / N ratio is improved by lengthening the burst length B and increasing the number of pulses per burst. However, when the burst length B is set long, the probability that a part of the burst length B falls within the observation time increases. As an example, a case where the burst length B is increased to 5 times the previous example and the burst length B is set to 500 ns, which is 0.5% of the observation time D (in the case of the reference signals of FIGS. 9 and 10) will be described. do. In this case, the probability that a part of the burst length B is included in the observation time D is 0.1%, which is 5 times higher than that of 2B / T. Further, the probability that the burst length B is 100% within the observation time D is reduced to 9.95% from (DB) / T. In this case, if the threshold level is set to half of the amplitude value when the burst enters 100% within the observation time as in the previous example, the signal of the reception level close to the threshold level increases, so compared to the previous example. , Susceptible to noise.
<基準信号発生器となるコムジェネレータのハードウェア構成>
図11に、パルス幅1ns以下で、任意の周期、パルス数で周期的なバースト波を出力するコムジェネレータ21のハードウェアの構成例を示す。コムジェネレータ21は、1nsよりパルス幅が広いパルスで所望のバースト波を周期的に生成するバースト波生成回路部31と、バースト波生成回路部31から出力されたバースト波のパルス幅τを1ns以下に整形する波形整形回路部32とを備える。バースト波生成回路部31としては、例えば、ロジック回路の一種である200MHzで動作するFPGA(Field-Programmable Gate Array)を使用すると、クロック周期は5nsとなるため、時間分解能5nsで任意のロジック波形を発生することが可能である。波形整形回路部32は特許文献2等の周知技術で構成可能である。
<Hardware configuration of the com generator that serves as the reference signal generator>
FIG. 11 shows a configuration example of the hardware of the
コムジェネレータ21から基準信号として、例えば時間領域で図2に示すパルス周期t1のパルスを各バースト毎に複数含む周期的なバースト波を送信すると、周波数領域では図3に示すようにスペクトルピーク間隔1/t1で1GHz以上の帯域幅を持つ信号となる。また、パルス周期t1のパルスは、バースト当たり(T/t1)-1以下の整数個含まれるように設定する。バースト間に最低1パルス周期以上のパルスを送信しない期間を設けることで、バースト毎に時間領域の信号を区分することができ、1つのバーストを、長周期ノイズが1周期の間に発生するノイズとみなすことで、長周期ノイズ(例えば、msオーダーの周期のノイズ)も模擬することができる(バースト周期は、バースト長と次のバーストが到来するまでの時間との和である)。
When a periodic burst wave containing a plurality of pulses having a pulse period t 1 shown in FIG. 2 is transmitted as a reference signal from the
<EMC測定システムの評価方法>
本発明の長周期ノイズ捕捉性能評価方法は、図12に示すような、放射エミッション測定システムの評価に使用できる。ここで、被試験機器であるEUT7に変えて、基準信号発生器としてのコムジェネレータ21を設置し、バースト波の基準信号を送信する。放射エミッション測定システムで、電界強度の測定を十分な回数繰り返す。受信機5で基準信号を捕捉した回数から、捕捉率の実測値を算出し、基準信号のバースト周期Tと、受信機5の観測時間Dから算出される期待値と比較することで、放射エミッション測定システム全体が適正に制御されているかを検証できる。
<Evaluation method of EMC measurement system>
The long-period noise capture performance evaluation method of the present invention can be used for evaluation of a radiation emission measurement system as shown in FIG. Here, instead of the EUT7 which is the device under test, a
本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。 According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) EMC測定システム10に含まれる受信機5の観測時間がDの場合、基準信号を発生するコムジェネレータ21から、所望のスペクトルピーク間隔1/t1の逆数となるパルス周期t1のパルスを複数含むバーストを、T>Dとなるバースト周期Tで連続して送信し、EMC測定システム10で前記基準信号の測定を複数回行い、前記測定を行った回数に対する前記基準信号を受信した回数の割合から前記EMC測定システムが正常に長周期ノイズを捕捉しているか否かを判定可能である。このため、長周期ノイズの捕捉性能を実測により評価することが可能である。
(1) When the observation time of the
(2) 前記基準信号において、パルス幅が1ns以下のパルスを、バースト当たり0.1×D/t1+1以下の整数個含むバーストパルスを、繰り返し連続して送信し、前記基準信号を受信した割合を、D/T以上で、1.1×D/T以下の範囲の期待値と比較して、EMC測定システム10が正常に長周期ノイズを捕捉しているか否を判定する場合、バースト長Bが観測時間Dに比較して短くなり、スレショルドレベルの設定による期待値の変動を少なくできる。
(2) In the reference signal, a pulse having a pulse width of 1 ns or less and a burst pulse containing an integer number of 0.1 × D / t 1 + 1 or less per burst are repeatedly and continuously transmitted, and the reference signal is received. When the burst length is determined by comparing the ratio with the expected value in the range of 1.1 × D / T or more at D / T or more to determine whether the
(3) コムジェネレータ21は、バースト波を基準信号として送信するが、パルス周期t1の短周期のパルスが、バースト当たり(T/t1)-1以下の整数個含まれるように設定することで、バースト間に最低1パルス周期以上のパルスを送信しない期間を設けることができ、バースト毎に時間領域の信号を区分することが可能になり、1つのバーストを、長周期ノイズが1周期の間に発生するノイズとみなすことで、長周期ノイズも模擬することができる。
(3) The
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。 Although the present invention has been described above by taking the embodiment as an example, it is understood by those skilled in the art that various modifications can be made to each component and each processing process of the embodiment within the scope of the claims. By the way. Hereinafter, a modification example will be touched upon.
本発明は、測定周波数範囲に応じて短周期のパルスのパルス幅τ、周期t1及びバースト周期Tを変更することで多様なEMC測定システムに適用可能である。 The present invention can be applied to various EMC measurement systems by changing the pulse width τ, period t 1 and burst period T of short-period pulses according to the measurement frequency range.
本発明に係るコムジェネレータの回路構成は、目的とするバースト波を発生可能であれば、任意の構成が採用可能である。 As the circuit configuration of the comb generator according to the present invention, any configuration can be adopted as long as the target burst wave can be generated.
1 ターンテーブル
2 アンテナポジショナ
3 アンテナ
4 機構制御部
5 受信機
7 EUT
8 測定制御プログラム
10 ECM測定システム
20 長周期ノイズ捕捉性能評価システム
21 コムジェネレータ
22 受信データ判定装置
31 バースト波生成回路部
32 波形整形回路部
1
8
Claims (6)
基準信号を発生するコムジェネレータと、前記受信機の出力信号が入力される受信データ判定装置とを備え、
前記コムジェネレータは、前記受信機の観測時間がD(s)の場合、前記基準信号として、所望の等間隔のスペクトルピーク間隔1/t1(Hz)を有するように、前記スペクトルピーク間隔1/t1の逆数となるパルス周期t1(s)のパルスを複数含むバーストを、T>Dとなるバースト周期T(s)で連続して送信するものであり、
前記バーストは、パルス周期t 1 (s)でかつパルス幅1(ns)以下のパルスを、前記バースト当たり
k×D/t 1 +1 (但し、係数kは1未満の正数値)
以下の整数個含んでおり、
前記EMC測定システムで前記基準信号の測定を複数回行い、前記受信データ判定装置では、前記測定を行った回数に対する前記基準信号を受信した回数の割合から前記EMC測定システムが正常に長周期ノイズを捕捉しているか否かを判定する、長周期ノイズ捕捉性能評価システム。 A long-period noise capture performance evaluation system in an EMC measurement system having an antenna and a receiver to which a received signal of the antenna is input.
It is equipped with a com generator that generates a reference signal and a reception data determination device that inputs the output signal of the receiver.
When the observation time of the receiver is D (s), the comb generator has the spectral peak interval 1 / t 1 (Hz) of desired equal intervals as the reference signal. A burst containing a plurality of pulses having a pulse period t 1 (s), which is the reciprocal of t 1 , is continuously transmitted in a burst period T (s) such that T> D.
The burst is a pulse having a pulse period of t 1 (s) and a pulse width of 1 (ns) or less per burst.
k × D / t 1 +1 (However, the coefficient k is a positive value less than 1)
Contains the following integers,
The EMC measurement system measures the reference signal a plurality of times, and in the reception data determination device, the EMC measurement system normally produces long-period noise from the ratio of the number of times the reference signal is received to the number of times the measurement is performed. A long-period noise capture performance evaluation system that determines whether or not it is capturing.
前記EMC測定システムに含まれる受信機の観測時間がD(s)の場合、
基準信号を発生するコムジェネレータから、所望の等間隔のスペクトルピーク間隔1/t1(Hz)を有するように、前記スペクトルピーク間隔1/t1の逆数となるパルス周期t1(s)のパルスを複数含むバーストを、T>Dとなるバースト周期T(s)で連続して送信するが、前記バーストは、パルス周期t 1 (s)でかつパルス幅1(ns)以下のパルスを、前記バースト当たり
k×D/t 1 +1 (但し、係数kは1未満の正数値)
以下の整数個含むようにし、
前記EMC測定システムで前記基準信号の測定を複数回行い、前記測定を行った回数に対する前記基準信号を受信した回数の割合から前記EMC測定システムが正常に長周期ノイズを捕捉しているか否かを判定する、長周期ノイズ捕捉性能評価方法。 This is a method for evaluating long-period noise capture performance in EMC measurement systems.
When the observation time of the receiver included in the EMC measurement system is D (s),
A pulse with a pulse period t 1 (s) that is the inverse of the spectral peak spacing 1 / t 1 so as to have the desired equidistant spectral peak spacing 1 / t 1 (Hz) from the comb generator that generates the reference signal. Bursts containing a plurality of bursts are continuously transmitted in a burst period T (s) such that T> D, and the burst is a pulse having a pulse period t 1 (s) and a pulse width of 1 (ns) or less. Per burst
k × D / t 1 +1 (However, the coefficient k is a positive value less than 1)
Include the following integers,
Whether or not the EMC measurement system normally captures long-period noise is determined from the ratio of the number of times the reference signal is received to the number of times the reference signal is measured by the EMC measurement system a plurality of times. Long-period noise capture performance evaluation method to judge.
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野島俊雄,垂澤芳明,携帯電話の電波による医用電気機器電磁干渉の試験法,電子情報通信学会論文誌 B,日本,社団法人電子情報通信学会,2001年,Vol.J84-B,No.1,pp.11-18 |
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