JP7253724B2 - 評価システムおよび評価装置 - Google Patents

Description

本開示は、評価システムおよび評価装置に関する。

電子機器を構成するプリント基板などの評価対象物において、外部から注入されたノイズが、評価対象物内でどのように伝搬しているかを可視化し、それによって評価対象物の電磁環境適合性（ＥＭＣ：ＥｌｅｃｔｒｏＭａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）を評価する方法が知られている。特許文献１には、所定の周波数を有する信号を評価対象物に印加し、評価対象物内を伝搬するノイズを、ノイズ検知手段によって検知するノイズ評価システムが開示されている。特許文献１に記載のノイズ評価システムでは、検知されたノイズの強度を測定し、測定された強度と測定ポイントとが対応付けられた評価結果を出力する。

特開２０１０－２３７０９９号公報

特許文献１に記載のノイズ評価システムでは、周波数ごとにノイズの強度を測定している。つまり、印加するノイズとして単一の周波数を有するノイズのみを用いており、評価対象物から発生したノイズも、単一の周波数に対応するものとして評価している。一方で、実際に電子機器に進入するノイズは、複数の周波数を有する場合もある。したがって、複数の周波数を有するノイズが評価対象物内でどのように伝搬するかを評価できると、評価対象物内のノイズ伝搬について、より正確な評価結果を得ることができる。

上記課題を解決するために、本開示の一実施形態の評価システムは、測定装置と、測定装置と通信する処理装置と、を備える。測定装置は、測定対象が有する測定領域から、測定対象への入力信号に対応して出力される出力信号の、位相に関する出力位相情報および振幅に関する出力振幅情報を測定する。処理装置は、入力信号と、出力位相情報と、出力振幅情報と、に基づいて、測定領域におけるノイズ波形を計算する。入力信号は、第１周波数を有する第１信号と、第１周波数とは異なる第２周波数を有する第２信号と、を含む。第１信号は、位相に関する第１位相情報と、振幅に関する第１振幅情報と、を有する。第２信号は、位相に関する第２位相情報と、振幅に関する第２振幅情報と、を有する。

本開示の一実施形態の評価装置は、受信部と、計算部と、を備える。受信部は、測定対象への入力信号と、入力信号に対応して測定対象が有する測定領域から出力された出力信号の、位相に関する出力位相情報および振幅に関する出力振幅情報と、を受信する。計算部は、入力信号と、出力位相情報と、出力振幅情報と、に基づいて、測定領域におけるノイズ波形を計算する。入力信号は、第１周波数を有する第１信号と、第１周波数とは異なる第２周波数を有する第２信号と、を含む。第１信号は、位相に関する第１位相情報と、振幅に関する第１振幅情報と、を有する。第２信号は、位相に関する第２位相情報と、振幅に関する第２振幅情報と、を有する。

評価対象物内のノイズ伝搬について、より正確な評価結果を得ることができる、評価システムおよび評価装置を提供する。

図１は、第１実施形態に係る評価システムの概略構成を表す図である。 図２は、実施形態に係る処理装置のハードウェア構成図である。 図３は、第１実施形態に係る処理装置のブロック図である。 図４Ａは、測定対象の二次元平面画像データの一例を示す図である。 図４Ｂは、測定対象のノイズ強度を示す分布図を、測定対象の二次元平面画像データに重ね合わせて表示したノイズ強度分布図である。 図５は、第１実施形態に係る処理装置３の動作を説明する図である。 図６は、第２実施形態に係る評価装置および周辺構成を表す図である。 図７は、第２実施形態に係る評価装置のブロック図である。

以下に、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
図１に、本実施形態の評価システムの概略構成を示す。

図１に示すように、本実施形態の評価システム１は、測定装置２と、処理装置３と、を備える。測定装置２と処理装置３とは、データまたは信号を授受可能に接続されている。

測定装置２は、測定対象１１が有する測定領域１２から、入力信号に対応して出力される出力信号を受信する。処理装置３は、入力信号と、出力位相情報と、出力振幅情報と、に基づいて、測定領域１２におけるノイズ波形を求める。

評価システム１は、プローブ７、プローブ７を駆動する駆動機構９、および駆動機構９の位置を制御する位置コントローラ１０を備えてもよい。それらを備えることにより、評価システム１は、測定対象１１における複数の測定領域１２について走査を行うことができる。評価システム１は、付随的な構成要素である増幅器４および表示装置２０のうち少なくとも一方を備えてもよい。評価システム１は、プローブ７と測定装置２の間に、図示しない増幅器あるいは減衰器を備えてもよい。増幅器あるいは減衰器を備えることにより、プローブ７で検出されたノイズのゲインの調整を行うことができる。

測定対象１１は、評価システム１によって評価される対象の評価対象物の一例である。具体的には、測定対象１１は、電子機器を構成する電子部品である。測定対象１１は、例えば、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が実装されたプリント回路板である。測定対象１１は、端部にコネクタ１３を有してもよい。コネクタ１３にケーブルを接続することにより、ケーブルおよびコネクタ１３を介して、入力信号を測定対象１１に供給することができる。例えばインジェクションプローブから、ケーブルを介して、入力信号を測定対象１１に供給することができる。詳細は後述する。なお、測定対象１１はコネクタ１３を有さなくてもよい。例えばケーブルが測定対象１１にはんだ付けされていてもよい。

測定対象１１は、測定領域１２を有する。測定領域１２は、評価システム１が評価対象とする領域である。測定領域１２は、入力信号に対応して出力信号を出力する。

入力信号とは、測定対象１１に対して印加される信号である。言い換えると、入力信号は、測定対象１１に対して外部から侵入するノイズに相当する。本実施形態では、入力信号は、第１周波数を有する第１信号と、第１周波数とは異なる第２周波数を有する第２信号とを含む。なお、入力信号は、互いに異なる周波数の複数の信号を含んでいればよく、互いに異なる２種類の周波数の信号を含む形態に限定されない。入力信号は、例えば高周波信号である。

出力信号とは、測定対象１１に入力信号を印加または入力したときに、該測定対象１１の測定領域１２から出力される信号である。言い換えると、出力信号とは、測定対象１１に侵入したノイズである入力信号が該測定対象１１内を伝搬し、測定領域１２から出力した信号である。出力信号は、例えば磁界あるいは電界である。出力ノイズは、出力信号の一例である。

入力信号に対応する出力信号とは、測定対象１１に入力信号が入力されたときに、該入力信号の入力によって測定領域１２から出力される出力信号を意味する。

入力信号と出力信号の詳細については後述する。測定対象１１は、複数の測定領域１２を有していてもよい。例えば、測定対象１１の一部の領域が、複数の測定領域１２によって占められていてもよい。あるいは、測定対象１１の全部の領域が、複数の測定領域１２によって占められていてもよい。

本実施形態において、入力信号は測定装置２からコネクタ１３を介して測定対象１１に入力される。測定対象１１への入力信号の入力と、測定対象１１からの出力信号の受信との両方を測定装置２で行うことにより、測定装置２および後述する処理装置３は、入力信号と出力信号とを容易に同期させることができる。入力信号と出力信号とを同期させることができるのであれば、測定装置２とは別の信号源から入力信号が測定対象１１に入力されてもよい。

増幅器４は、測定装置２に接続されるとともに、コネクタ１３に接続される。本実施形態において、測定装置２から出力された入力信号は、増幅器４に入力される。入力信号は、増幅器４で増幅されてから、コネクタ１３を介して測定対象１１に入力される。入力信号が小さい場合、増幅器４で増幅することにより、入力信号を大きくすることができる。これにより、現実の環境において測定対象１１に注入されるノイズに近い振幅の入力信号を測定対象１１に入力することができる。また、入力信号に対応する出力信号をも大きくすることができる。これらにより、評価の精度を高めることができる。入力信号の大きさを十分に大きくできるのであれば、評価システム１は増幅器４を備えなくてもよい。

測定装置２は、測定対象１１から出力された出力信号を受信する。本実施形態において、測定対象１１から出力された出力信号は、プローブ７によって検知され、測定装置２に入力される。プローブ７は、電界測定用のプローブであってもよく、磁界測定用のプローブであってもよく、電界および磁界の双方を測定可能なプローブであってもよい。具体的にどのような構成、あるいは性能のプローブを用いるかは、評価目的に応じて適宜決定すればよい。プローブ７は、測定装置２に接続されていてもよい。

プローブ７により検知された出力信号は、測定装置２に入力される。また、プローブ７は支持部８により支持される。支持部８は、駆動機構９によって駆動される。駆動機構９により、プローブ７は、支持部８とともに測定対象１１付近を移動可能である。言い換えると、プローブ７は、測定対象１１を走査してもよい。

具体的には、プローブ７は、測定対象１１における測定領域１２内を、Ｘ方向、およびＹ方向にそれぞれ移動可能である。プローブ７は、Ｚ方向にも移動可能であってもよい。プローブ７が指向性を有する場合、プローブ７はＺ方向に平行な直線を軸として回転することが可能であってもよい。

なお、Ｘ方向およびＹ方向は、測定対象１１に対して平行である。言い換えると、Ｘ方向およびＹ方向は、測定対象１１を構成するプリント基板の板面に平行である。Ｚ方向は、測定対象１１に対して垂直である。言い換えると、Ｚ方向は、測定対象１１を構成するプリント基板の板面に垂直である。

駆動機構９によるプローブ７のＸ方向およびＹ方向の移動は、例えば、処理装置３からの位置制御信号に基づき、位置コントローラ１０が駆動機構９へ駆動信号を出力することにより行われる。

測定領域１２は、測定対象１１における、プローブ７によって出力信号が検知される領域である。言い換えると、測定領域１２は、ノイズ検知が行われる領域である。

測定領域１２は、測定対象１１と平行な二次元平面における所定の測定範囲内においてあらかじめ複数設定されている。具体的には、測定対象１１と平行な二次元平面をＸ－Ｙ平面としたとき、Ｘ方向に等間隔でｎ列、Ｙ方向に等間隔でｍ行、の測定領域１２があらかじめ設定されている。ｎおよびｍの値、測定領域１２の間隔ならびに測定領域１２の位置は、測定に応じて適宜決定することができる。

測定装置２は、プローブ７にて検知された出力信号の周波数特性を測定可能な測定器である。具体的には、測定装置２は、出力信号の位相および振幅を測定可能である。測定装置２としては、例えばネットワークアナライザを用いることができる。本実施形態では、入力信号は測定装置２からコネクタ１３を介して測定対象１１に入力される。言い換えると、測定装置２は、入力信号の周波数を示すデータを保持している。測定装置２は、入力信号の周波数に対応させて、検知された出力信号の周波数特性を測定する。具体的には、測定装置２は、検知された出力信号の位相である出力位相情報および振幅である出力振幅情報を測定する。そして、測定装置２は、出力位相情報および出力振幅情報を、入力信号の周波数を示すデータとともに処理装置３に出力する。入力信号が測定装置２とは異なる信号源から測定対象１１に入力される場合、入力信号の周波数を示すデータが測定装置２に入力されてもよい。

処理装置３は、測定装置２から入力された測定データの計算処理を行う。処理装置３は、例えばＰＣ（パーソナル・コンピュータ）である。処理装置３は、入力信号と、出力位相情報と、出力振幅情報と、を測定装置２から受信する。そして、処理装置３は、入力信号と、出力位相情報と、出力振幅情報と、に基づき、測定領域１２におけるノイズ波形を導出する。前述の通り、処理装置３は、位置コントローラ１０へ制御信号を出力することによる、プローブ７の移動の制御を行ってもよい。入力信号が測定装置２とは異なる信号源から測定対象１１に入力される場合、入力信号の周波数を示すデータが信号源から処理装置３に入力されてもよい。

次に、処理装置３のハードウェア構成を説明する。図２は、処理装置３のハードウェア構成図の一例である。

処理装置３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４０Ａ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）４０Ｂ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４０Ｃ、およびＩ／Ｆ４０Ｄ等がバス４０Ｅにより相互に接続されており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。

ＣＰＵ４０Ａは、本実施形態の処理装置３を制御する演算装置である。ＲＯＭ４０Ｂは、ＣＰＵ４０Ａによる処理を実現するプログラム等を記憶する。ＲＡＭ４０Ｃは、ＣＰＵ４０Ａによる処理に必要なデータを記憶する。Ｉ／Ｆ４０Ｄは、データを送受信するためのインターフェースである。

本実施形態の処理装置３で実行される情報処理を実行するためのプログラムは、ＲＯＭ４０Ｂ等に予め組み込んで提供される。なお、本実施形態の処理装置３で実行されるプログラムは、処理装置３にインストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供するように構成してもよい。

図３を用いて、処理装置３の詳細を説明する。図３は、処理装置３のブロック図である。処理装置３は、入力信号、第１位相情報、および第１振幅情報を受信する受信部３１と、ノイズ波形を求める計算処理を行う計算部３２と、を備える。処理装置３がプローブ７の移動の制御を行う場合、処理装置３は、位置コントローラ１０に制御信号を出力する、制御部３３を備えてもよい。処理装置３は、プローブ７の較正を行う較正部３４を備えてもよい。また、評価システム１は、ノイズ波形に関する情報を表示装置２０に表示してもよい。その場合、処理装置３は、ノイズ波形の情報を表示装置２０に出力する、出力制御部３５を備えてもよい。ノイズ波形に関する情報とは、例えば、ノイズ強度分布図である。

受信部３１は、測定装置２より、出力位相情報と、出力振幅情報と、を受信する。また、受信部３１は、測定装置２から、あるいは信号源から、入力信号を受信する。受信部３１は、受信した入力信号、出力位相情報、および出力振幅情報を、計算部３２に出力する。

計算部３２は、入力信号と、出力位相情報と、出力振幅情報と、に基づき、測定領域１２におけるノイズ波形を求める。具体的な処理内容については後述する。

較正部３４は、プローブ７の較正を行う。プローブ７は、測定するノイズの周波数によって、出力ゲインが異なる場合がある。その場合、プローブ７の較正を行ってもよい。例えば、較正部は、プローブ７の、入力される各周波数に対するゲインの値を保持する。ゲインの値は、較正計数に相当する。較正部は、続いて、入力信号の周波数に対応するプローブ７のゲインの逆数を、計算部３２に出力する。計算部３２は、得られた出力信号に、プローブ７のゲインの逆数を乗算する。これにより、プローブ７の周波数特性によらない評価結果を得ることができる。ここではプローブ７の周波数特性の較正について説明したが、プローブ７の位相特性についても同様に較正を行ってもよい。

本実施形態においては、処理装置３は、ＣＰＵ４０ＡがＲＯＭ４０Ｂから処理内容に応じた制御プログラムを読み出してＲＡＭ４０Ｃに展開し、実行することにより、受信部３１および計算部３２の機能を実現する。同様にして、制御部３３、較正部３４、および出力制御部３５の機能が実現されてもよい。あるいは、それぞれ異なるハードウェア回路によって、各部の機能が実現されてもよい。

計算部３２で行っているノイズ波形を求める処理について、詳細を説明する。

測定対象１１に入力される入力信号は、上述したように、複数の周波数を有する信号である。言い換えると、入力信号は、第１周波数を有する第１信号と、第１周波数とは異なる第２周波数を有する第２信号と、を含む。第１信号と、第２信号とは、それぞれ正弦波で表される。つまり、第１信号は、位相に関する第１位相情報と、振幅に関する第１振幅情報とを有する。また、第２信号は、位相に関する第２位相情報と、振幅に関する第２振幅情報とを有する。

ここで、単一の周波数を有する入力信号を入力信号Ａとし、入力信号Ａが測定対象１１に入力されたときに、測定対象１１が出力する出力信号を出力信号Ｂとした場合を想定する。この場合、入力信号Ａおよび出力信号Ｂは、いずれも正弦波で示される。すなわち、入力信号Ａおよび出力信号Ｂは、それぞれ以下の式（１）および式（２）のように示すことができる。

式（１）におけるＡ（ｆ）が入力信号Ａの振幅、２πｆｔ＋α（ｆ）が入力信号Ａの位相にそれぞれ対応する。また、式（２）におけるＢ（ｆ）が出力信号Ｂの振幅、２πｆｔ＋β（ｆ）が出力信号Ｂの位相にそれぞれ対応する。

このとき、式（２）を式（１）で除することにより、以下の式（３）～（５）で示す周波数特性が得られる。

ここで、測定装置２で得られる値は、式（４）で示されるゲインおよび式（５）で示される位相である。また、入力信号を測定装置２が出力する場合、測定装置２が式（１）で示される入力信号の情報を保持している。したがって、計算部３２は、式（１）と式（４）とを用いることにより、式（２）で示される出力信号の情報を得ることができる。

本実施形態における入力信号は、複数の周波数を有する信号である。つまり、入力信号は、複数の正弦波の重ね合わせで表現することができる。ｎ個（ｎは２以上の自然数）の周波数を有する入力信号を入力信号Ｎとしたとき、入力信号Ｎは以下の式（６）のように示すことができる。

なお、式（６）におけるＡｋ（ｆｋ）およびαｋ（ｆｋ）は高速フーリエ変換を用いて入力信号Ｎから算出することができる。

ここで、入力信号Ｎは、第１周波数を有する第１信号Ａ１と、第１周波数とは異なる第２周波数を有する第２信号Ａ２とを含む。第１信号Ａ１および第２信号Ａ２は、以下の式で表される。

式（７）におけるＡ_１（ｆ）が第１信号Ａ１の振幅に、α_１（ｆ）が第１信号Ａ１の位相に対応する。言い換えると、式（７）におけるＡ_１（ｆ）は振幅に関する第１振幅情報であり、α_１（ｆ）は位相に関する第１位相情報である。

また、式（７）におけるＡ_２（ｆ）が第２信号Ａ２の振幅に、α_２（ｆ）が第２信号Ａ２の位相に対応する。言い換えると、式（７）におけるＡ_２（ｆ）は振幅に関する第２振幅情報であり、α_２（ｆ）は位相に関する第２位相情報である。

入力信号Ｎに対する測定領域１２におけるノイズ波形は、入力信号Ｎと、測定装置２で得られる式（４）のゲインおよび位相とを畳み込み積分することによって以下の式（７）～（９）のように計算される。

ここで、式（８）はノイズ波形の振幅、式（９）はノイズ波形の位相に対応する。

以上の計算により、計算部３２は、複数の周波数を有する入力信号に対する、ノイズ波形を計算することができる。

出力制御部３５は、求めたノイズ波形に関する情報を出力してもよい。例えば、出力制御部３５は、測定領域１２ごとのノイズ強度を示す分布図を作成して出力してもよい。ノイズ強度としては、例えば、ノイズ波形の振幅を用いることができる。出力制御部３５は、例えばノイズ強度に応じて濃淡の差をつけたり、色分けをしたりすることにより、測定領域１２ごとのノイズ強度を示す分布図を作成する。出力制御部３５は、測定領域ごとのノイズ強度を示す分布図を、測定対象１１の二次元平面画像データに重ね合わせたものを、ノイズ強度分布図として作成してもよい。出力制御部３５は、測定対象１１の二次元平面画像データをあらかじめ保持していてもよく、図示しないカメラにより測定対象１１の二次元平面画像データをノイズ評価の前あるいは後に取得してもよい。

出力制御部３５は、作成したノイズ強度分布図を処理装置３に接続された表示装置２０に出力してもよい。それにより、表示装置２０は、ノイズ強度分布図を表示することができる。これにより、測定対象１１におけるノイズの伝搬経路、およびノイズの強度分布を可視化することができる。表示装置２０は、評価システム１に含まれてもよい。

ノイズ強度分布図について、図４Ａおよび図４Ｂを用いて説明する。

図４Ａは、測定対象１１の二次元平面画像データの一例を示し、図４Ｂは、測定対象１１のノイズ強度を示す分布図を、測定対象１１の二次元平面画像データに重ね合わせて表示したノイズ強度分布図の一例を示す。図４Ｂでは、ノイズ強度が大きい領域を、密度の高い網掛けで示している。

図４Ａに示す例では、測定対象１１は、コネクタ１３に接続する配線パターン２１と、配線パターン２１のコネクタ１３に接続されない側の端付近に位置する電子部品２４と、電子部品２４の付近に位置する電子部品２５と、配線パターン２１の周囲に位置する電子部品２２と、電子部品２４の周囲に位置する電子部品２３と、を有する。電子部品２２は、例えば基板グランドの一部である。図４Ｂにおいては、配線パターン２１に対応する領域の網掛けの密度が最も高く、電子部品２４に対応する領域の網掛けの密度が次に高く、電子部品２５に対応する領域、配線パターン２１の周辺領域および電子部品２４の周辺領域では網掛けの密度が低くなっている。

出力制御部３５は、例えば、図４Ａおよび図４Ｂに示すノイズ強度分布図を生成し、表示装置２０へ表示する。これにより、入力ノイズの伝搬しやすさが、配線パターン２１において最も高く、電子部品２４において次に高く、電子部品２５、配線パターン２１の周辺および電子部品２４の周辺において低くなることを、ユーザに対して容易に提供することができる。また、図４Ｂでは、配線パターン２１の周辺領域、電子部品２４の周辺領域、電子部品２５に対応する領域、電子部品２２に対応する領域、および電子部品２３に対応する領域の網掛けの密度がほぼ同じになっている。

このため、例えば、図４Ａおよび図４Ｂを視認したユーザは、配線パターン２１の周辺領域、電子部品２４の周辺領域、電子部品２５、電子部品２２、および電子部品２３とでは、入力ノイズの伝搬しやすさがほぼ同等であることを容易に把握することができる。このように、出力制御部３５は、ノイズの伝搬しやすさを直観的に理解することが可能なノイズ強度分布図を生成し、表示装置２０へ表示することができる。

図５は、本実施形態の評価システム１における処理装置３の動作を説明するフローチャートである。図５に示すように、受信部３１は、入力信号と、出力振幅信号と、出力位相信号とを受信する（Ｓ１）。そして、計算部３２は、入力信号と、出力振幅信号と、出力位相信号とに基づき、ノイズ波形を求める（Ｓ２）。出力制御部３５は、求めたノイズ波形に関する情報を出力する（Ｓ３）。

以上説明したように、本実施形態の評価システム１は、測定装置２と、処理装置３と、を備える。測定装置は、測定対象１１が有する測定領域１２から、測定対象１１への入力信号に対応して出力される出力信号の、位相に関する出力位相情報および振幅に関する出力振幅情報を測定する。処理装置３は、入力信号と、出力位相情報と、出力振幅情報と、に基づいて、測定領域１２におけるノイズ波形を計算する。入力信号は、第１周波数を有する第１信号と、第１周波数とは異なる第２周波数を有する第２信号と、を含む。第１信号は、位相に関する第１位相情報と、振幅に関する第１振幅情報と、を有する。第２信号は、位相に関する第２位相情報と、振幅に関する第２振幅情報と、を有する。

ここで、従来技術においては、印加するノイズとして単一の周波数を有するノイズを用いており、評価対象物から発生したノイズも、単一の周波数に対応するものとして評価していた。例えば、単一の正弦波をノイズ信号として評価対象物に入力していた。

しかし、実際の環境で生じるノイズは正弦波ではなく方形波や、三角波である場合もある。方形波や三角波は正弦波の重ね合わせで表すことができる。言い換えると、方形波および三角波は複数の周波数の信号を含む。したがって、評価対象物内で複数の周波数を有するノイズがどのように伝搬するかを評価できると有益である。

従来技術では、評価対象物から発生したノイズを、単一の周波数に対応するものとして評価していた。例えば、入力ノイズが周波数Ｐおよび周波数Ｑを含む場合には、周波数Ｐに対してはノイズ波形ｐを、周波数Ｑに対してはノイズ波形ｑを別個に出力していた。言い換えると、複数の周波数を含む入力ノイズに対して、評価対象物から実際に出力される信号を得ることができなかった。

一方本実施形態に係る評価システム１では、第１周波数を有する第１信号と、第１周波数とは異なる第２周波数を有する第２信号と、を含む入力信号と、出力信号の出力位相情報および出力振幅情報と、に基づいて、測定領域１２におけるノイズ波形を計算する。このため、本実施形態に係る評価システム１では、複数の周波数を有する信号が入力されたときに実際に出力される１つのノイズ波形を求めることができる。

従って、本実施形態に係る評価システム１は、複数の周波数を有するノイズが測定対象１１である評価対象物内でどのように伝搬するかを評価できる。また、本実施形態に係る評価システム１は、評価対象物のノイズ伝搬について、より正確な評価結果を得ることができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態の評価装置について、図６および図７を用いて説明する。図６は、ノイズ評価に係る本実施形態の評価装置１００および周辺構成を示す図である。図７は、本実施形態の評価装置１００の概略構成を示す図である。

図６に示すように、本実施形態の評価装置１００は、図１に示した第１実施形態の評価システム１のうち、測定装置２と処理装置３が一体になったものである。その他の構成については、基本的に第１実施形態の評価システム１と同じであるため、第１実施形態の評価システム１と同じ構成要素については同じ符号を付し、その説明を省略する。

評価装置１００は、測定対象が有する測定領域から、入力信号に対応して出力される、出力信号を受信する受信部１０１と、出力信号の、位相に関する出力位相情報および振幅に関する出力振幅情報を測定する測定部１０２と、入力信号と、出力位相情報と、出力振幅情報とに基づいて測定領域におけるノイズ波形を求める計算部３２と、を備える。評価装置１００がプローブ７の移動の制御を行う場合、評価装置１００は、位置コントローラ１０に制御信号を出力する、制御部３３を備えてもよい。評価装置１００は、プローブ７の較正を行う較正部３４を備えてもよい。また、評価装置１００は、ノイズ波形に関する情報を表示装置２０に表示してもよい。その場合、評価装置１００は、ノイズ波形の情報を表示装置２０に出力する、出力制御部３５を備えてもよい。ノイズ波形に関する情報とは、例えば、ノイズ強度分布図である。評価装置１００が表示装置２０を備えていてもよい。

受信部１０１は、測定対象１１から出力された出力信号を受信する。受信部１０１は、受信した出力信号を測定部１０２に入力する。

測定部１０２は、出力信号の周波数特性を測定する。本実施形態においても、入力信号は評価装置１００からコネクタ１３を介して測定対象１１に入力される。言い換えると、評価装置１００は、入力信号の周波数を示すデータを保持している。測定部１０２は、入力信号の周波数に対応させて、出力信号の周波数特性を測定する。具体的には、測定部１０２は、検知された出力信号の位相である出力位相情報および振幅である出力振幅情報を測定する。

そして、測定部１０２は、出力位相情報および出力振幅情報を、入力信号の周波数を示すデータとともに計算部３２に出力する。入力信号が評価装置１００とは異なる信号源から測定対象１１に入力される場合、入力信号の周波数を示すデータが測定部１０２に入力されてもよい。あるいは、入力信号が評価装置１００とは異なる信号源から測定対象１１に入力される場合、入力信号の周波数を示すデータが信号源から計算部３２に入力されてもよい。

本実施形態に係る評価装置においても、複数の周波数を有する信号が入力されたときに実際に出力される１つのノイズ波形を求めることができる。したがって、本実施形態に係る評価装置１００は、第１の実施形態と同様に、複数の周波数を有するノイズが測定対象１１である評価対象物内でどのように伝搬するかを評価できる。また、本実施形態に係る評価装置１００は、評価対象物のノイズ伝搬について、より正確な評価結果を得ることができる。
また、本実施形態に係る評価装置１００は、測定対象１１に入力される入力信号の出力と、入力信号、出力位相情報および出力振幅情報に基づくノイズ波形の計算と、の両方を行っている。これにより、入力信号と、出力位相情報および出力振幅情報と、ノイズ波形と、をより正確に対応づけることができる。

図２に示すように、評価装置１００のハードウェア構成は、処理装置３のハードウェア構成と同様である。評価装置１００においては、ＣＰＵ４０ＡがＲＯＭ４０Ｂから処理内容に応じた制御プログラムを読み出してＲＡＭ４０Ｃに展開し、実行することにより、受信部１０１、測定部１０２および計算部３２の機能を実現する。同様にして、制御部３３、較正部３４、および出力制御部３５の機能が実現されてもよい。あるいは、それぞれ異なるハードウェア回路によって、各部の機能が実現されてもよい。

本開示の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の用紙を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態は、発明の範囲および用紙に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ 評価システム
２ 測定装置
３ 処理装置
４ 増幅器
７ プローブ
８ 支持部
９ 駆動機構
１０ 位置コントローラ
１１ 測定対象
１２ 測定領域
１３ コネクタ
２０ 表示装置
３１ 受信部
３２ 計算部
３３ 制御部
３４ 較正部
３５ 出力制御部
１００ 評価装置
１０１ 受信部
１０２ 測定部

Claims (13)

1. 測定装置と、前記測定装置と通信する処理装置と、を備えた評価システムであって、
   前記測定装置は、
   測定対象が有する測定領域から、前記測定対象への入力信号に対応して出力される出力信号の、位相に関する出力位相情報および振幅に関する出力振幅情報を測定し、
   前記処理装置は、
   前記入力信号と、前記出力位相情報と、前記出力振幅情報と、に基づいて、前記測定領域におけるノイズ波形を計算し、
   前記入力信号は、第１周波数を有する第１信号と、前記第１周波数とは異なる第２周波数を有する第２信号と、を含み、
   前記第１信号は、位相に関する第１位相情報と、振幅に関する第１振幅情報と、を有し、
   前記第２信号は、位相に関する第２位相情報と、振幅に関する第２振幅情報と、を有する、
   評価システム。
2. 前記処理装置は、前記入力信号と、前記出力位相情報と、前記出力振幅情報と、を用いて畳み込み積分を行い、前記ノイズ波形を導出する、
   請求項１に記載の評価システム。
3. 前記入力信号は、前記測定装置から前記測定対象に対して出力される、
   請求項１または請求項２に記載の評価システム。
4. 前記測定装置に接続され、前記測定領域から発生する前記出力信号を検知するプローブを備え、
   前記測定装置は、
   前記プローブに対応する較正計数を用いて前記出力信号を較正し、較正後の前記出力信号の前記出力位相情報および前記出力振幅情報を測定する、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の評価システム。
5. 前記処理装置は、
   前記ノイズ波形の強度の分布を表示装置に表示する、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の評価システム。
6. 前記ノイズ波形の強度は、前記ノイズ波形の振幅である、
   請求項５に記載の評価システム。
7. 前記処理装置は、
   前記測定対象の画像に前記ノイズ波形の強度の分布を示す画像を重ねた画像を、前記表示装置に表示する、
   請求項５または請求項６に記載の評価システム。
8. 測定対象への入力信号と、前記入力信号に対応して前記測定対象が有する測定領域から出力された出力信号の、位相に関する出力位相情報および振幅に関する出力振幅情報と、を受信する受信部と、
   前記入力信号と、前記出力位相情報と、前記出力振幅情報と、に基づいて、前記測定領域におけるノイズ波形を計算する計算部と、
   を備え、
   前記入力信号は、第１周波数を有する第１信号と、前記第１周波数とは異なる第２周波数を有する第２信号と、を含み、
   前記第１信号は、位相に関する第１位相情報と、振幅に関する第１振幅情報と、を有し、
   前記第２信号は、位相に関する第２位相情報と、振幅に関する第２振幅情報と、を有する、
   評価装置。
9. 前記計算部は、前記入力信号と、前記出力位相情報と、前記出力振幅情報と、を用いて畳み込み積分を行い、前記ノイズ波形を求める、
   請求項８に記載の評価装置。
10. 前記入力信号を、前記測定対象に対して出力する出力部を備える、
    請求項８または請求項９に記載の評価装置。
11. 前記計算部は、
    記測定領域から発生する前記出力信号を検知するプローブに対応する較正計数を用いて前記出力信号を較正し、
    前記入力信号と、較正した前記出力信号の、前記出力位相情報および前記出力振幅情報と、に基づいて、前記測定領域における前記ノイズ波形を計算する、
    請求項８～請求項１０のいずれか一項に記載の評価装置。
12. 前記ノイズ波形の強度の分布を表示装置に表示する出力制御部を備える、
    請求項８～請求項１１のいずれか一項に記載の評価装置。
13. 前記表示装置を備える、
    請求項１２に記載の評価装置。

Images