WO2020110465A1 - 電源断時異常状態検出装置および電源断時異常状態検出方法 - Google Patents

電源断時異常状態検出装置および電源断時異常状態検出方法 Download PDF

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北尾　耕司
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Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社
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    • G—PHYSICS
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    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/30—Means for acting in the event of power-supply failure or interruption, e.g. power-supply fluctuations

Definitions

  • the present invention relates to a power failure abnormal condition detection device and a power failure abnormal condition detection method.
  • Patent Document 1 discloses a "noise source search system" that can clearly identify the output source of a signal that is a noise source even if a plurality of signal output sources of the same frequency are provided in the vicinity. ..
  • the noise source search system includes radiation noise detection means, amplification means, received waveform observation means, arithmetic processing means, and harmonic return path shortening module.
  • the radiation noise detecting means is composed of a small loop antenna, a current probe, or the like, and acquires radiation noise radiated into the space from the operating substrate under measurement as an analog electric signal.
  • the amplification means is composed of an amplification device or the like having a good S/N ratio, and amplifies the electric signal from the radiation noise detection means.
  • the reception waveform observing means is composed of a digital oscilloscope or the like capable of A/D converting the reception signal and processing it as digital data.
  • the noise waveform detected by the radiation noise detecting means (amplitude change at an arbitrary noise frequency is displayed in time series). Waveform) can be confirmed in real time and has a function as a noise waveform acquisition means.
  • the arithmetic processing means is composed of a personal computer or the like, receives a noise signal as digital data from the received waveform observing means, and performs processing such as data processing, display, and determination.
  • the harmonic return path shortening module selects, based on the frequency of the signal output source provided on the board under test, a signal line in which a harmonic corresponding to the noise frequency acquired by the noise waveform acquisition means may flow.
  • the signal line By arranging the signal line at an inspection target part which is an arbitrary part, the return path of the harmonic corresponding to the noise frequency is shortened. If you use the harmonic return path shortening module to change the part to be returned by the shortened return path of the harmonics of the signal that becomes the noise source, the noise will change from the level of the radiated noise detected by the radiated noise detection means. It is possible to identify the source of.
  • Patent Document 2 discloses a "wireless sensor reader" that excites a passive wireless sensor and senses data from the passive wireless sensor.
  • the reader can excite the sensor by transmitting a signal such as a resonance frequency of the sensor or a radio frequency (RF) pulse close to the resonance frequency of the sensor.
  • the sensor emits a ring signal for a short time in response to the excitation pulse from the reader.
  • RF radio frequency
  • the sensor is a passive device that does not have its own power source, and can emit a ring signal in response to the resonance frequency of the sensor or an excitation signal close to this.
  • the sensor is configured to sense a particular parameter.
  • the sensor includes a fixed inductor and a capacitor that change based on the sensing parameter.
  • the variable capacitance or inductance changes the resonant frequency of the sensor.
  • At least one inductive element of the sensor also functions as the sensor's antenna, coupling energy to and from another antenna located in the reader.
  • Patent Document 3 discloses a technical concept of realizing contactless power supply and signal transmission between an input/output device and a device body by electromagnetic induction.
  • the resonance circuit of the input/output device and the main body side resonance circuit of the device body are arranged so as to face each other, and are electromagnetically coupled by electromagnetic induction.
  • the values of the inductance and capacitance of the resonance circuit of the input/output device are set to values at which resonance occurs in the resonance circuit according to the frequency of the current flowing through the inductance of the body side resonance circuit by the communication circuit of the device body.
  • Patent Document 4 an electromagnetic wave can be detected without a complicated procedure, and even when a plurality of electromagnetic waves are detected, it is easy to identify the electromagnetic wave, and further, the inside of a circuit that does not affect a circuit arranged around the electromagnetic wave.
  • a method of detecting a signal is disclosed.
  • a resonance generating unit is provided on a printed circuit board independently of a circuit.
  • the resonance generating means has a resonance circuit for signal amplification and frequency selection.
  • the resonant circuit has a coil pattern and a capacitor pattern which are printed on the surface of the printed board and connected in parallel, and one of them is connected to the transmitting antenna unit.
  • the transmission antenna unit emits an electromagnetic wave having a frequency corresponding to the resonance frequency of the resonance circuit.
  • the resonance circuit of the resonance generating means resonates under the influence of the electric signal and emits an electromagnetic wave having a frequency corresponding to the resonance frequency from the transmitting antenna section connected to the resonance circuit.
  • Patent Document 1 a dedicated harmonic return path shortening module is required to identify the noise source.
  • the wireless sensor reader in order to excite the passive wireless sensor, the wireless sensor reader needs to transmit an excitation pulse having a resonance frequency of the passive wireless sensor or a radio frequency close to the resonance frequency.
  • Patent Document 3 merely discloses the technical idea of non-contactly supplying power and transmitting signals by electromagnetic induction.
  • Patent Document 4 in order to detect the internal signal of the circuit in a non-contact manner, a resonance generating means including a resonance circuit and a transmitting antenna section is required near the circuit.
  • An object of the present invention is to provide a power failure abnormal state detection device and a power failure abnormal state detection method that solve the above-mentioned problems.
  • an abnormal state detecting device at the time of power failure is an antenna element that receives radiation noise radiated from a device on a circuit board of an electronic device, and is connected to the antenna element to adjust a resonance frequency.
  • An antenna that includes a possible resonance circuit and that outputs a reception signal that represents the radiation noise; and a sensor that monitors the reception signal to detect an abnormal state when the main power of the electronic device is cut off.
  • a method for detecting a power failure abnormal condition is that radiation noise radiated from a device on a circuit board of an electronic device is received by an antenna element of an antenna including a resonance circuit whose resonance frequency is adjustable.
  • a sensor monitors the received radiation noise to detect an abnormal state when the main power supply of the electronic device is cut off.
  • the present invention it is possible to detect an abnormal state when the main power of the electronic device is cut off.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration example of an antenna and a sensor used in the power failure abnormal state detection device shown in FIG. 3. It is a figure which shows the example which measured the radiation noise radiated from the circuit board of a certain electronic device using the spectrum analyzer in the vicinity of the circuit board. It is sectional drawing which shows schematic structure of the power failure abnormal condition detection apparatus which concerns on the 2nd Example of this invention.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram showing a related-art abnormal state detection device at the time of power failure.
  • the voltage value, the current value, and the information on the power supply sequence are directly supplied from the device 2 of the electronic device to the monitoring circuit 20, and the monitoring circuit 20 causes an abnormal state when the main power is cut off. Was being detected.
  • the present inventor can obtain information as to what frequency each device operates at, or when what frequency band of noise fluctuates, the main power source of the electronic device is cut off. If so, it will be possible to analyze the factors of major power outages from a new perspective, and we believe that the analysis time should be shortened.
  • the present invention in the event of a failure in which the main power source of an electronic device is unexpectedly cut off, by monitoring the frequency band and level of the radiated noise emitted from each device inside the electronic device, The purpose is to obtain information on how the device was operating.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a power failure abnormal state detection device according to an embodiment of the present invention.
  • the illustrated abnormal state detection device at power-off includes an antenna 4 and a sensor 5.
  • the antenna 4 includes an antenna element (described later) and a resonance circuit (described later).
  • the resonance circuit is connected to the antenna element, and the resonance frequency of the antenna 4 can be adjusted.
  • the antenna element receives the radiated noise 3 radiated from the device 2 inside the electronic device.
  • the device 2 may be a power supply generation circuit that generates a main power supply.
  • the antenna 4 outputs a reception signal representing the radiation noise 3.
  • the sensor 5 monitors the received signal and detects an abnormal state of the electronic device at the time of main power supply.
  • the device 2 is supplied with main power from the main power supply 21.
  • Standby power is supplied to the sensor 5 from the standby power supply 22.
  • the standby power supply 22 may be a backup power supply.
  • the first effect is that radiated noise 3 can be received efficiently even with weak radiated noise 3.
  • the reason is that the antenna 4 is installed in the vicinity of the device 2 inside the electronic apparatus, and the resonance frequency of the antenna 4 is adjusted to the operating frequency of each device 2 by the resonance circuit.
  • the second effect is that it is possible to grasp the operating frequency state of each device 2 when a failure occurs in which the main power supply 21 of the electronic device is cut off unexpectedly.
  • the reason is that the sensor 5 monitors the level of the radiation noise 3 received from the antenna 4.
  • the third effect is that it is possible to detect an abnormality in the radiated noise 3 in each frequency band generated and radiated inside the electronic device.
  • the reason is that the antenna 4 including the resonance circuit is installed in the electronic device, and the reception signal of the antenna 4 is monitored by the sensor 5.
  • the fourth effect is that multiple frequency bands can be monitored.
  • the reason is that the resonance frequency of the antenna 4 is changed by changing the constant of the resonance circuit.
  • a fifth effect is that when the main power supply 21 of the electronic device is turned off, it is possible to obtain information such as at what frequency the device 2 was operating, or whether noise in a frequency band that does not occur during normal operation was generated. It is possible. The reason is that standby power is supplied from the standby power supply 22 to the sensor 5 that monitors the abnormal state when the main power supply 21 of the electronic device is disconnected.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration of the power failure abnormal state detection device according to the first embodiment of the present invention.
  • An antenna 4 including a resonance circuit receives radiated noise 3 radiated from a device 2 on a circuit board 1 such as a motherboard in an electronic device.
  • the antenna 4 outputs a reception signal representing the radiation noise 3.
  • the sensor 5 monitors the received signal to detect an abnormal state when the electronic device is powered off.
  • the first embodiment is characterized in that the radiation noise 3 radiated in the air is detected by the antenna 4 set to a specific resonance frequency.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration example of the antenna 4 and the sensor 5.
  • the illustrated antenna 4 is a type of antenna generally called a monopole antenna, and detects the radiation noise 3.
  • the antenna 4 has an antenna conductor 6 as an antenna element.
  • the resonance circuit 11 of the antenna 4 includes a coil 7, a resistor 8, and a capacitor 10 inserted between the resistor 8 and the GND 9.
  • the antenna element 6 is connected to the sensor 5 via the resonance circuit 11.
  • the antenna length of the antenna element 6 is set to a length of a quarter wavelength of the frequency of the radiation noise 3, the radiation noise 3 can be efficiently detected.
  • the frequency component of the radiation noise 3 to be detected is set to 240 MHz.
  • the resonance frequency of the antenna 4 can be adjusted to the frequency of the radiation noise 3 to be detected.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example in which the radiation noise 3 radiated from the circuit board 1 of a certain electronic device is measured in the immediate vicinity of the circuit board 1 using a spectrum analyzer. It can be seen from FIG. 5 that the peaks of the radiation noise 3 exist at a plurality of frequencies.
  • the radiated noise 3 generally contains a harmonic component of the fundamental wave, and an odd multiple component is strongly output.
  • the harmonic appears as an odd triple harmonic with respect to the fundamental wave 80 MHz.
  • the radiation noise 3 can be detected by setting the antenna length so that the resonance frequency is matched with the noise in the high frequency band of higher harmonic components. is there.
  • the antenna length of the antenna element 6 should be set so that the triple harmonic can be targeted. Is desirable.
  • the sensor 5 shown in FIG. 4 is supplied with power from a standby power supply or a backup power supply in the electronic device. This makes it possible to refer to the information detected by the sensor 5 after the main power source is restored, even if the main power source of the electronic device is unexpectedly cut off.
  • the radiation noise 3 radiated in the air from the device 2 in FIG. 3 contains various frequency components.
  • the resonance frequency of the antenna 4 is adjusted in advance by using the resonance circuit 11 so as to match the frequency band of the radiation noise 3 that is particularly strongly radiated.
  • the sensor 5 can detect a change in the level of the radiation noise 3 when the device 2 is operating normally and when the device 2 is not operating.
  • the effect of the first embodiment is that it is easy to identify the cause when a failure occurs that the main power source of the electronic device is cut off unexpectedly.
  • the antenna on the circuit board.
  • the antenna wiring in the wiring area on the inner layer of the area where the device is mounted, the radiation noise can be detected at a location closer to that in the first embodiment, which is detected in the air.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a power failure abnormal state detection device according to a second embodiment of the present invention.
  • the illustrated power failure abnormal state detection device uses a multilayer substrate 12 as a circuit substrate.
  • the device 13 is mounted on the multilayer substrate 12 inside the electronic device.
  • the antenna element 15 is formed on the inner layer of the multilayer substrate 12.
  • the antenna element 15 receives the radiation noise 14 emitted from the device 13.
  • the wiring 15 is arranged as an antenna element on the inner layer of the multilayer substrate 12 where the device 13 is mounted.
  • a resonance circuit 16 is connected to the wiring (antenna element) 15.
  • the combination of the antenna element 15 and the resonance circuit 16 constitutes an antenna (15, 16).
  • a sensor 17 is connected to the antennas (15, 16).
  • the resonance frequency of the antenna (15, 16) is set by adjusting the length of the antenna element 15 and the constant of the resonance circuit 16.
  • the use of the present invention can be considered as a RAS (reliability, availability, serviceability) function of a device such as a server or a factory computer that operates 24 hours a day and in which a person is not resident.
  • RAS reliability, availability, serviceability
  • circuit board 1 circuit board 2 device 3 radiation noise 4 antenna 5 sensor 6 antenna element (antenna conductor) 7 coil 8 resistance 9 GND 10 Capacitor 11 Resonant Circuit 12 Multilayer Substrate (Circuit Board) 13 device 14 radiated noise 15 antenna element (antenna wiring) 16 Resonance circuit 17 Sensor 20 Monitoring circuit 21 Main power supply 22 Standby system power supply

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Abstract

電子機器の主要電源断時の異常状態を検出すること。アンテナは、電子機器の回路基板上のデバイスから放射される放射ノイズを受信するアンテナ素子と、このアンテナ素子に接続され、共振周波数を調整可能な共振回路とを含み、放射ノイズを表す受信信号を出力する。センサは、受信信号を監視して、電子機器の主要電源断時の異常状態を検知する。

Description

電源断時異常状態検出装置および電源断時異常状態検出方法
　本発明は、電源断時異常状態検出装置および電源断時異常状態検出方法に関する。
　現状では、予期せずに電子機器の主要電源が断に至った場合に、主要電源断の要因を特定するための情報が限られている。そのために、主要電源断の要因の解析に時間を要しているのが現状である。詳述すると、既存技術においても、電子機器内で動作している各デバイスの電圧値や電流値に異常が発生したという情報を取得することは可能である。しかしながら、なぜ電子機器の主要電源に異常が発生したのかを知るための更なる情報を得ることは難しい。
　本発明に関連する先行技術文献が、種々、知られている。
　例えば、特許文献１は、同じ周波数の信号出力源が近傍位置に複数設けられていても、ノイズ源となっている信号の出力源を明確に識別できる「ノイズ源探査システム」を開示している。ノイズ源探査システムは、放射ノイズ検知手段、増幅手段、受信波形観測手段、演算処理手段、高調波リターン経路短縮化モジュールより成る。放射ノイズ検知手段は、小型ループアンテナや電流プローブ等で構成され、動作中の被測定基板から空間へ放射される放射ノイズをアナログ電気信号として取得する。増幅手段は、Ｓ／Ｎ比の良い増幅装置等で構成され、放射ノイズ検知手段からの電気信号を増幅する。受信波形観測手段は、受信信号をＡ／Ｄ変換してデジタルデータとして処理できるデジタルオシロスコープ等で構成され、放射ノイズ検知手段により検知されたノイズ波形（任意のノイズ周波数における振幅変化を時系列に表示した波形）をリアルタイムで確認でき、ノイズ波形取得手段としての機能を備える。演算処理手段は、パーソナルコンピュータ等で構成され、受信波形観測手段よりデジタルデータとしてノイズ信号を受け取り、データ加工・表示・判定等の処理を行う。
　高調波リターン経路短縮化モジュールは、被測定基板に設けられる信号出力源の周波数に基づき、ノイズ波形取得手段が取得対象としたノイズ周波数に対応する高調波が流れる可能性のある信号線を選定し、その信号線の任意箇所である検査対象部位に設けることで、ノイズ周波数に対応する高調波のリターン経路を短縮化する。高調波リターン経路短縮化モジュールを用いて、ノイズ源となる信号の高調波を短縮化したリターン経路で戻す部位を変えてゆけば、放射ノイズ検知手段により検知される放射ノイズのレベル変化から、ノイズの発生源を特定することが可能である。
　特許文献２は、パッシブワイヤレスセンサを励起し、パッシブワイヤレスセンサからデータを感知する「ワイヤレスセンサリーダ」を開示している。この特許文献２において、リーダは、センサの共振周波数またはこれに近似する無線周波数（ＲＦ）パルス等の信号を送信することによって、センサを励起することができる。センサは、リーダからの励起パルスに応答して、短時間リング信号を放射する。
　センサは、独自の電源を有さないパッシブデバイスであり、センサの共振周波数又はこれに近似する励起信号に応答して、リング信号を放射可能である。センサは、特定のパラメータを感知するように構成される。センサは、感知パラメータに基づいて変化する固定インダクタおよびコンデンサを含む。可変容量又はインダクタンスは、センサの共振周波数を変化させる。センサの少なくとも１つの誘導性素子は、センサのアンテナとしても機能し、リーダに配置される別のアンテナへ、かつ、これからエネルギーをつなぐ。
　また、特許文献３は、入出力装置と機器本体との間で、非接触で電力の供給と信号の伝送を電磁誘導で実現する技術的思想を開示している。入出力装置の共振回路と機器本体の本体側共振回路は、対向するように配置されており、電磁誘導により電磁的に結合している。入出力装置の共振回路のインダクタンスとキャパシタンスの値は、機器本体の通信回路が本体側共振回路のインダクタンスに流す電流の周波数に応じて共振回路で共振が生じるような値に設定される。
　特許文献４は、煩雑な手順を踏むことなく電磁波を検出でき、しかも、当該電磁波が複数検出された場合もその特定が容易で、更に、その周囲に配置した回路に影響を及ぼさない回路の内部信号を検出する方法を開示している。特許文献４においては、プリント基板上に、回路と独立して共振発生手段が設けられる。共振発生手段は、信号増幅および周波数選択用の共振回路を有する。共振回路は、プリント基板の表面上に印刷され、並列に接続されたコイルパターンとコンデンサパターンとを有し、その一方が送信アンテナ部に繋がる。送信アンテナ部は、共振回路の共振周波数に応じた周波数の電磁波を発信する。回路の内部信号として電気信号が流れると、共振発生手段の共振回路は、電気信号による影響を受けて共振し、共振回路に繋がる送信アンテナ部から共振周波数に応じた周波数の電磁波を発信する。
特開２０１８－０７７１４４号公報 特表２０１３－５２２９３２号公報 特開２００９－１３０４１６号公報 特開２００８－０８９５５６号公報
　前述したように、予期せずに電子機器の主要電源が切れた場合は、異常な電源シーケンスで主要電源が落ちたという情報あるいは、電子機器内部の各デバイスの電圧値や電流値が異常値を示したというだけの情報しか得られないのが現状である。電子機器が保有している通常のアラーム検出回路では検出できない要因で主要電源が切れてしまうため、要因分析に有効なログが残らず、原因解明には至らないケースが多い。
　また近年の電子機器は、低消費電力化のために、負荷レベルに合わせて各デバイスの動作周波数を変える仕様となっている。しかしながら、予期せずに電子機器の主要電源が切れた場合に各デバイスがどの周波数帯で動作していたか、という情報を収集する手段がないのが現状である。
　一方、特許文献１～４には、それぞれ、次に述べるような問題がある。
　特許文献１では、ノイズ源を特定するためには、専用の高調波リターン経路短縮モジュールを必要とする。
　特許文献２では、ワイヤレスセンサリーダが、パッシブワイレスセンサを励起するために、パッシブワイヤレスセンサの共振周波数又はこれに近似する無線周波数の励起パルスを送信する必要がある。
　特許文献３は、単に、非接触で電力の供給と信号の伝送を電磁誘導で実現する技術的思想を開示しているに過ぎない。
　特許文献４は、回路の内部信号を非接触で検出するために、その回路の近傍に、共振回路と送信アンテナ部とから成る共振発生手段が必要である。
　本発明の目的は、上述した課題を解決する、電源断時異常状態検出装置および電源断時異常状態検出方法を提供することにある。
　本発明の第１の態様として、電源断時異常状態検出装置は、電子機器の回路基板上のデバイスから放射される放射ノイズを受信するアンテナ素子と、該アンテナ素子に接続され、共振周波数を調整可能な共振回路とを含み、前記放射ノイズを表す受信信号を出力するアンテナと；前記受信信号を監視して、前記電子機器の主要電源断時の異常状態を検知するセンサと；を含む。
　本発明の第２の態様として、電源断異常状態検出方法は、電子機器の回路基板上のデバイスから放射される放射ノイズを、共振周波数を調整可能な共振回路を含むアンテナのアンテナ素子で受信し、前記受信した放射ノイズを、センサで監視して前記電子機器の主要電源断時の異常状態を検知する。
　本発明によれば、電子機器の主要電源断時の異常状態を検出することができる。
関連技術である電源断時異常状態検出装置の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の実施形態に係る電源断時異常状態検出装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施例に係る電源断異常状態検出装置の概略構成を示す斜視図である。 図３に示した電源断異常状態検出装置に用いられる、アンテナ及びセンサの構成例を示す回路図である。 ある電子機器の回路基板から放射される放射ノイズを、回路基板の直近でスペクトルアナライザを用いて計測した例を示す図である。 本発明の第２の実施例に係る電源断異常状態検出装置の概略構成を示す断面図である。
　最初に、本発明の概要について説明する。
［関連技術］
　図１は、関連技術である電源断時異常状態検出装置を示す概略ブロック図である。
　図１に示されるように、関連技術では、電子機器のデバイス２から直接、監視回路２０に電圧値や電流値、電源シーケンスの情報が供給されて、監視回路２０で主要電源断時の異常状態を検出していた。
　関連技術では、予期せずに電子機器の主要電源が切れた場合、異常な電源シーケンスで主要電源が落ちたという情報あるいは、電子機器内部の各デバイス２の電圧値や電流値が異常値を示したというだけの情報しか得られない。電子機器が保有している通常のアラーム検出回路では検出できない要因で主要電源が切れてしまうため、要因分析に有効なログが残らず、原因解明には至らないケースが多い。
　また近年の電子機器は、低消費電力化のために、負荷レベルに合わせて各デバイス２の動作周波数を変える仕様となっている。予期せずに電子機器の主要電源が切れた場合に、各デバイス２がどの周波数帯で動作していたか、という情報を収集する手段はないのが現状である。
　そこで、本発明者は、各デバイスがどういった周波数で動作しているときに、或いはどういう周波数帯のノイズが変動したときに、電子機器の主要電源が断に至ったのかという情報が得られれば、新たな観点で主要電源断の要因を分析することが可能となり、解析時間の短縮が見込まれる筈であると思料した。
　したがって、本発明は、予期せずに電子機器の主要電源が切れてしまう障害に至った場合に、電子機器内部の各デバイスから放射される放射ノイズの周波数帯やレベルを監視することで、どのデバイスがどういう動作状態になっていたかの情報を得ることを目的とする。
　図２は、本発明の実施形態に係る電源断時異常状態検出装置の概略構成を示すブロック図である。
　図示の電源断時異常状態検出装置は、アンテナ４と、センサ５とを備える。アンテナ４は、アンテナ素子（後述する）と、共振回路（後述する）とを含む。共振回路は、アンテナ素子に接続され、アンテナ４の共振周波数を調整可能である。
　アンテナ素子は、電子機器内部のデバイス２から放射される放射ノイズ３を受信する。デバイス２は、主要電源を生成する電源生成回路であってもよい。アンテナ４は、放射ノイズ３を表す受信信号を出力する。センサ５は、受信信号を監視して、電子機器の主要電源時の異常状態を検知する。
　なお、デバイス２には、主要電源２１から主要電力が供給されている。センサ５には、待機系電源２２から待機電力が供給されている。待機系電源２２は、バックアップ用電源であってよい。
　次に、本発明の実施形態の効果について説明する。
　第１の効果は、微弱な放射ノイズ３でも効率よく放射ノイズ３を受信できることである。その理由は、電子機器内部のデバイス２の直近にアンテナ４を設置して、アンテナ４の共振周波数を共振回路によって、それぞれのデバイス２の動作周波数に合わせているからである。
　第２の効果は、予期せずに電子機器の主要電源２１が切れてしまう障害が発生したときの各デバイス２の動作周波数状態を把握することができることである。その理由は、アンテナ４から受信した放射ノイズ３のレベルをセンサ５で監視しているからである。
　第３の効果は、電子機器内部で生成及び放射される各周波数帯の放射ノイズ３の異常を検出することができることである。その理由は、電子機器内に共振回路を含むアンテナ４を設置し、そのアンテナ４の受信信号をセンサ５で監視しているからである。
　第４の効果は、複数の周波数帯を監視できることである。その理由は、共振回路の定数を変えてアンテナ４の共振周波数を変えているからである。
　第５の効果は、電子機器の主要電源２１の断時に、デバイス２がどの周波数で動作していたか、或いは正常動作時には発生しない周波数帯のノイズが発生していなかったか、といった情報を得ることができることである。その理由は、電子機器の主要電源２１の断時の異常状態を監視するセンサ５に、待機系電源２２から待機電力を供給しているからである。
　次に、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。 
　図３は、本発明の第１の実施例に係る電源断異常状態検出装置の概略構成を示す斜視図である。
　共振回路（後述する）を含むアンテナ４は、電子機器内のマザーボードなどの回路基板１上のデバイス２から放射される放射ノイズ３を受信する。アンテナ４は、放射ノイズ３を表す受信信号を出力する。センサ５は、受信信号を監視して、電子機器の主要電源断時の異常状態を検知する。
　本第１の実施例は、空中に放射される放射ノイズ３を、特定の共振周波数に設定したアンテナ４で検知することを特徴とする。
　図４は、アンテナ４及びセンサ５の構成例を示す回路図である。
　図示のアンテナ４は、一般にモノポールアンテナと呼ばれるタイプのアンテナで、放射ノイズ３を検出する。アンテナ４は、アンテナ素子として、アンテナ導体６を有する。アンテナ４の共振回路１１は、コイル７と、抵抗８と、抵抗８とＧＮＤ９との間に挿入されたコンデンサ１０とから成る。アンテナ素子６は、共振回路１１を介して、センサ５に接続されている。
　図４に示されるように、アンテナ素子６のアンテナ長を、放射ノイズ３の周波数の４分の１波長の長さに設定すると、効率よく放射ノイズ３を検出することができる。ここで、仮に検出すべき放射ノイズ３の周波数成分を２４０ＭＨｚに設定したいとする。この場合、アンテナ素子６のアンテナ長は、次の式で表される。 
　　アンテナ長＝光速（３０万ｋｍ／秒）÷周波数（２４０ＭＨｚ）÷４
　　　　　　　＝３１．２５ｃｍ
　電子機器内でこの３１．２５ｃｍの長いアンテナ素子６を確保できないとする。この場合、共振回路１１のコイル７やコンデンサ１０の定数を調整することで、アンテナ４の共振周波数を、検出したい放射ノイズ３の周波数に合わせることが可能となる。
　図５は、ある電子機器の回路基板１から放射される放射ノイズ３を、回路基板１の直近でスペクトルアナライザを用いて計測した例を示す図である。図５から、複数の周波数において、放射ノイズ３のピークが存在していることがわかる。
　放射ノイズ３は一般に基本波の高調波成分を含んでおり、奇数倍の成分が強く出力されることが知られている。図５の２４０ＭＨｚ付近のピークの場合、基本波８０ＭＨｚに対して奇数の３倍の高調波として見えている例である。
　電子機器内でアンテナ素子６のアンテナ長を確保できない場合は、高調波成分の高い周波数帯のノイズに共振周波数を合わせるようにアンテナ長を設定することで、放射ノイズ３を検出することも可能である。
　図５の例では、基本波８０ＭＨｚの５倍の高調波の４００ＭＨｚの放射ノイズ３にターゲットを絞るとする。この場合、アンテナ素子６のアンテナ長は、次の式で表される。 
　　アンテナ長＝光速（３０万ｋｍ／秒）÷周波数（４００ＭＨｚ）÷４
　　　　　　　＝１８．７５ｃｍ
　よって、アンテナ素子６を、より実現しやすいアンテナ長に設定することが可能となる。
　ただし、放射ノイズ３は３倍、５倍と高調波成分の周波数が高くなるにつれて強度が大きく減少するため、３倍の高調波をターゲットにできるように、アンテナ素子６のアンテナ長を設定することが望ましい。
　図４のセンサ５は、電子機器内の待機系電源或いはバックアップ電源から電力が供給されるようにしている。これにより、予期せずに電子機器の主要電源の断が発生しても、センサ５で検出した情報を、主要電源を復旧させたあとで参照することが可能となる。
　図３のデバイス２から空中に放射される放射ノイズ３にはさまざまな周波数成分が含まれている。
　そこで、本第１の実施例では、特に強く放射される放射ノイズ３の周波数帯に合わせるように、共振回路１１を使用して、あらかじめアンテナ４の共振周波数を調整している。これにより、センサ５は、デバイス２が正常動作しているときと、デバイス２が動作しなくなったときの放射ノイズ３のレベルの変化を検出することが可能となる。
　第１の実施例の効果は、予期せずに電子機器の主要電源が切れる障害が発生した場合の、要因切り分けが容易になることである。
　アンテナを回路基板上で形成することも可能である。デバイスが実装されているエリアの内層の配線エリアにアンテナ配線を設けることで、空中で検出する前記第１の実施例より近い箇所で放射ノイズを検出することができる。
　図６は、本発明の第２の実施例に係る電源断異常状態検出装置の概略構成を示す断面図である。
　図示の電源断異常状態検出装置では、回路基板として多層基板１２を使用している。デバイス１３は、電子機器内部の多層基板１２上に実装されている。アンテナ素子１５は、多層基板１２の内層に形成されている。アンテナ素子１５は、デバイス１３から放射される放射ノイズ１４を受信する。
　詳述すると、デバイス１３が実装されている箇所の多層基板１２の内層に、アンテナ素子として配線１５を配置している。配線（アンテナ素子）１５には、共振回路１６が接続されている。アンテナ素子１５と共振回路１６との組み合わせは、アンテナ（１５、１６）を構成する。アンテナ（１５、１６）には、センサ１７が接続される。
　アンテナ素子１５の長さと共振回路１６の定数とを調整することで、アンテナ（１５，１６）の共振周波数を設定する。
　デバイス１３から放射される放射ノイズ１４をアンテナ（１５、１６）で効率よく受信して、センサ１７に伝えることで、デバイス１３の動作状態の変化を検出することができる。
　以上、実施形態および実施例を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態および実施例に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
　本発明の活用例として、サーバやファクトリコンピュータといった２４時間稼働するような電子機器で、人が常駐していない装置のＲＡＳ（reliability, availability, serviceability）機能として本発明の利用が考えられる。
　この出願は、２０１８年１１月２６日に出願された日本出願特願２０１８－２２００４４を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　　１　　回路基板
　　２　　デバイス
　　３　　放射ノイズ
　　４　　アンテナ
　　５　　センサ
　　６　　アンテナ素子（アンテナ導体）
　　７　　コイル
　　８　　抵抗
　　９　　ＧＮＤ
　１０　　コンデンサ
　１１　　共振回路
　１２　　多層基板（回路基板）
　１３　　デバイス
　１４　　放射ノイズ
　１５　　アンテナ素子（アンテナ配線）
　１６　　共振回路
　１７　　センサ
　２０　　監視回路
　２１　　主要電源
　２２　　待機系電源

Claims (10)

  1. 　電子機器の回路基板上のデバイスから放射される放射ノイズを受信するアンテナ素子と、該アンテナ素子に接続され、共振周波数を調整可能な共振回路とを含み、前記放射ノイズを表す受信信号を出力するアンテナと、
    　前記受信信号を監視して、前記電子機器の主要電源断時の異常状態を検知するセンサと、
    を含む、電源断時異常状態検出装置。
  2. 　前記センサは、前記電子機器内の待機系電源から電力が供給されている、請求項１に記載の電源断時異常状態検出装置。
  3. 　前記センサは、前記受信信号から、前記放射ノイズの周波数帯およびレベルを監視する、請求項１又は２に記載の電源断時異常状態検出装置。
  4. 　前記アンテナ素子は、前記回路基板の上部に配置されている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電源断時異常状態検出装置。
  5. 　前記回路基板は、多層基板から成り、
    　前記アンテナ素子は、前記多層基板の内層に形成されている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電源断時異常状態検出装置。
  6. 　電子機器の回路基板上のデバイスから放射される放射ノイズを、共振周波数を調整可能な共振回路を含むアンテナのアンテナ素子で受信し、
    　前記受信した放射ノイズを、センサで監視して前記電子機器の主要電源断時の異常状態を検知する、
    電源断異常状態検出方法。
  7. 　前記センサは、前記電子機器内の待機系電源から電力が供給されている、請求項６に記載の電源断時異常状態検出方法。
  8. 　前記センサは、前記受信した放射ノイズの周波数帯およびレベルを監視する、請求項６又は７に記載の電源断時異常状態検出方法。
  9. 　前記アンテナ素子は、前記回路基板の上部に配置されている、請求項６乃至８のいずれか１項に記載の電源断時異常状態検出方法。
  10. 　前記回路基板は、多層基板から成り、
    　前記アンテナ素子は、前記多層基板の内層に形成されている、請求項６乃至８のいずれか１項に記載の電源断時異常状態検出方法。
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