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EMCの入門書って珍しいよね

ttl (2010年4月 7日 00:20) | コメント(0) | トラックバック(0)

EMC入門講座―電子機器電磁波妨害の測定評価と規制対応

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山田和謙佐野秀文池上利寛
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こういうのは必要な時に必要な所を読めばいいので，とりあえず斜め読みした。

足りない部分はJISのwebサイトで規格書見た方が早いかも。

以下適当にメモなど。

第1章　EMCの概念

イミュニティのことをEMS(Electro Magnetic Susceptibility：電磁感受性)ともいうらしい。
ローエミッション，ハイイミュニティであれば全てが共存可能。→EMCの概念。
実使用状態では，たいていコモンモードでトラブる。だから伝導イミュニティとかもコモンモードで試験する。
emf→electro motive force→起電力
放射エミッションでは，直接波だけじゃなくてグランドプレーン経由の反射波もある。
てか放射イミュニティでFM変調とかはないの？AMが一番厳しいの？

第2章　EMC規格と試験の概要

2章はほとんどルールが書いてあるだけという印象。
気中放電ってどんだけ再現性あるの？
ESDは湿度に気を付けること。
放射イミュニティで床に置くギザギザのやつは，床反射を低減する為の電磁波吸収材。
FTBはインパルスノイズと波形が違うだけ？高周波でかつ繰り返しの波形が印加される。
サージは立下りが緩やかな感じの波形。雷ってこういうもんなの？
伝導イミュニティは無線機→ケーブル経由の高周波伝導ノイズに対する試験。

第3章　EMC測定機器

QP(準尖頭値)とは，測定回路に時定数持たせてヒゲとか拾わないようにすること。再現性も良くなる。
CDN Mシリーズが電源線用。いちばんよく使うやつ。
CDNはフィルタだと思っておけばよさそう。
ヘルムホルツコイルかっこいい！

第4章　EMC試験サイト

試験サイトってのは場所のこと。場所も規格で決められている。
オープンサイトって今もまだあるの？地上波デジタルの影響受けるなら無理じゃね？
電磁波吸収材は壁や床での反射をなくす為に使う。→均一な電界が被試験物に照射される。
フェライトタイル(壁のやつ)は主に低周波で良好な吸収特性。誘電損失型吸収体(床のやつ)は主に高周波で良好な吸収特性。

第5章　自動車及び車載電子機器のEMC試験法の概要

仕事に関係なさそうなので省略。

第6章　EMCの対策と対策評価

エミッション対策で，本当に対策すべきポイントは伝搬経路。(ケーブルとか，基板のGNDパターンとかがアンテナになりやすい。)
基板は予備パッド入れとかないと後から対策するのは困難。基板のノイズ対策については，別途基板設計の参考書読んで勉強しよう！
フェライトコアは1GHzを超えたあたりに自己共振周波数を持っている為，それ以上の周波数では効果なし。
エミッションで電源が影響してくるのは，せいぜい数十MHz程度の低周波。
ケーブルはL分やC分を持たせないように蛇行して置く。→再現性確保。
EMCスキャナで見える化したい。正直，放射妨害対策って何やっていいか分からなくなる。

計装アンプについて調べたのでメモを残しておく

ttl (2010年3月24日 23:44) | コメント(0) | トラックバック(0)

ググって調べた内容をまとめておく。

計装アンプってちょっと高いオペアンプでしょ？くらいの認識だったので，いろいろ勉強になった。

普通の差動増幅回路じゃ駄目なのか？

まず大前提として，汎用オペアンプ×1個で差動増幅回路を組むことも出来る。けど，いろいろ問題点もある。
問題点①：ゲイン設定の為に複数の外付け抵抗が必要。しかも相対精度が必要なのでネットワーク抵抗とか使おうとすると，基板面積食うしコストも増える。
問題点②：差動信号に対して，＋端子/－端子で入力インピーダンス不一致。(参考として，OPアンプ活用成功のかぎの10章に計算式も載ってるよ。)
問題点③：外付け抵抗で入力インピーダンスが決まる。→低入力インピーダンス。

計装アンプ(インスツルメンテーションアンプ)を使うと幸せになれる

上図の構成を俗に計装アンプと呼ぶらしく，騒動増幅回路の問題点を改善してる。
改善点①：パッケージ内部にレーザトリミングで高精度な抵抗を作り込む。ゲイン設定は外付け抵抗×1個だけでOK
改善点②：パッケージ内部にバッファを作り込む。→＋端子/－端子ともに同一回路なのでインピーダンス一致。それぞれの個体バラツキも当然小さい。
改善点③：オペアンプ本来の入力インピーダンスが活かせる。→高入力インピーダンス。
デメリットとしては，汎用オペアンプのような汎用性はない。(決まりきった使い方のみしか出来ない。)

参考URL

詰め回路(トラ技'10年02月号)について考えてみた

ttl (2010年2月 6日 14:22) | コメント(0) | トラックバック(0)

自分の解答

最近仕事が忙しくてトラ技読んでる暇無かったけど，解答が掲載される来月号の発売前にはブログに書いておこうかと。

今回の問題は，非反転増幅回路の異常動作を止めること。(詳細は誌面参照。)

信号源からオペアンプまでの距離が長い(数10cm)時に，下記現象が起こっているらしい。

たぶんケーブルから来た信号をそのまま受け取っていると想像。

1MHz以上の高周波発振を起こす。→単純に考えると，fT(ユニティゲイン周波数)を下げて高周波でのゲインを出来るだけ0にすればいんじゃね？→選択肢①か？，逆に②は駄目ってこと？
出力に直流電圧が現れ，値が不規則に変動する。→リンギング？終端すればおｋ？→選択肢③か？
ひずみ率が大きい。→高調波ノイズがケーブルにのってくるとか？→選択肢②はやっぱり駄目っぽい？

んで選択肢が下記の通り。

①fTの低いオペアンプと交換する。
②fTの高いオペアンプと交換する。
③非反転入力端子に数百～数kΩの抵抗を接続する。→終端抵抗のことと思われる。

①と③両方やったらいい気もするけど，答えは1つしか選べないのでどーしようか？？

まぁとりあえず長距離伝送というところに注目して，③を選択するのが正攻法か。

答え合わせ

異常現象の原因は，ケーブルのLとオペアンプの入力容量Cによる超高域発振とのこと。

直列に抵抗入れてQ値を下げると改善されるらしい。

ということで答えは当たってるけど，原因に対する推測が少しズレてるのかな？　まぁいいや。

なんとなくノイズ対策本っぽいものを読んでみた

ttl (2010年1月 9日 16:02) | コメント(0) | トラックバック(0)

イラストでよむアースとノイズのはなし

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タイトル通りイラストで読む本なので，定性的な説明が多い。

でも読み易いは読み易いと思うし，個人的には後半の基板設計絡みのところが勉強になった。

構成としては，最初ちょろっとアースの話があって，前半はひたすらパスコンの話，後半は基板設計やらノイズ対策やら。

あと本文中の下線とかが，なんでココに線引いてあるの？みたいなところが多過ぎてよく意味がわからなかった。

ノイズ対策は実務に依存してる部分が多くて，ノウハウ的なものがまとまった本って少ない気がするけど，他にどういうのを読んだらいいんだろう？

以下適当にメモ。

アース工事はアース棒っていう釘みたいなのを地中に埋めるから，結構大変らしい。
パスコンには周波数特性が異なるコンデンサをパラで使う。
パスコン群の配置方法は重要。低容量(つまり高周波向け)を近くに置くこと。
半導体とプリント基板は小さいか大きいかの違いだけ。半導体にはちゃんとしたデータシートがあるのに，基板にそれが無いのはおかしい。ようは基板もちゃんと電子部品と思わないとダメということ。
パスコンはアースではなくVccに落としてもよい？うーん，なるほど。
ベタVとベタアースで基板上にパスコンを作る。
ベタパターンも部品だと思え。
波長短縮：電波の波長λが絶縁物の中だと空気中の時より短くなる。
周波数じゃなくて波長で考えた方がよい。波長の方が寸法という概念に直結する。
ケーブル類を束ねた時の，各ケーブル間での寄生容量に気をつけよう。
回路図に載らない，リードインダクタンス，共通インピーダンス，ストレーキャパシティの3つに気をつけよう。