基板レベルでのEMIデバッグ

課題

シールドが不十分なためにEMI放射やクロストークが発生し、電子RFデバイスの信号品質と性能を低下させる場合があります。このようなことを含め、電子機器のEMI全体を最小限に抑えるために、集積回路のボードとモジュール上で放射源となっている場所を、十分に把握しておかなければいけません。RFデザイナーは、電磁波妨害が該当のEMC規格に準拠しているかどうかを確認するため、モジュールレベルで近傍界測定を行い、早い段階での修正作業が行えるように備える必要があります。

電子計測ソリューション

R&S^®SpectrumRider FPHハンドヘルド・スペクトラム・アナライザとR&S^®HZ-15 近磁界プローブは、ボードとモジュールのEMI問題の場所を設計時に短時間で特定して解析できる、コストパフォーマンスの高い使いやすいソリューションです。このアナライザは極めて高感度（3 GHz以下で、DANLの代表値が－163 dBm未満）なので、微量のエミッションも測定することができます。

簡単なセットアップ

EMIデバッグセッションは、以下のように簡単な手順で行うことができます。

• 適切な近傍界プローブをアナライザのRF入力に接続
• 被試験ボードまたはモジュールの上にプローブを移動

デザイナーは、過去の電磁界強度の測定値から、被試験ボードまたはモジュールの重要な周波数を把握しているので、それに基づいて、R&S^®SpectrumRiderに周波数とスパンを設定します。

環境ノイズを抑えるトレース演算機能

シールドチャンバーを使用しない環境では、環境のノイズと干渉が測定に影響し、測定結果に誤りが生じる場合があります。R&S^®SpectrumRiderトレース演算機能を使用すると、環境ノイズを抑える（実際のトレースからノイズを取り除く）ことができます。

トレース演算機能は、以下のような手順で行うことができます。

• テスト要件に従って、周波数、帯域幅、レベルを設定
• 被試験デバイス（DUT）がオフであることを確認
• 環境から放射を含む掃引を1回行い、結果をR&S^®SpectrumRiderのトレースメモリに記録
• DUTをオン
• DUTと環境から放射を含む掃引をもう1回行う
• トレース演算を起動して環境への影響を取り除く

トレース演算機能は、最後に測定したスペクトラムトレースからメモリの内容（環境電磁波障害）を取り除きます。

R&S^®SpectrumRiderのトレース演算機能の使用例

DUTオフ時。干渉源37.538 MHzの環境EMIスペクトラムが測定され、トレースメモリに記録されています。

DUTオン時。R&S®Spectrum RiderがDUTと環境のEMIスペクトラムを測定します。

干渉源が取り除かれたDUTのEMIスペクトラム。前回の測定で記録された環境EMIがトレース演算機能によって取り除かれ、DUTのEMIの結果がR&S®Spectrum Riderに表示されています。

ディスプレイ上での合否判定指標として、リミットラインを使用することができます。リミットラインによって、EMIデザインを最適化した後の改善状況を簡単にモニターすることができます。

磁界／電界測定用R&S^®HZ-15 近磁界プローブ

R&S^®HZ-15は、5種のパッシブプローブからなるセットです。ボードとモジュールの高周波の磁界／電界を測定でき、EMIデバッグに最適です。磁界プローブのチップには、特殊な電気的シールドが施されています。各種の近傍界測定作業向けにさまざまな形状のプローブチップが用意されています。

• 磁界プローブ（最大3 GHz、プローブ1、2、5）
• 電界プローブ（プローブ3、4）

小さい電極を持つプローブ3では、幅わずか0.2 mmの導体トラックも1本単位で選択することができます。プローブ4は、バス構造、大型コンポーネント、電源構造の表面から放出される電界を検出します。

近傍界プローブとスペクトラム・アナライザとの間にR&S®HZ-16プリアンプを挿入すると、感度が高まり、3 GHzまでの微弱な高周波電磁界を測定することができます。

R&S®Spectrum Riderのトレース演算機能と近傍界プローブの併用は、開発者がベンチでDUTのEMI性能を事前に調査するのに最適です。ただし、ラボは必然的にノイズが大きくなり、電気環境が絶えず変化しているので、正確かつ再現性のあるデバイスのEMI性能を求めるには、シールドチャンバーが必要になります。