相互接続が進む現代社会では、混雑する電磁環境で電子デバイスが確実に動作することが不可欠です。電磁両立性（EMC）テストによって、電子製品は、電磁妨害を引き起こすことも、またはその被害に遭うこともなく、正常に動作することができます。
この分野で50年以上の実績を持つローデ・シュワルツが、複雑なEMCテストについて説明し、EMCの規格、テスト方法、課題、ソリューションに関する有益な知見を示します。では、「EMCテストとは何か」という基本的な疑問から始めましょう。
EMCとは、電子デバイス／システムが、電磁環境において、他のデバイス／システムを妨害することも、他から妨害を受けることもなく、正常に動作する能力を指します。EMCテストは、電子製品の開発と認証に不可欠なステップであり、 信頼性が高く相互運用性があり、法規制に準拠する電子製品を製造するための基盤です。大部分の国で、EMCテストは製品認証と市場アクセスに必須です。
電子機器は近年、急速に複雑化しています。これは、民生用、医療用、車載用、産業用、航空宇宙／防衛用などのあらゆる製品市場に言えることです。つまり、電気製品や無線端末どうしが干渉なく共存していることは、当たり前のことではありません。安全で信頼性の高い接続を確保するには、EMCテストとEMI抑制が不可欠です。
電気／電子デバイス内のEMC異常の原因となりうる現象は、実環境に数多く存在します。以下のような原因があります。
製品がエンドユーザーの手に渡る前にこうした異常に対処できない場合、どのような結果になるでしょうか。
EMCを踏まえたデザインとテストにより、こうした障害と動作不良を防ぐことができます。EMCテストが重要であるもう一つの理由は、関連規制への準拠です。規制には、指令、整合規格、メーカーの要件、社内要件などがあります。次のセクションでは、これらについて詳しく説明します。
EMCテストは、規格に関するテストです。すべての電子製品は、IEC、CISPR、ISO、IEEE、CENELEC、ETSI、FCC、ANSI、RTCAまたはMIL-STD委員会などの標準化団体によって設定された要件を満たすことが求められます。これらの団体は許容可能なエミッションレベルとイミュニティレベルを規定します。そして、これらの要件に準拠することは、一般に、市場アクセスのための法的要件です。EMC関連の規格は数百にのぼりますが、これらの違いは通常、地域と予想される使用環境に基づきます。
EMCの標準化の状況を説明するのは困難ですが、 簡単に表すと、EMC規格の階層は以下の5つのカテゴリーに分かれています。
各電子機器が準拠すべき規格は、それぞれ異なります。例：
EMC規格の詳細については、EMCテスト規格のWebページを参照してください。
現在、安全性、信頼性、接続性、市場投入までの期間に関して、かつてないほど厳しい要求が製品に課せられています。当然のことながら、テストシナリオは複雑になり、EMCのファーストパスで全製品の50 %以上が不合格になることは驚くに値しません。この段階での失敗は犠牲が大きく、製品の市場投入が遅れる原因になります。幸い、プリコンプライアンステストによって、この不合格率を軽減し、ファーストパスでの合格率を改善することができます。
プリコンプライアンステストは、潜在的な問題をデザインサイクルの早い段階で発見し、正式なコンプライアンステストの合格率を上げるために推奨される手段です。プリコンプライアンステストはいつでも停止でき、失敗の原因の解析、テスト、デバッグを徹底的に行うことができます。詳細については、ベンチでの簡単なEMIデバッグとプリコンプライアンステストについて解説した当社のWebページを参照してください。
コンプライアンステストは通常、認定第三者試験機関が実施します。場合によっては、メーカー自身が実施することもあります。コンプライアンステストは、EMC規格で定められた手順に厳格かつ正確に従わなければなりません。専用の機器、特別な設備（例：電波暗室）、訓練を受けた担当者が必要であるため、プライアンステストは高コストになります。
各製造開発フェーズでのEMCテストのプロセス
上の図に示すように、デザインプロセスにプリコンプライアンステストとデバッグを組み込むことをお勧めします。それにより、干渉の問題を簡単に検出することができます。
無線とマルチテクノロジーが共存する製品を混雑したRF環境で使用する機会が増えたことで、新たな課題が生まれました。それらの課題は、不要なエミッションの有無と外部のエミッションに対する感受性という、従来のデバイス評価の範囲を超えています。
無線共存テストは、ANSI C63.27-2021規格に基づき、EUTが使用先の電磁環境で正しく機能するかを評価します。LTE/5Gモバイルネットワーク（他の発生源も同様）で生じる無線周波数電磁界（EMF）の人体への暴露は、国内および国際規格で規制されています。EMFテストでは、これらのエミッションの電界強度を測定し、信号源を検出します。
電磁妨害（EMI）すなわちエミッションテストは、電子デバイスが、他のデバイス／システムに干渉する過剰な電磁放射を放出していないことを確認します。電磁感受性（EMS）すなわちイミュニティーテストは、反対に、外部からの電磁妨害が存在する場合でも中断なく動作する能力を評価します。
このガイドでは、以下の4つのEMCテストの方法について説明します。
フリッカー、高調波、ESD、サージ、磁界イミュニティ、電気的ファーストトランジェント（EFT）／バーストといった上記以外のテストタイプについては、このガイドの対象外です。
まず、基本的な事項をいくつか説明します。伝導性テストで測定する信号は、一般にEUTの電源線を介してEUTからAC電源、つまり電源回路網に伝播する信号です。これらの信号の周波数レンジは、通常9 kHz～30 MHzです。EUTを電源インピーダンス安定化回路（LISN）に接続し、次にこの回路を測定器に接続します。LISNは、主電源ネットワークからの高周波ノイズをフィルタリングして分離するため、理想的にはEUTからのノイズのみを測定できます。
伝導性エミッションテストの代表的なセットアップには、以下の要素が含まれます。
伝導性エミッションテストシステム
周波数レンジ150 kHz～80 MHzの民生用テストで行われる伝導性イミュニティーテストのセットアップには、通常、以下の要素が含まれます。
伝導性イミュニティテストシステム
放射テストでは、EUTによって放射される信号を測定します。通常は周波数レンジ 30 MHz～1 GHzで実行しますが、一部の規格では、これよりかなり高い周波数でのテストが求められます。これらのテストではアンテナが必要であり、一般には、吸収材を施したシールドチャンバーまたは適切なオープンサイトも必要です。自動車業界や航空宇宙／防衛などの業界の多くは、電波反射室テスト法（電波反射室内でのテスト）も使用しています。
では、放射性エミッションテストシステムのセットアップについて詳しく説明します。以下の例では、被試験機器のために半電波暗室（SAC）を使用しています。以下の要素で構成されています。
放射性エミッションテストシステム
以下の図は放射性イミュニティーテストセットアップを示します。アンテナの先からEUTまでの距離は3 mです。以下の要素が含まれます。
放射性イミュニティテストシステム
EMCテストの基礎を理解したところで、次はいくつかの課題と、それらの課題をEMCテストソリューションで解決する方法について説明します。
EMCテストの主な課題は、標準化サイクルの短縮と限られたテストリソースです。
そのため、テスト時間の短縮と自動化の推進が必要です。Fast Fourier transform (FFT)、つまりタイムドメインスキャンテストは、最終的なコンプライアンステストだけでなく、プロトタイプのプリコンプライアンステストでも、デフォルトのテスト方法となっています。タイムドメイン測定テストレシーバー（ R&S®ESW など）を使用すれば、テストの速度と信頼性を大幅に向上させることができます。
自動化の推進には、R&S®ELEKTRAなどのソフトウェアソリューションを使用できます。このソリューションは、以下の段階で多くの利点があります。
EMCテスト設備を社内で独自にセットアップする場合、予算との兼ね合いを考え 以下の点を考慮する必要があります。
ローデ・シュワルツは50年以上にわたり、この分野におけるEMCテストのリーダーであり、EMC規格団体に電子計測の専門知識を提供してきた長い歴史を持ちます。社内に蓄積された知識を用いて、あらゆる業界のEMC規格をサポートするテスト機器を開発しています。テスト機器だけでなく、システム、ソフトウェア、アップグレード、ターンキーソリューション（電波暗室を含む）、トレーニング、校正、サービスも提供しています。当社は、EMCテストソリューションとサービスの信頼できるパートナーとして、お客様の現在と将来のニーズを満たすソリューションの構築プロセスを支援します。
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