ノイズ対策を施した産業用コンピュータの開発（PDF：822KB）

平成26年度　研究成果発表会
平成 26 年度
研究成果発表会
ノイズ対策を施した産業用コンピュータの開発
○ 佐 野 宏 靖 *1)、 佐 藤 研 *1)、 髙 橋 文 緒 *1)、 山 下 俊 紀 *2)、 時 川 昌 大 *2)
1． 目 的 ・ 背 景
通信速度の高速化に伴って放射ノイズの問題が顕著となり、電子製品の開発では、適用
する規格の規制値内にノイズを抑えることが課題である。製品完成後では、可能な放射ノ
イズ対策に限りがあるため、設計段階から対策を施すことが重要となっている。
本研究では、サンリツオートメイション株式会社が設計・販売している高密度・高速通
信 の 産 業 用 コ ン ピ ュ ー タ を 対 象 に 、 VCCI/FCC 規 制 （ 放 射 ノ イ ズ 規 制 ） CLASS A か ら 規 制
の よ り 厳 し い CLASS B に 対 応 し た 製 品 を 開 発 し 、ノ イ ズ 対 策 効 果 を 検 討 し た 。本 研 究 に よ
り 、製 品（ 図 1）の 規 格 適 合 範 囲 の 拡 大 及 び 実 用 的 な EMC 対 策 設 計 ル ー ル の 蓄 積 を 行 え た 。
（２）結果及び考察
測定の結果、効果的であった主な対策は、①高速信
号 線 に 対 し て の GND ビ ア や GND‐ 電 源 間 キ ャ パ シ タ
ンス配置によるリターンパス確保、②リターンパス確
保を容易にするための基板層構成変更、③コモンモー
ド ノ イ ズ を 抑 制 す る た め の 内 部 接 続 コ ネ ク タ の GND
シ ャ ー シ の 強 化 、で あ っ た 。対 策 ① の 配 置 例 を 図 2 に 、
対 策 効 果 を 図 3 に 示 す 。こ の こ と か ら 、VCCI CLASS B
の 規 制 値 よ り 6dB 以 上 の マ ー ジ ン が あ る こ と が 分 か る 。
本研究の結果、放射ノイズ設計ルールソフトや電磁
界シミュレーターを用いて設計段階から効果を検証す
ることで、放射ノイズ規制値より、マージンを持った
製品を開発することができた。
図 1.
開発した産業用
コンピュータボード
GND ビ ア 追 加
高速信号線ビア
GND ビ ア 追 加
（左：対策前、右：対策後）
図 2.
対策①の配置例
6d B 以 上
VCCI CLASS B 規 制 値
放射ノイズレベル [dB(μV/m)]
2． 研 究 内 容
（１）測定及び解析方法
既 存 製 品 の ノ イ ズ 源 を 特 定 し 、CLASS B に 適 合 さ せ
るためのノイズ抑制対策を行う。本研究では、以下の
手順で測定及び解析を行い、対策を施した。
① IC の 動 作 周 波 数 高 調 波 と 遠 方 界 測 定 結 果 の 比 較
②近傍界測定
③ オ シ ロ ス コ ー プ を 用 い た FFT 測 定
④ 放射ノイズ設計ルールソフト（DEMITASNX、（株）
NEC 情 報 シ ス テ ム ズ 製 ） に よ る チ ェ ッ ク
⑤ 電 磁 界 シ ミ ュ レ ー タ ー （ MW STUDIO、CST 製 ）
の比較
⑥既存基板に対策が施せる場合は実機で確認
⑦基板改版後①～③を再測定
手順①～③でノイズ源を特定し、手順④～⑥でノイ
ズ対策効果を確認することを目的としている。
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周波数 [MHz]
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周波数 [MHz]
（左：対策前、右：対策後）
図 3. 遠 方 界 （ 3m 電 波 暗 室 ） の 測 定 結 果
3． 今 後 の 展 開
製 品 は 平 成 25 年 10 月 よ り 販 売 し て い る 。ま た 、CLASS B へ と 規 格 適 合 範 囲 が 広 が っ た
ことで、より広い分野へ販路を拡大することが可能となった。本研究結果は、社内及び都
産 技 研 の EMC 設 計 対 策 ル ー ル と し て 蓄 積 す る 。
*1)電 子 ・ 機 械 グ ル ー プ 、 *2)サ ン リ ツ オ ー ト メ イ シ ョ ン 株 式 会 社
H24.10～ H25.9【 共 同 研 究 】 ノ イ ズ 対 策 を 施 し た 産 業 用 コ ン ピ ュ ー タ の 開 発
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