JP6915780B2 - Conduction noise visualization device and conduction noise visualization method - Google Patents
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Description
本発明は、電気・電子機器が発する伝導妨害波(伝導ノイズ)を測定(可視化)するための伝導ノイズ可視化装置および伝導ノイズ可視化方法に関する。 The present invention relates to a conduction noise visualization device and a conduction noise visualization method for measuring (visualizing) conduction interference waves (conduction noise) generated by electrical / electronic equipment.
電気・電子機器の内部回路において、伝導ノイズのノイズ源の特定や、伝達経路を可視化することを目的に、ICやLSI等の半導体から発生する磁界を測定する試験(磁界プローブ法)が行われる(例えば、非特許文献1参照。)。
In the internal circuits of electrical and electronic equipment, tests (magnetic field probe method) are conducted to measure the magnetic field generated from semiconductors such as ICs and LSIs for the purpose of identifying the noise source of conduction noise and visualizing the transmission path. (See, for example, Non-Patent
本試験では、測定対象の近傍において、磁界プローブを用いて、測定点における磁界強度と、磁界強度の周波数特性を測定し、その結果から、測定点と磁界強度を平面上にマッピングすることで、ノイズ源等を特定している。 In this test, the magnetic field strength at the measurement point and the frequency characteristics of the magnetic field strength are measured in the vicinity of the measurement target using a magnetic field probe, and from the results, the measurement point and the magnetic field strength are mapped on a plane. The noise source etc. are specified.
また、静電気等の過渡的な電磁界が回路に及ぼす影響を可視化し、時間軸上における伝導ノイズの伝達経路を可視化すること目的に、静電気放電(ESD: Electro Static Discharge)ガンと磁界プローブを用いて、ESDガンにより静電気を印加し、そのタイミングで、測定点における磁界強度と、その時間(位相)特性を測定する手法も提案されている(例えば、非特許文献2参照。)。 In addition, an electrostatic discharge (ESD) gun and a magnetic field probe are used for the purpose of visualizing the effect of transient electromagnetic fields such as static electricity on the circuit and visualizing the transmission path of conduction noise on the time axis. Therefore, a method of applying static electricity with an ESD gun and measuring the magnetic field strength at the measurement point and its time (phase) characteristics at that timing has also been proposed (see, for example, Non-Patent Document 2).
SiC(シリコンカーバイト)やGaN(窒化ガリウム)等を用いたワイドバンドギャップパワー半導体デバイスは、電気・電子機器の電源回路として組み込まれている。これらパワー半導体デバイスからの伝導ノイズは、常時スイッチング動作を行っているという特性上、スイッチング動作の速度に起因する一定の間隔で発生している。 Wide bandgap power semiconductor devices using SiC (silicon carbide), GaN (gallium nitride), etc. are incorporated as power supply circuits for electrical and electronic equipment. Conduction noise from these power semiconductor devices is generated at regular intervals due to the speed of the switching operation due to the characteristic that the switching operation is constantly performed.
時間軸上における、伝導ノイズの伝達経路を可視化する際に、前記従来の手法では、印加された静電気に伴って発生する伝導ノイズの伝達経路を、測定対象の回路に対応した平面(回路平面)上に各測定点で測定した静電気の強度を色の濃淡で表し、これを複数の測定時間毎に生成した複数枚の各回路平面として時間順に見比べるようにして可視化することはできる。しかしながら、前記パワー半導体デバイスのスイッチング動作に伴って発生する伝導ノイズの伝達経路の可視化はできていない。 When visualizing the transmission path of conduction noise on the time axis, in the conventional method, the transmission path of conduction noise generated by the applied static electricity is set to a plane (circuit plane) corresponding to the circuit to be measured. The intensity of static electricity measured at each measurement point is shown above by shades of color, and this can be visualized by comparing them in chronological order as multiple circuit planes generated for each of a plurality of measurement times. However, it has not been possible to visualize the transmission path of conduction noise generated by the switching operation of the power semiconductor device.
本発明は、このような課題に鑑みなされたもので、半導体デバイスのスイッチング動作に伴って発生する伝導ノイズの、時間軸上における伝達経路を可視化することを可能にする伝導ノイズ可視化装置および伝導ノイズ可視化方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and is a conduction noise visualization device and a conduction noise that make it possible to visualize the transmission path of the conduction noise generated by the switching operation of the semiconductor device on the time axis. The purpose is to provide a visualization method.
本発明に係る伝導ノイズ可視化装置は、被測定回路のスイッチング動作に伴いトリガを検出するトリガ検出手段と、前記被測定回路に任意に設定された各測定点において、前記トリガ検出手段により検出されたトリガの検出時点から任意に設定された測定時間毎に磁界強度を測定する磁界強度測定手段と、前記磁界強度測定手段により前記各測定点において測定された前記測定時間毎の磁界強度のうち、最大の磁界強度から任意の差分の範囲内の磁界強度のデータを、該当する測定点および測定時間と対応付けて記憶するデータ記憶手段と、前記データ記憶手段により記憶された各測定点における前記測定時間毎の磁界強度のうち、最大の磁界強度が測定された測定時間を抽出する測定時間抽出手段と、前記測定時間抽出手段により抽出された、前記最大の磁界強度が測定された測定時間を該当する測定点に対応付けて記憶する最大磁界強度測定時間記憶手段と、前記最大磁界強度測定時間記憶手段により記憶された前記最大の磁界強度が測定された測定時間と該当する測定点に基づいて、各測定時間の時間順に、各測定時間で最大の磁界強度が測定された測定点を示す画像を前記被測定回路の画像データと合成して表示部に表示させる表示制御手段と、を備えている。 The conduction noise visualization device according to the present invention is detected by the trigger detecting means for detecting a trigger accompanying the switching operation of the circuit to be measured and the trigger detecting means at each measurement point arbitrarily set in the circuit to be measured. The maximum of the magnetic field strength measuring means for measuring the magnetic field strength at each measurement time arbitrarily set from the time when the trigger is detected and the magnetic field strength for each measurement time measured at each measurement point by the magnetic field strength measuring means. A data storage means that stores magnetic field strength data within an arbitrary difference range from the magnetic field strength of the above in association with the corresponding measurement point and measurement time, and the measurement time at each measurement point stored by the data storage means. Of the respective magnetic field strengths, the measurement time extraction means for extracting the measurement time at which the maximum magnetic field strength was measured and the measurement time at which the maximum magnetic field strength was measured, extracted by the measurement time extraction means, correspond. Based on the maximum magnetic field strength measurement time storage means stored in association with the measurement point, the measurement time in which the maximum magnetic field strength stored by the maximum magnetic field strength measurement time storage means was measured, and the corresponding measurement point, respectively. It is provided with a display control means for synthesizing an image showing a measurement point at which the maximum magnetic field strength was measured at each measurement time in chronological order of the measurement time with the image data of the circuit to be measured and displaying the image on the display unit.
本発明によれば、半導体デバイスのスイッチング動作に伴って発生する伝導ノイズの、時間軸上における伝達経路を可視化することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to visualize the transmission path on the time axis of the conduction noise generated by the switching operation of the semiconductor device.
以下図面により本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る伝導ノイズ可視化装置10の機能の構成を示すブロック図である。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of functions of the conduction
この第1実施形態の伝導ノイズ可視化装置10は、画像撮影部11、トリガ部12、磁界測定部13、データ入出力部14、記憶部15、制御部16、表示部17から構成され、パワー半導体デバイスを搭載した電源回路30を対象に、伝導ノイズの伝達経路を可視化する機能を有する。
The conduction
前記画像撮影部11は、前記電源回路30を撮影する。
The
前記トリガ部12は、前記電源回路30のスイッチング動作に伴うトリガを検出する。
The
前記磁界測定部13は、前記電源回路30に設定する各測定ポイント(測定点)の磁界強度を測定する。
The magnetic
前記データ入出力部14は、前記電源回路30に各測定ポイントを設定するための測定分解能、前記トリガの検出時点からの複数の測定タイミングを設定するための各測定時間等のデータを入力し、また、測定結果に応じたデータを出力する。
The data input /
前記記憶部15は、前記画像撮影部11により撮影された電源回路30の画像データ、前記データ入出力部14により入力された測定分解能に応じた各測定ポイントや各測定時間等のデータ、前記磁界測定部13により測定された前記各測定ポイントにおける前記測定時間毎の磁界強度のデータ等を記憶する。
The
前記制御部16は、前記画像撮影部11による撮影機能、撮影された画像データを前記記憶部15に記憶させる機能、前記磁界測定部13により測定される磁界強度のデータを前記各測定ポイントのそれぞれにおいて前記測定時間毎にそのピーク値を取得して前記記憶部15に記憶させる機能、前記記憶部15に記憶された画像データと前記各測定ポイントのそれぞれにおける前記測定時間毎の磁界強度のピーク値のデータとに基づいて、前記表示部17に前記電源回路30における伝導ノイズの伝達経路を表示させる機能等の制御を行なう。
The
図2は、前記伝導ノイズ可視化装置10の構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the conduction
この伝導ノイズ可視化装置10は、制御用PC(パーソナルコンピュータ)21を備え、当該制御用PC21において、伝導ノイズ可視化処理のプログラムを実行することで、前記伝導ノイズの伝達経路を可視化する機能を実現する。
The conduction
前記制御用PC21には、カメラ22、オシロスコープ23を接続し、当該オシロスコープ23に電圧プローブ24と磁界プローブ25を接続する。また、前記制御用PC21には、前記磁界プローブ25を前記電源回路30上の各測定ポイントに移動して走査させるためのプローブ移動機(スキャナ)26を接続する。前記制御用PC21は、ハードディスクやフラッシュメモリなどの記憶部27、液晶カラーディスプレイなどの表示部28を備える。
A
前記図1で示した画像撮影部11は、カメラ22により実現し、トリガ部12、磁界測定部13は、オシロスコープ23、電圧プローブ24、磁界プローブ25により実現し、データ入出力部14、記憶部15、制御部16、表示部17は、制御用PC21およびプローブ移動機26により実現する。
The
図3は、前記伝導ノイズ可視化装置10のカメラ22により撮影した電源回路30の画像データGと当該画像データG上での各測定ポイントPとの関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the image data G of the
前記電源回路30に対する各測定ポイントP(0,0)(0,1)…(m,n)の細かさは、前記制御用PC21において、ユーザ操作に応じて入力される任意の測定分解能に応じて設定される。
The fineness of each measurement point P (0,0) (0,1) ... (m, n) with respect to the
図4は、前記電源回路30の機能の構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a functional configuration of the
前記電源回路30は、電源40と負荷50との間に設置され、パワー半導体デバイスやトランス等を用いて電力を変換する電力変換回路31、当該電力変換回路31内のパワー半導体デバイスに駆動用の電圧を供給するドライブ回路32、そして、入出力の電圧、電流を観測し、その結果に基づき、前記ドライブ回路32が供給する電圧の周波数やON/OFFのタイミングを制御する制御回路33により構成される。
The
ここで、前記電力変換回路31内パワー半導体デバイスのスイッチング動作は、前記ドライブ回路32から供給される電圧により制御されるため、伝導ノイズ、および、当該伝導ノイズに伴う磁界が発生するタイミングも、前記ドライブ回路32から供給される電圧に依存する。このことから、トリガ検出用の電圧プローブ24を、前記ドライブ回路32の出力端に設置することにより、前記パワー半導体デバイスのスイッチング動作に伴って伝導ノイズが発生するタイミングで、測定開始のトリガを得ることができる。
Here, since the switching operation of the power semiconductor device in the
このように構成された伝導ノイズ可視化装置10は、前記制御用PC21のCPUが前記伝導ノイズ可視化処理のプログラムに記述された命令に従い装置内各部の動作を制御し、ソフトウエアとハードウエアとが協働して動作することにより、以下の動作説明で述べるような、各種の機能を実現する。
In the conduction
次に、前記構成の伝導ノイズ可視化装置10の動作について説明する。
Next, the operation of the conduction
図5は、前記伝導ノイズ可視化装置10の伝導ノイズ可視化処理を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing the conduction noise visualization process of the conduction
先ず、制御用PC21をユーザが操作し、前記電源回路30に各測定ポイントP(0,0)(0,1)…(m,n)を設定するための測定分解能、前記電圧プローブ24によるトリガの検出時点からの複数の測定タイミングを設定するための各測定時間t0,t1,…,tLを入力する。入力された測定分解能と各測定時間t0,t1,…,tLのデータは記憶部27に記憶される。
First, the user operates the
制御用PC21をユーザが操作し、伝導ノイズ可視化処理の開始を指示すると、予め所定の位置に配置された被測定回路としての電源回路30が、カメラ22により撮影され、撮影された画像データGは記憶部27に記憶される(ステップS1)。
When the user operates the
制御用PC21は、図3で示したように、前記記憶部27に記憶された画像データGを、前記測定分解能のデータに応じて分割し、各測定ポイントをその位置情報である二次元座標P(0,0)(0,1)…(m,n)として決定し前記記憶部27に記憶する(ステップS2)。
As shown in FIG. 3, the
そして前記制御用PC21は、前記記憶部27に記憶された各測定ポイントの位置情報P(0,0)(0,1)…(m,n)のうち、原点の位置情報P(0,0)をプローブ移動機26に転送し、前記磁界プローブ25を前記電源回路30の最初の測定ポイントP(0,0)に移動させる(ステップS3)。
Then, the
電源回路30(図4参照)におけるドライブ回路32の出力端に設置した電圧プローブ24により、予め設定された一定の電圧(電力変換回路31内パワー半導体デバイスをスイッチング動作させるための電圧)が測定されることで、オシロスコープ23を介して、前記制御用PC21によりトリガを検出すると(ステップS4(Yes))、当該トリガの検出時点から前記記憶部27に記憶された各測定時間t0,t1,…,tL毎に、磁界プローブ25によりオシロスコープ23を介して測定されている磁界強度のデータが取得される(ステップS5)。
A preset constant voltage (voltage for switching the power semiconductor device in the power conversion circuit 31) is measured by the
制御用PC21は、前記電源回路30の前記測定ポイントP(0,0)の位置での各測定時間t0,t1,…,tL毎に取得された各磁界強度(ピーク値)Ht0,Ht1,…,HtLのデータを、当該測定ポイントの位置情報P(0,0)と当該各測定時間t0,t1,…,tLのデータとに対応付けて記憶部27に記憶させる(ステップS6)。この際、前記各測定時間t0,t1,…,tL毎に取得された各磁界強度(ピーク値)Ht0,Ht1,…,HtLのデータのうち、更にそのピーク値から任意の差分(例えば[−5dB])の範囲内のデータだけを記憶させ、データ量の削減を図る。
The
すると、制御用PC21は、前記電源回路30に対する磁界プローブ25の今回の移動位置(測定ポイント)が、前記記憶部27に記憶されている最終の測定ポイントに到達したか否かを判断する(ステップS7)。
Then, the
ここでは、今回の測定ポイントP(0,0)は、最終の測定ポイントではないと判断されるので(ステップS7(No))、当該今回の測定ポイントP(0,0)の次の測定ポイントの位置情報P(0,1)をプローブ移動機26に転送し、前記磁界プローブ25を前記電源回路30の次の測定ポイントP(0,1)に移動させる(ステップS8)。
Here, since it is determined that the current measurement point P (0,0) is not the final measurement point (step S7 (No)), the measurement point next to the current measurement point P (0,0) is determined. The position information P (0,1) is transferred to the
そして、前記磁界プローブ25の移動後の測定ポイントP(0,1)において、前記同様に、前記電圧プローブ25により測定されている電圧に応じたトリガ検出時点からの各測定時間t0,t1,…,tL毎に、前記磁界プローブ25により測定されている磁界強度(ピーク値)Ht0,Ht1,…,HtLのデータが取得され、当該測定ポイントの位置情報P(0,1)と各測定時間t0,t1,…,tLのデータとに対応付けられて記憶部27に記憶される(ステップS4〜S6)。
Then, at the measurement point P (0, 1) after the movement of the
この後、制御用PC21が、前記ステップS4〜S8の処理を同様に繰り返し実行することで、前記電源回路30の全ての測定ポイントP(0,0)(0,1)…(m,n)における前記各測定時間t0,t1,…,tL毎の磁界強度(ピーク値)Ht0,Ht1,…,HtLのデータが取得され、記憶部27に記憶される。
After that, the
そして、前記電源回路30に対する磁界プローブ25の今回の移動位置(測定ポイント)が、前記記憶部27に記憶されている最終の測定ポイントに到達したと判断されると(ステップS7(Yes))、前記ステップS4〜S8に従い実行した電源回路30の全測定ポイントP(0,0)(0,1)…(m,n)を対象とする時間軸上での磁界強度の取得およびその記憶の処理を終了し、ステップS9の処理に進む。
Then, when it is determined that the current moving position (measurement point) of the
図6は、前記伝導ノイズ可視化装置10の伝導ノイズ可視化処理に従い、被測定回路の各測定ポイントP(0,0)(0,1)…(m,n)において各測定時間t0,t1,…,tL毎に取得した磁界強度(ピーク値)Ht0,Ht1,…,HtLのデータを、被測定回路の画像データGにマッピングしたイメージを示す図である。ここで、画像データGにマッピングする磁界強度Hの強弱は、色の濃淡により表現する。
FIG. 6 shows each measurement time t 0 , t 1 at each measurement point P (0,0) (0,1) ... (m, n) of the circuit under test according to the conduction noise visualization process of the conduction
すなわち、制御用PC21は、前記記憶部27に記憶された、電源回路(被測定回路)30の各測定ポイントP(0,0)(0,1)…(m,n)での各測定時間t0,t1,…,tL毎の磁界強度(ピーク値)Ht0,Ht1,…,HtLに対応する画像データを、図6に示すように、当該電源回路30の画像データGにマッピング(描画合成)して表示部28に表示させることで、ユーザは、前記電源回路30の各部P(0,0)(0,1)…(m,n)において、電力変換回路31内パワー半導体デバイスのスイッチング動作に伴い生じている伝導ノイズの磁界強度の時間(位相)特性を、目視で確認できる。
That is, the
次に制御用PC21は、前記記憶部27に記憶された各測定ポイントP(0,0)(0,1)…(m,n)毎に、各測定時間t0,t1,…,tLにおける磁界強度Ht0,Ht1,…,HtLを比較し、そのうち最大の磁界強度Hmaxが得られた測定時間tnmaxを抽出し、当該抽出した測定時間tnmaxを該当する測定ポイントの位置情報P(m,n)に対応付けて記憶する(ステップS9)。 Next, the control PC 21 has each measurement time t 0 , t 1 , ..., T for each measurement point P (0,0) (0,1) ... (m, n) stored in the storage unit 27. magnetic field intensity Ht 0, Ht 1 in L, ..., measurement points for comparing the Ht L, of which extracts a maximum measurement time field strength Hmax is obtained t n max, corresponds to the measurement time t n max that the extracted Is stored in association with the position information P (m, n) of (step S9).
そして制御用PC21は、前記ステップS9において記憶部27に記憶された各測定ポイントP(0,0)(0,1)…(m,n)毎の最大磁界強度Hmaxが得られた測定時間tnmaxのデータに基づいて、例えば図7(A)(B)…(C)に示すように、当該測定時間tnmaxの時間順に、同測定時間tnmaxに対応付けられた測定ポイントP(m,n)に対応する画像データを、前記電源回路30の画像データGに順次マッピング(描画合成)し、図7(D)に示すように、伝導ノイズの伝達経路NLとして表示部28に表示させる(ステップS10)。
Then, the
図7は、前記伝導ノイズ可視化装置10の伝導ノイズ可視化処理に従い生成された伝導ノイズ伝達経路NLの可視化イメージを示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a visualization image of the conduction noise transmission path NL generated according to the conduction noise visualization process of the conduction
これによりユーザは、前記電源回路30において、電力変換回路31内パワー半導体デバイスのスイッチング動作に伴い生じている伝導ノイズの伝達経路NLを、目視で確認できる。
As a result, the user can visually confirm the transmission path NL of the conduction noise generated by the switching operation of the power semiconductor device in the
したがって、前記構成の伝導ノイズ可視化装置10によれば、被測定回路としての電源回路30を対象に、パワー半導体デバイスのスイッチング動作をトリガとして検出し、予め入力された測定分解能に応じた各測定ポイントP(0,0)(0,1)…(m,n)において、予め入力された任意の測定時間t0,t1,…,tL毎に磁界強度Ht0,Ht1,…,HtLを測定し、当該各測定ポイントP(0,0)(0,1)…(m,n)に、それぞれその測定時間t0,t1,…,tLのデータと、測定した磁界強度Ht0,Ht1,…,HtLのデータと、を対応付けて記憶する。そして、前記測定ポイントP(0,0)(0,1)…(m,n)毎に最大の磁界強度Hmaxが対応付けられた測定時間tn…を抽出し、抽出した各測定時間tn…の時間順に、その最大磁界強度Hmaxが対応付けられた測定ポイントP(m,n)に対応する画像データを、前記電源回路30を撮影した画像データGにマッピング(描画合成)し、伝導ノイズの伝達経路NLとして表示部28に表示させる。
Therefore, according to the conduction
これにより、パワー半導体デバイスのスイッチング動作に伴って発生する伝導ノイズの、時間軸上における伝達経路を可視化することが可能になる。 This makes it possible to visualize the transmission path on the time axis of the conduction noise generated by the switching operation of the power semiconductor device.
(第2実施形態)
図8は、本発明の第2実施形態に係る伝導ノイズ可視化装置10Aの機能の構成を示すブロック図である。
(Second Embodiment)
FIG. 8 is a block diagram showing a functional configuration of the conduction noise visualization device 10A according to the second embodiment of the present invention.
この第2実施形態の伝導ノイズ可視化装置10Aは、画像撮影部11、トリガ部12、磁界測定部13、データ入出力部14、記憶部15、制御部16、表示部17、周波数フィルタ部18から構成され、パワー半導体デバイスを搭載した電源回路30を対象に、周波数帯域を指定した伝導ノイズの伝達経路を可視化する機能を有する。
The conduction noise visualization device 10A of the second embodiment is described from the
すなわち、この第2実施形態の伝導ノイズ可視化装置10Aは、前記図1で示した第1実施形態の伝導ノイズ可視化装置10と比較して、磁界測定部13により測定した伝導ノイズの磁界強度を、周波数フィルタ部18において予め指定された周波数帯域の磁界強度に制限して取得する点で異なる。
That is, the conduction noise visualization device 10A of the second embodiment has a magnetic field strength of the conduction noise measured by the magnetic
前記周波数フィルタ部18は、前記図2で示した伝導ノイズ可視化装置10の制御用PC21において、ユーザ操作に応じて入力された制限すべき周波数帯域の中心周波数(例えばfA)と任意の帯域幅(例えば0.1*fA)のデータに基づいて、磁界プローブ25からオシロスコープ23を介して測定される伝導ノイズの磁界強度のうち、該当する周波数帯域の成分のみを通過させて取得するディジタルフィルタにより構成する。
Wherein the
そして、前記構成の第2実施形態の伝導ノイズ可視化装置10Aでは、前記図5で示した伝導ノイズ可視化処理のステップS5において、各測定時間t0,t1,…,tL毎に取得する磁界強度のデータを、前記ディジタルフィルタにより指定の周波数帯域の成分のみを通過させるフィルタ処理を施して取得する。 Then, in the conduction noise visualization device 10A of the second embodiment having the above configuration, the magnetic field acquired for each measurement time t 0 , t 1 , ..., T L in step S5 of the conduction noise visualization process shown in FIG. The intensity data is acquired by performing a filter process that allows only the components of the designated frequency band to pass through the digital filter.
すなわち、電源回路30(図4参照)におけるドライブ回路32の出力端に設置した電圧プローブ24により、予め設定された一定の電圧(電力変換回路31内パワー半導体デバイスをスイッチング動作させるための電圧)が測定されることで、オシロスコープ23を介して、前記制御用PC21によりトリガを検出すると(ステップS4(Yes))、当該トリガの検出時点から前記記憶部27に記憶された各測定時間t0,t1,…,tL毎に、磁界プローブ25によりオシロスコープ23を介して測定されている磁界強度のデータが、指定の周波数帯域に制限されたピーク値として取得される(ステップS5)。
That is, a preset constant voltage (voltage for switching the power semiconductor device in the power conversion circuit 31) is generated by the
制御用PC21は、前記電源回路30の測定ポイントP(m,n)の位置での各測定時間t0,t1,…,tL毎に前記指定の周波数帯域に制限して取得された各磁界強度(ピーク値)Ht0,Ht1,…,HtLのデータを、当該測定ポイントの位置情報P(m,n)と当該各測定時間t0,t1,…,tLのデータとに対応付けて記憶部27に記憶させる(ステップS6)。
The
これ以外の処理については、前記第1実施形態の伝導ノイズ可視化装置10での伝導ノイズ可視化処理と同様に行われるため、その詳細な説明は省略する。
Since other processes are performed in the same manner as the conduction noise visualization process in the conduction
図9は、前記第2実施形態の伝導ノイズ可視化装置10Aの伝導ノイズ可視化処理に従い、被測定回路の各測定ポイントP(0,0)(0,1)…(m,n)において各測定時間t0,t1,…,tL毎に取得した指定の周波数帯域幅(0.1*fA)での磁界強度(ピーク値)Ht0,Ht1,…,HtLのデータを、被測定回路の画像データGにマッピングしたイメージを示す図である。
FIG. 9 shows each measurement time at each measurement point P (0,0) (0,1) ... (m, n) of the circuit under test according to the conduction noise visualization process of the conduction noise visualization device 10A of the second embodiment. t 0, t 1, ..., t field strength (peak value) in the L acquired specified frequency bandwidth for each (0.1 * f a) Ht 0 ,
図10は、前記第2実施形態の伝導ノイズ可視化装置10Aの伝導ノイズ可視化処理に従い生成された指定の周波数帯域幅(0.1*fA)での伝導ノイズ伝達経路NLの可視化イメージを示す図である。 FIG. 10 is a diagram showing a visualization image of the conduction noise transmission path NL in the specified frequency bandwidth (0.1 * f A ) generated according to the conduction noise visualization process of the conduction noise visualization device 10A of the second embodiment. be.
図11は、前記第2実施形態の伝導ノイズ可視化装置10Aの伝導ノイズ可視化処理に従い、被測定回路の各測定ポイントP(0,0)(0,1)…(m,n)において各測定時間t0,t1,…,tL毎に取得した指定の周波数帯域幅(0.1*fB)での磁界強度(ピーク値)Ht0,Ht1,…,HtLのデータを、被測定回路の画像データGにマッピングしたイメージを示す図である。 FIG. 11 shows each measurement time at each measurement point P (0,0) (0,1) ... (m, n) of the circuit under test according to the conduction noise visualization process of the conduction noise visualization device 10A of the second embodiment. The data of the magnetic field strength (peak value) Ht 0 , Ht 1 , ..., Ht L at the specified frequency bandwidth (0.1 * f B ) acquired for each t 0 , t 1 , ..., T L is measured by the circuit to be measured. It is a figure which shows the image mapped to the image data G of.
図12は、前記第2実施形態の伝導ノイズ可視化装置10Aの伝導ノイズ可視化処理に従い生成された指定の周波数帯域幅(0.1*fB)での伝導ノイズ伝達経路NLの可視化イメージを示す図である。 FIG. 12 is a diagram showing a visualization image of the conduction noise transmission path NL in the specified frequency bandwidth (0.1 * f B ) generated according to the conduction noise visualization process of the conduction noise visualization device 10A of the second embodiment. be.
したがって、前記構成の第2実施形態の伝導ノイズ可視化装置10Aによれば、パワー半導体デバイスのスイッチング動作に伴って発生する伝導ノイズのうち、ユーザが任意に指定した周波数帯域の伝導ノイズについて、時間軸上における伝達経路を可視化することが可能になる。 Therefore, according to the conduction noise visualization device 10A of the second embodiment of the above configuration, among the conduction noise generated by the switching operation of the power semiconductor device, the conduction noise in the frequency band arbitrarily specified by the user has a time axis. It becomes possible to visualize the transmission path in the above.
なお、前記各実施形態において記載した伝導ノイズ可視化装置10(10A)による各処理の手法、すなわち、図5〜図7および図9〜図12に示す伝導ノイズ可視化処理等の各手法は、何れもコンピュータに実行させることができるプログラムとして、メモリカード(ROMカード、RAMカード等)、磁気ディスク(フロッピ(登録商標)ディスク、ハードディスク等)、光ディスク(CD−ROM、DVD等)、半導体メモリ等の外部記録装置の媒体に格納して配布することができる。そして、電子装置(伝導ノイズ可視化装置10(10A))のコンピュータ(制御用PC21(CPU))は、この外部記録装置の媒体に記録されたプログラムを記憶装置に読み込み、この読み込んだプログラムによって動作が制御されることにより、前記各実施形態において説明した伝導ノイズ可視化の機能を実現し、前述した手法による同様の処理を実行することができる。 In addition, each processing method by the conduction noise visualization device 10 (10A) described in each of the above-described embodiments, that is, each method such as the conduction noise visualization processing shown in FIGS. 5 to 7 and 9 to 12 is all. External programs such as memory cards (ROM cards, RAM cards, etc.), magnetic disks (floppy (registered trademark) disks, hard disks, etc.), optical disks (CD-ROM, DVD, etc.), semiconductor memories, etc. can be executed by computers. It can be stored and distributed on the medium of the recording device. Then, the computer (control PC21 (CPU)) of the electronic device (conduction noise visualization device 10 (10A)) reads the program recorded on the medium of the external recording device into the storage device, and the read program operates the operation. By being controlled, the function of the conduction noise visualization described in each of the above-described embodiments can be realized, and the same processing by the above-described method can be executed.
また、前記各手法を実現するためのプログラムのデータは、プログラムコードの形態としてネットワーク上を伝送させることができ、このネットワークに接続されたコンピュータ装置から前記プログラムのデータを電子装置に取り込んで記憶装置に記憶させ、前述した伝導ノイズ可視化の機能を実現することもできる。 Further, the data of the program for realizing each of the above methods can be transmitted on the network in the form of the program code, and the data of the program is taken into the electronic device from the computer device connected to the network and stored in the storage device. It is also possible to realize the above-mentioned transmission noise visualization function by storing it in a computer.
本願発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、前記各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、各実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されたり、幾つかの構成要件が異なる形態にして組み合わされても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除されたり組み合わされた構成が発明として抽出され得るものである。 The present invention is not limited to each of the above-described embodiments, and can be variously modified at the implementation stage without departing from the gist thereof. Further, each of the above-described embodiments includes inventions at various stages, and various inventions can be extracted by an appropriate combination of a plurality of disclosed constituent requirements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in each embodiment or some constituent requirements are combined in different forms, the problems described in the section of the problem to be solved by the invention Can be solved and the effects described in the section on the effects of the invention can be obtained, the configuration in which this constituent requirement is deleted or combined can be extracted as the invention.
10…伝導ノイズ可視化装置(第1実施形態)、
10A…伝導ノイズ可視化装置(第2実施形態)、
11…画像撮影部、12…トリガ部、13…磁界測定部、14…データ入出力部、
15…記憶部、16…制御部、17…表示部、18…周波数フィルタ部、
21…制御用PC、22…カメラ、23…オシロスコープ、24…電圧プローブ、
25…磁界プローブ、26…プローブ移動機、27…制御用PCの記憶部、
28…制御用PCの表示部、30…電源回路、G…電源回路の画像データ、
P(0,0)〜P(m,n)…測定ポイント、t0〜tL…測定時間、
Ht0〜HtL…磁界強度、NL…伝導ノイズの伝達経路。
10 ... Conduction noise visualization device (first embodiment),
10A ... Conduction noise visualization device (second embodiment),
11 ... Imaging unit, 12 ... Trigger unit, 13 ... Magnetic field measurement unit, 14 ... Data input / output unit,
15 ... storage unit, 16 ... control unit, 17 ... display unit, 18 ... frequency filter unit,
21 ... Control PC, 22 ... Camera, 23 ... Oscilloscope, 24 ... Voltage probe,
25 ... Magnetic field probe, 26 ... Probe moving device, 27 ... Storage unit of control PC,
28 ... Control PC display, 30 ... Power supply circuit, G ... Image data of power supply circuit,
P (0,0) to P (m, n) ... measurement point, t 0 to t L ... measurement time,
Ht 0 to Ht L ... Magnetic field strength, NL ... Conduction noise transmission path.
Claims (6)
前記被測定回路に任意に設定された各測定点において、前記トリガ検出手段により検出されたトリガの検出時点から任意に設定された測定時間毎に磁界強度を測定する磁界強度測定手段と、
前記磁界強度測定手段により前記各測定点において測定された前記測定時間毎の磁界強度のうち、最大の磁界強度から任意の差分の範囲内の磁界強度のデータを、該当する測定点および測定時間と対応付けて記憶するデータ記憶手段と、
前記データ記憶手段により記憶された各測定点における前記測定時間毎の磁界強度のうち、最大の磁界強度が測定された測定時間を抽出する測定時間抽出手段と、
前記測定時間抽出手段により抽出された、前記最大の磁界強度が測定された測定時間を該当する測定点に対応付けて記憶する最大磁界強度測定時間記憶手段と、
前記最大磁界強度測定時間記憶手段により記憶された前記最大の磁界強度が測定された測定時間と該当する測定点に基づいて、各測定時間の時間順に、各測定時間で最大の磁界強度が測定された測定点を示す画像を前記被測定回路の画像データと合成して表示部に表示させる表示制御手段と、
を備えた伝導ノイズ可視化装置。 A trigger detection means that detects a trigger as the switching operation of the circuit under test is performed, and
A magnetic field strength measuring means that measures the magnetic field strength at each measurement point arbitrarily set in the circuit to be measured at each measurement time arbitrarily set from the detection time of the trigger detected by the trigger detecting means.
Of the magnetic field strengths for each measurement time measured at each measurement point by the magnetic field strength measuring means, the magnetic field strength data within a range of an arbitrary difference from the maximum magnetic field strength is used as the corresponding measurement point and measurement time. Data storage means to store in association with
A measurement time extraction means for extracting the measurement time in which the maximum magnetic field strength was measured among the magnetic field strengths for each measurement time at each measurement point stored by the data storage means.
A maximum magnetic field strength measurement time storage means that stores the measurement time at which the maximum magnetic field strength was measured, which is extracted by the measurement time extraction means, in association with the corresponding measurement point.
Maximum magnetic field strength measurement time The maximum magnetic field strength is measured at each measurement time in the order of time of each measurement time based on the measurement time at which the maximum magnetic field strength was measured and the corresponding measurement point stored by the storage means. A display control means for synthesizing an image showing a measurement point with the image data of the circuit to be measured and displaying it on a display unit.
Conducted noise visualization device equipped with.
請求項1に記載の伝導ノイズ可視化装置。 The magnetic field strength measuring means has a frequency arbitrarily set for each measurement time arbitrarily set from the detection time of the trigger detected by the trigger detecting means at each measurement point arbitrarily set in the circuit to be measured. Measure the magnetic field strength in the band,
The conduction noise visualization device according to claim 1.
前記トリガ検出手段は、前記ドライブ回路の出力端に設置した電圧プローブを有し、当該電圧プローブにより測定される電圧に基づいて、前記パワー半導体デバイスのスイッチング動作に伴いトリガを検出する、
請求項1または請求項2に記載の伝導ノイズ可視化装置。 The circuit under test includes a power conversion circuit that converts electric power using a power semiconductor device, and a power supply circuit that includes a drive circuit that supplies a driving voltage to the power semiconductor device.
The trigger detecting means has a voltage probe installed at the output end of the drive circuit, and detects a trigger as the switching operation of the power semiconductor device is performed based on the voltage measured by the voltage probe.
The conduction noise visualization device according to claim 1 or 2.
前記撮影手段により撮影された被測定回路の画像データを対象に、任意の測定分解能に応じて当該被測定回路の測定点を設定する測定点設定手段と、
を、さらに備えた請求項1ないし請求項3の何れか1項に記載の伝導ノイズ可視化装置。 An imaging means for photographing the circuit to be measured and
A measurement point setting means for setting a measurement point of the measurement circuit according to an arbitrary measurement resolution with respect to the image data of the measurement circuit photographed by the imaging means, and a measurement point setting means.
The conduction noise visualization device according to any one of claims 1 to 3, further comprising.
請求項1ないし請求項4の何れか1項に記載の伝導ノイズ可視化装置。 The magnetic field strength measuring means includes a magnetic field probe for measuring the magnetic field strength and a probe moving means for moving the magnetic field probe on the circuit to be measured, and the magnetic field probe is moved to the circuit to be measured by the probe moving means. It is moved to each measurement point arbitrarily set, and the magnetic field strength is measured at each measurement point at each measurement time arbitrarily set from the detection time of the trigger detected by the trigger detecting means.
The conduction noise visualization device according to any one of claims 1 to 4.
前記被測定回路のスイッチング動作に伴いトリガを検出し、
前記被測定回路に任意に設定された各測定点において、前記トリガの検出時点から任意に設定された測定時間毎に磁界強度を測定し、
前記各測定点において測定された前記測定時間毎の磁界強度のうち、最大の磁界強度から任意の差分の範囲内の磁界強度のデータを、該当する測定点および測定時間と対応付けて記憶し、
前記記憶された各測定点における前記測定時間毎の磁界強度のうち、最大の磁界強度が測定された測定時間を抽出し、
前記抽出された前記最大の磁界強度が測定された測定時間を該当する測定点に対応付けて記憶し、
前記記憶された前記最大の磁界強度が測定された測定時間と該当する測定点に基づいて、各測定時間の時間順に、各測定時間で最大の磁界強度が測定された測定点を示す画像を前記被測定回路の画像データと合成して前記表示部に表示させる、
ようにした伝導ノイズ可視化方法。 It is a conduction noise visualization method for visualizing the transmission path of conduction noise in the circuit under test by the control unit of an electronic device equipped with a display unit.
A trigger is detected as the switching operation of the circuit under test is performed.
At each measurement point arbitrarily set in the circuit to be measured, the magnetic field strength is measured at each measurement time arbitrarily set from the time when the trigger is detected.
Of the magnetic field strengths for each measurement time measured at each measurement point, the magnetic field strength data within a range of an arbitrary difference from the maximum magnetic field strength is stored in association with the corresponding measurement point and measurement time.
Of the magnetic field strengths for each measurement time at each of the stored measurement points, the measurement time at which the maximum magnetic field strength was measured was extracted.
The measured measurement time at which the extracted maximum magnetic field strength was measured is stored in association with the corresponding measurement point.
Based on the memorized measurement time at which the maximum magnetic field strength was measured and the corresponding measurement point, an image showing the measurement point at which the maximum magnetic field strength was measured at each measurement time is shown in chronological order of each measurement time. Combined with the image data of the circuit to be measured and displayed on the display unit,
Conducted noise visualization method.
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