EMIプリコンプライアンス・テストの高速化の手法

110MHzリアルタイム帯域幅を活用した
EMIプリコンプライアンス・テストの高速化の手法
概要:
無線通信が始まった初期段階から、設計エンジニアにとって EMI(電磁妨害)は大きな課題の一つでした。EMI 規
格に準拠した測定を行うには、標準化団体で規定している特殊なフィルタと検出器が必要です。
テクトロニクスのリアルタイム・スペクトラム・アナライザ(RTSA)は、民生用、防衛用の両方の要件に適したフィルタ帯
域幅と検出方法を備えており、他の計測器と同様の結果が得られます。スプリアス・サーチ機能がいくつかの EMC 診
断とプリコンプライアンス測定用にセットアップされています。測定アプリケーションと共に代表的なリミット・ラインのライブ
ラリが提供されています。1
リアルタイム解析は、掃引型方式と比較すると、トランジェント信号の 100%捕捉確率を保証する、信号最小持続
時間が非常に短くなります。さまざまなトランジェント信号が発生するシステムのトラブルシューティングでは、どのような
トランジェント信号でも取込んで解析できる、DPX スペクトラム処理機能を持った RTSA で簡単に測定できます。こ
れにより測定時間が短縮でき、また DUT の性能がさらに向上できます。RTSA で使用している DSP 技術は、掃引
型アナライザの方式に比べて格段に高速な測定ができます。これは、110MHz までのリアルタイム帯域幅を同時に解
析できるからです。
リミット・ライン
違反信号
スプリアス・テーブル
1
テスト・リミット・ラインは RSA EMI Limit Line Library またはユーザ定義による。 1 特長:






民生および MIL 規格準拠の帯域幅と検出器
波形アベレージングに必要なビデオ帯域幅
代表的な EMI リミット・ラインを含む RSA EMI Limit Line Library
エミッションの測定結果と規制リミットの比較機能
電界強度単位とログ・スケールによる周波数表示機能
DPX による間欠的なトランジェント信号の検出
テクトロニクスのRTSAでサポートされる規制団体による要件2:
国/地域
FCC
3
規格/要件
Part 15 Part B
EN55011
EN55012
EN55013
欧州連合(EU)
EN55014
EN55015
EN55022
AS-NZS1044
AS-NZS1053
AS-NZS2064
オーストラリア/ニュージーランド
AS-NZS2557
AS-NZS3548
AS-NZS4051
中国
GB9254
日本
VCCI
CE101
4
MIL-STD 461E
CE102
RE102
テストの種類
意図的でない放射
工業、科学、医療(ISM)
車両、ボート
音響、TV 放送受信機
家電製品
照明器具
IT 機器
CISPR 14 モータ
CISPR 13 音響、TV
CISPR 11 工業、科学、医療(ISM)
CISPR 12 内燃機関
CISPR 22 情報技術(IT)機器
CISPR 15 照明器具
IT 機器
放射/伝導性エミッション
伝導性エミッション
伝導性エミッション
放射性エミッション
2
3
4
RSA EMI Limit Line Library が必要。 FCC では、上限周波数はその製品の最も高いクロック周波数の 5 次高調波または 40GHz を規定している。当社は 26.5GHz までを規定。 振幅制限があるため、RSA5000 シリーズでは MIL 規格のいくつかのリミット・ラインはサポートされない。 2 推奨されるテスト・システムの構成







RSA5126A 型(1Hz~26.5GHz)または RSA6120A 型(9kHz~20GHz)
Opt. 51(100kHz からのプリアンプ)
Opt. 110(110MHz のリアルタイム取込帯域)
100kHz 以下の周波数をカバーするためのプリアンプ
アンテナ - 放射測定用
LISN(Line Impedance Stabilization Network、電源インピーダンス安定回路網) - 伝導測定用
トランジェント・リミッタ - 伝導測定用
測定セットアップ:
EUT テクトロニクス RTSA
リミッタ/LISN
(お客様が用意)
被測定機器
伝導性エミッション試験のセットアップ
EUT テクトロニクス RTSA アンテナ
(お客様が用意)
被測定機器
放射性エミッション試験のセットアップ
3 操作手順
1. RSA EMI Limit Line Libraryを解凍し、RTSAに保存します。
2. 前面パネルのPresetボタンを押し、計測器をデフォルトの設定
戻します。
に
2
3. ディスプレイ・アイコンをクリ
ックし、Select Displays
ダイアログ・ボックスを開き
ます。
3
4. RF Measurementsフォ
選択します。
ルダを
5. Spuriousアイコンを選択
す。
しま
6. Addをクリックすると、
Selected Displaysリスト
リケーションが追加されま
にアプ
す。
4
5
6
4 7. Selected Displaysリストで
Spectrumのアイコンを選
択します。
8. Removeをクリックすると、ア
イコンはリストから削除されま
す。
9. ダイアログ・ボックスを閉じま
す。
8
7
9
操作ヒント

プリアンプの使用をお勧めします。
高いゲインのプリアンプがないと、ア
ンテナでピックアップした、テスト・シ
ステムのノイズ・フロアより小さい振
幅の信号は測定できません。

Maximize Dynamic Rangeの
使用をお勧めします。
これにより、アナライザのIFステージ
における帯域外信号が最もよく除
去できます。しかし、シグナル・アナ
ライザの全スパン、および
312.5kHz以上の測定帯域設定
時のアップデート・レートが遅くなり
ます。
5 
External Gain/Loss
Correctionタブ
External Gain/Loss
Correctionタブは、アンプやアッテ
ネータなどの外部機器で信号補
正する場合に使用します。
External Loss Tableは、信号
の周波数ごとのゲイン/損失を
補正します。
10. 設定アイコンをクリックす
ると、Spurious
Settingsコントロール・
パネルが表示されます。
10
11. ParametersタブでOver Limit
を選択します。
11
12. Scaleタブを選択してLogスケー
ルを選択し、周波数をログ・スケ
ールで表示します。
12
13. RefLevの欄を選択し、
信号のピークが、表示
された信号のトップより
も約10dB低くなるよう
に設定します。
13
6 14. Loadをクリックし、適切な
リミット・ラインと測定条件
を選択します。
14
15. 機器のタイプと規格団体の要件を選
択します。
この例では、FCC Part 15の放射リミ
ット・ラインを使用します。
16. Openをクリックすると、このスプリアス・
リミット・ライン・テーブルをRSAに読込
みます。
15
16
17. 解析アイコンをクリックす
ると、Analysisコントロー
ル・パネルが表示されま
す。
17
7 ます。
18. Unitsタブを選択し、振幅単位でdBuVを選択し
規格によっては、dBuA、dBuA/m、dBpTなどの
が必要な場合もあります。
単位
18
スプリアス・テーブルが読込まれると、以下のような表示になります。グリーンのバーが読込まれた規格のリミット・ラインで
す。
19
20
19. リ
ミット
違反
になる
と、そ
のスプ
リアス
がイン
ジケー
タで示
されま
す。
20. 違
反スプリアスの詳細な情報はスプリアス・テーブルとして表示され、違反スプリアスとそのスプリアスにおけるリミッ
ト値の間の周波数と振幅の比較が表示されます。
8 操作ヒント:
Expandをクリックすると、レンジ、リミット・テーブルを含んだ大きなサイズのウィンドウが表示されます。start and
stop range(開始/停止周波数)、filter shape(フィルタ形状)、RBW、VBW、detector(検出器)、
threshold and excursion(スレッショルドとエクスカージョン)、limit line(リミット・ライン)が設定できます。
11
RTSAのリミット・ライン・ライブラリのデフォルトの設定:





フィルタ形状は、EMC規格の以下の2種類のいずれかに設定
o CISPR
o -6 dB RBW (MIL)
RBW
o EMC規格を設定してCISPRフィルタを使用する場合、すべての自動選択RBWは、次の4種類の
CISPR帯域のいずれかになる:200Hz、9kHz、120kHz(いずれもCISPRのマスク仕様に適合)、
1MHzのインパルス帯域
o EMC規格を設定して-6dB RBW (MIL)フィルタを使用する場合、すべての自動選択RBWは、
次の6種類のシーケンスのいずれかになる:10Hz、100Hz、1kHz、10kHz、100kHz、1MHz
o RBWはマニュアルで設定可能
VBW
o VBWはデフォルトでは無効
o VBWはマニュアルで設定可能
Detector
o 規格でどのタイプの検出器を使用するのか示されていない場合は、+Peakに設定される
o 検出器はマニュアルでも設定可能
Threshold and Excursion
o スレッショルドは、テスト・リミット・ラインの最も低いポイントよりも20dB低く設定
o エクスカージョンは6dBに設定
o スレッショルドとエクスカージョンは、マニュアルでも設定可能
9 

Limit line
o リミット・ラインは各EMC規格によって設定
o リミット・ラインは、Abs Start、Abs Stopを設定することで調整可能
o RSA5000シリーズでは、最大リミットは30dBmまたは136.99dBuVまたは103.1dBuA
o RSA6000シリーズでは、最大リミットは50dBmまたは156.99dBuVまたは123.1dBuA
Frequency Range
o RSA5126A型の周波数範囲:1Hz~26.5GHz
o RSA6120A/B型の周波数範囲:9kHz~20GHz
21. Trace points(トレース・ポイント)
は、Prefsタブで設定できます。
21
操作ヒント:


リミット・テーブルには保存機能はありませんので、独自のリミット条件は Save As で保存する必要があります。
頻繁に使用する規格の EMI テストは、User Preset として保存できます。このプリセットを設定することで、保存
した機器設定でスプリアスをすばやく表示できます。
22
22. FileメニューでSave Asを選択し、Save Asダイアログ・ボックスを
ます。
23. C:\RSA6000 Files\User
Presetsまたは
C:\RSA5000 Files\User
Presetsのフォルダで設定を
します。
開き
保存
23
10 ファイル名は、Optionsコントロール・パネルのPresetsタブのUser Presetsリストに表示されます。選択したUser
Preset(ユーザ・プリセット)で計測器をセットアップするには、以下の手順を実行します。
24. Fileのドロップダウン・メニューからMore presets、
Userを選択します。
24
25. 保存したプリセットを選択してOKをクリックします。
セットはRSAに読込まれ、適合する規格でEMI
トを実行することができます。
プリ
テス
25
11 付録: EMI規格リスト:
概要
周波数範囲
FCC Part 15
FCC Part 15, Cond, Class A, Average
FCC Part 15, Cond, Class A, Quasi-Peak
FCC Part 15, Cond, Class B, Average
FCC Part 15, Cond, Class B, Quasi-Peak
FCC Part 15, Rad, Class A (10m) (frequency limit)
FCC Part 15, Rad, Class B (3m) (frequency limit)
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
30MHz~40GHz
30MHz~40GHz
CISPR 11 (EN 55011, AS/NZS 2064)
Cond, Class A, Group 1, Greater Than 20kVA, Average
Cond, Class A, Group 1, Greater Than 20kVA, Quasi-Peak
Cond, Class A, Group 1, Less Than or Equal To 20kVA, Average
Cond, Class A, Group 1, Less Than or Equal To 20kVA, Quasi-Peak
Cond, Class A, Group 2, Greater Than 75kVA, Average
Cond, Class A, Group 2, Greater Than 75kVA, Quasi-Peak
Cond, Class A, Group 2, Less Than or Equal To 75kVA, Average
Cond, Class A, Group 2, Less Than or Equal To 75kVA, Quasi-Peak
Cond, Class B, Group 1, Average
Cond, Class B, Group 1, Quasi-Peak
Cond, Class B, Group 2, Average
Cond, Class B, Group 2, Quasi-Peak
Cond, Ind Cooking, 100V No Gnd, Average
Cond, Ind Cooking, 100V No Gnd, Quasi-Peak
Cond, Ind Cooking, Average
Cond, Ind Cooking, Quasi-Peak
Rad, Class A, EDM + Arc Welding
Rad, Class A, Group 1, Greater Than 20kVA
Rad, Class A, Group 1, Less Than or Equal To 20kVA
Rad, Class A, Group 2 (10m)
Rad, Class A, Group 2 (30m)
Rad, Class A, Group 2, MagField (10m) (dBuA per m)
Rad, Class A, Group 2, MagField (30m) (dBuA per m)
Rad, Class B, Group 1
Rad, Class B, Group 2, Average (10m)
Rad, Class B, Group 2, MagField (3m) (dBuA per m)
Rad, Class B, Group 2, Quasi-Peak (10m)
Rad, Commercial Ind Cooking, MagField (dBuA per m)
Rad, Domestic Ind Cooking, MagField, Horiz (dBuA)
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
148.5kHz~30MHz
9kHz~30MHz
148.5kHz~30MHz
9kHz~30MHz
30MHz~1GHz
30MHz~1GHz
30MHz~1GHz
30MHz~1GHz
30MHz~1GHz
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
30MHz~1GHz
30MHz~1GHz
150kHz~30MHz
30MHz~1GHz
9kHz~30MHz
9kHz~30MHz
12 概要
Rad, Domestic Ind Cooking, MagField, Vert (dBuA and amplitude limit5)
周波数レンジ
9kHz~30MHz
CISPR 12 (EN 55012, AS/NZS 2557)
Rad, Average (3m)
Rad, Average (10m)
Rad, Peak (3m)
Rad, Peak (10m)
Rad, Quasi-Peak (3m)
Rad, Quasi-Peak (10m)
30MHz~1GHz
30MHz~1GHz
30MHz~1GHz
30MHz~1GHz
30MHz~1GHz
30MHz~1GHz
CISPR 13 (EN 55013, AS/NZS 1053)
Conducted, Average
Conducted, Quasi-Peak
Disturbance, Average
Disturbance, Quasi-Peak
Rad, FM Sound, Rx+PCTuner - Fundamental
Rad, FM Sound, Rx+PCTuner - Harmonics
Rad, FM Sound, Rx+PCTuner - Other
Rad, Indoor Sat TV+Sd Rx,IR Rmt+Headphone
Rad, Sat Rx Outdoor Unit - EquivRadPW
Rad, Sat Rx Outdoor Unit - Fundamental
Rad, Sat TV+Sd Rx, TunerUnit - Fundamental+Harmonics
Rad, TV, VidRec, PCTuner - Fundamental
Rad, TV, VidRec, PCTuner - Harmonics
Rad, TV, VidRec, PCTuner - Other
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
30MHz~300MHz
30MHz~300MHz
30MHz~1GHz
30MHz~1GHz
30MHz~1GHz
30MHz~1GHz
1GHz~18GHz
900MHz~18GHz
1GHz~3GHz
30MHz~1GHz
30MHz~1GHz
30MHz~1GHz
CISPR 14 (EN 55014, AS/NZS 1044)
Cond, Household, Average
Cond, Household, Quasi-Peak
Cond, Motors 700to1000W, Average
Cond, Motors 700to1000W, Quasi-Peak
Cond, Motors Greater Than 1000W, Average
Cond, Motors Greater Than 1000W, Quasi-Peak
Cond, Motors Less Than 700W, Average
Cond, Motors Less Than 700W, Quasi-Peak
Rad, FAR
Rad, Mains, Household, Average
Rad, Mains, Household, Quasi-Peak
Rad, Mains, Motors 700to1000W, Average
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
30MHz~1GHz
30MHz~300MHz
30MHz~300MHz
30MHz~300MHz
5
振幅制限があるため、RSA5000 シリーズではサポートされない。 13 概要
Rad, Mains, Motors 700to1000W, Quasi-Peak
Rad, Mains, Motors Greater Than 1000W, Average
Rad, Mains, Motors Greater Than 1000W, Quasi-Peak
Rad, Mains, Motors Less Than 700W, Average
Rad, Mains, Motors Less Than 700W, Quasi-Peak
Rad, OATS or SAC
Rad, TEM-Waveguide
周波数範囲
30MHz~300MHz
30MHz~300MHz
30MHz~300MHz
30MHz~300MHz
30MHz~300MHz
30MHz~1GHz
30MHz~1GHz
CISPR 15 (EN 55015, AS/NZS 4051)
Rad, 9kHz-30MHz, Loop=2m (dBuA)
Rad, 9kHz-30MHz, Loop=3m (dBuA)
Rad, 9kHz-30MHz, Loop=4m (dBuA)
Rad, 30-300MHz (10m) (dBuA)
9kHz~30MHz
9kHz~30MHz
9kHz~30MHz
30MHz~300MHz
CISPR 22 (EN 55022, AS/NZS 3548, GB 9254, VCCI)
Cond, Class A, Average
Cond, Class A, Quasi-Peak
Cond, Class A, Telecom, Current, Average (dBuA)
Cond, Class A, Telecom, Current, Quasi-Peak (dBuA)
Cond, Class A, Telecom, Voltage, Average
Cond, Class A, Telecom, Voltage, Quasi-Peak
Cond, Class B, Average
Cond, Class B, Quasi-Peak
Cond, Class B, Telecom, Current, Average (dBuA)
Cond, Class B, Telecom, Current, Quasi-Peak (dBuA)
Cond, Class B, Telecom, Voltage, Average
Cond, Class B, Telecom, Voltage, Quasi-Peak
Rad, Class A, 1 to 6GHz, Average (3m)
Rad, Class A, 1 to 6GHz, Peak (3m)
Rad, Class A, 30MHz to 1GHz (3m)
Rad, Class A, 30MHz to 1GHz (10m)
Rad, Class B, 1 to 6GHz, Average (3m)
Rad, Class B, 1 to 6GHz, Peak (3m)
Rad, Class B, 30MHz to 1GHz (3m)
Rad, Class B, 30MHz to 1GHz (10m)
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
1GHz~6GHz
1GHz~6GHz
30MHz~1GHz
30MHz~1GHz
1GHz~6GHz
1GHz~6GHz
30MHz~1GHz
30MHz~1GHz
ETSI EN 300 386
EN 300 386; Conducted, Telecomm, AC, Quasi-Peak
EN 300 386; Conducted, Telecomm, AC, Average
EN 300 386; Conducted, Telecomm, DC, Quasi-Peak
EN 300 386; Conducted, Telecomm, DC, Average
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
20kHz~30MHz
150kHz~30MHz
14 概要
EN 300 386; Conducted, Other, AC, Quasi-Peak
EN 300 386; Conducted, Other, AC, Average
EN 300 386; Conducted, Other, DC, Quasi-Peak
EN 300 386; Conducted, Other, DC, Average
EN 300 386; Radiated (10m), Telecomm
EN 300 386; Radiated (10m), Other
周波数範囲
150kHz~30MHz
150kHz~30MHz
20kHz~30MHz
150kHz~30MHz
30MHz~1GHz
30MHz~1GHz
MIL-STD- 461E
CE101-1 Cond, Submarine, DC, ≤3A (dBuA)
CE101-2 Cond, Surf+Submarine, 60Hz, ≥ 1kVA (dBuA)
CE101-2 Cond, Surf+Submarine, 60Hz, < 1kVA (dBuA and amplitude limit5)
CE101-3 Cond, Surf+Submarine, 400Hz, ≥0.2kVA (dBuA)
CE101-3 Cond, Surf+Submarine, 400Hz, < 0.2kVA (dBuA and amplitude limit5)
CE101-4 Cond, Aircraft, NavyASW+Army, > 28V (dBuA and amplitude limit5)
CE101-4 Cond, Aircraft, NavyASW+Army, ≤28V (dBuA)
CE102-1 Cond, Power Leads, AC+DC, 28V
RE102-1 Rad, Surface Ship, Below Deck
RE102-1 Rad, Surface Ship, Top Side
RE102-2 Rad, Submarine, External
RE102-2 Rad, Submarine, Internal
RE102-3 Rad, Aircraft, Fixed Wing, Ext
RE102-3 Rad, Aircraft, Fixed Wing, Int, ≥25m
RE102-3 Rad, Aircraft, Fixed Wing, Int, < 25m
RE102-4 Rad, Aircraft, Navy Fixed + Air Force
RE102-4 Rad, Aircraft, Navy Mobile + Army
30Hz~10kHz
120Hz~10kHz
60Hz~10kHz
800Hz~10kHz
400Hz~10kHz
30Hz~10kHz
30Hz~10kHz
10kHz~10MHz
10Hz~18GHz
10Hz~18GHz
10Hz~18GHz
10Hz~18GHz
2MHz~18GHz
2MHz~18GHz
2MHz~18GHz
2MHz~18GHz
2MHz~18GHz
5
振幅制限があるため、RSA5000 シリーズではサポートされない。 15