EMI/EMC 用語集

基本概念

電磁妨害(EMI)Electromagnetic Interference (EMI)

電磁妨害によって機器の性能が低下すること、またはその原因となるエミッションです。

電磁両立性(EMC)Electromagnetic Compatibility (EMC)

機器が、その電磁環境の中で、他のものに許容できない妨害を与えることなく動作できる能力です。

イミュニティImmunity

電磁妨害が存在する状況で、機器が性能低下なく動作できる能力です。試験では性能判定基準A、B、Cで判定します。

エミッションEmission

機器が伝導または放射によって外部へ出す電磁エネルギーです。規格で許容限度値が定められています。

感受性Susceptibility

妨害によって機器の性能が低下しやすい性質です。イミュニティの対概念で、主に軍用規格で使われます。

伝導エミッションConducted Emission

電源線や信号線などの導体を伝わって出ていく電磁エネルギーです。通常、LISNを用いて150 kHz〜30 MHzで測定します。

放射エミッションRadiated Emission

空間へ放射される電磁エネルギーです。通常、30 MHz以上でアンテナを用いて測定します。

コモンモード(CM)Common Mode (CM)

2本の導体に同じ向きに流れる電流成分です。ケーブルがアンテナとして働くため、放射エミッションの主な原因となります。

ディファレンシャルモード(DM)Differential Mode (DM)

2本の導体に互いに逆向きに流れる通常の信号電流成分です。ループ面積が小さいほど放射は小さくなります。

近傍界Near Field

発生源に近い領域で、E/H比が平面波と異なります。電界優勢または磁界優勢になることがあります。

遠方界Far Field

波を平面波とみなせる領域です。E/Hは約377 Ωで、電界は距離に反比例して減衰します。

高調波Harmonic

基本周波数の整数倍の周波数成分です。クロックやスイッチング電源の高調波は、エミッション不合格の典型的な原因です。

スプリアスエミッションSpurious Emission

意図した信号帯域の外側に出る不要なエミッションで、高調波や相互変調積などがあります。

相互変調Intermodulation

2つ以上の信号が非線形素子内で混合し、和と差の周波数成分を生じる現象です。

立ち上がり時間Rise Time

信号が最終値の10 %から90 %に達するまでの時間です。立ち上がり時間が短いほど高周波成分が多くなります。

クロストークCrosstalk

隣接するパターン間で、容量結合と誘導結合により信号が漏れる現象です。

共振Resonance

LとC(または構造体の長さ)で決まる周波数で応答が大きく増幅される現象です。ケーブルやスロットの共振はエミッションを増大させます。

Q値Q Factor

共振の鋭さを表す指標です。Qが高いほどピークは高く狭くなります。

インピーダンス整合Impedance Matching

反射を減らすために、信号源、線路、負荷のインピーダンスを合わせることです。整合が悪いとVSWRが上がります。

伝達インピーダンスTransfer Impedance

シールドケーブルまたは電流プローブにおける、誘起電圧と電流の比です。値が小さいほどシールド性能が良好です。

表皮効果Skin Effect

高周波電流が導体表面付近に集中して流れる現象です。周波数が高くなるほど表皮深さは小さくなります。

リターンパスReturn Path

信号電流が信号源へ戻る経路です。高周波ではパターン直下のプレーンがインダクタンス最小の経路になります。

グランドバウンスGround Bounce

多数の出力が同時にスイッチングしたとき、グランドのインダクタンスによってグランド電位が変動する現象です。

測定と計測器

dBm

1 mW(0 dBm)を基準とした絶対電力レベルです。

dBµV

1 µVを基準とした電圧レベルです。50 ΩではdBµV = dBm + 107となります。

dBµV/m

1 µV/mを基準とした電界強度レベルで、放射エミッション限度値の単位です。

アンテナファクタ(AF)Antenna Factor (AF)

レシーバの電圧を入射電界に換算する係数(dB/m)です。E = V + AF。

LISN / AMN

擬似電源回路網(LISN)/人工電源網(AMN)です。伝導エミッション測定時に規定のインピーダンスを与え、電源からの雑音を分離します。

インピーダンス安定化回路網(ISN)Impedance Stabilisation Network (ISN)

通信ポートや信号ポートの非対称(コモンモード)伝導エミッションを測定するための回路網です。

結合/減結合回路網(CDN)Coupling/Decoupling Network (CDN)

伝導イミュニティ試験で、妨害をケーブルに結合し、補助機器を減結合する回路網です。

分解能帯域幅(RBW)Resolution Bandwidth (RBW)

測定フィルタの幅です。小さくするとノイズフロアは下がりますが、掃引時間は長くなります。

ビデオ帯域幅(VBW)Video Bandwidth (VBW)

検波後のフィルタ帯域幅です。小さくするとノイズの変動が平滑化されます。

準ピーク検波器(QP)Quasi-Peak Detector (QP)

信号の繰り返し周波数に応じて重み付けする検波器で、繰り返し率が高いほど指示値が大きくなります。CISPR限度値の基準検波器です。

ピーク検波器Peak Detector

入力の最大値を捕捉する検波器です。最も高速で、常にQPや平均以上の値になるため、プリスキャンに使われます。

平均検波器(AV)Average Detector (AV)

信号の平均レベルを測定する検波器です。狭帯域信号と広帯域雑音の切り分けに有用です。

EMIレシーバEMI Receiver

CISPR 16-1-1に適合し、プリセレクションと規格化された検波器を備えた専用レシーバです。

スペクトラムアナライザSpectrum Analyzer

信号レベルを周波数に対して表示する測定器です。プレコンプライアンスで広く使われますが、正式試験にはEMIレシーバ機能が必要です。

プリスキャンPre-scan

正確なQP/AV測定の前に、候補周波数を見つけるための高速ピークスキャンです。

ノイズフロアNoise Floor

レシーバ自身の雑音で決まる、測定可能な最低レベルです。

環境ノイズAmbient Noise

EUTとは無関係に存在する外来信号(放送、通信など)で、放射試験の信頼性を低下させます。

プリアンプPreamplifier

小さな信号をレシーバ雑音より高く持ち上げる低雑音増幅器です。換算時にはそのゲインを差し引く必要があります。

アッテネータAttenuator

信号を一定のdB数だけ減衰させる受動素子です。レシーバを過大入力から保護し、整合も改善します。

方向性結合器Directional Coupler

進行波と反射波を別々に取り出す素子です。イミュニティ試験で進行電力と反射電力の監視に使います。

電流プローブCurrent Probe

導体に非接触で電流を測定するクランプ式プローブです。伝達インピーダンスを用いて換算します。

近傍界プローブNear-Field Probe

基板上の電界または磁界の発生源を探る小型プローブです。エミッション源の特定に使います。

1 dBゲイン圧縮点(P1dB)1 dB Compression Point (P1dB)

増幅器のゲインが線形時の値より1 dB低下する出力レベルです。実用上の動作限界となります。

校正Calibration

測定器、アンテナ、ケーブルを標準器と比較し、補正値と不確かさを求める手順です。

試験サイトとアンテナ

半電波暗室(SAC)Semi-Anechoic Chamber (SAC)

金属の反射床を持ち、壁と天井に電波吸収体を貼った試験室です。3 m/10 m法の放射エミッション試験の標準環境です。

全電波暗室(FAR)Fully Anechoic Room (FAR)

床を含むすべての面に電波吸収体を設けた試験室です。1 GHz超のエミッション試験や放射イミュニティに使います。

オープンエリアテストサイト(OATS)Open-Area Test Site (OATS)

開けた地面上の屋外試験場です。基準となるサイトですが、天候や環境ノイズの影響を受けます。

シールドルームShielded Room

金属壁で外部の電磁界を遮る部屋です。伝導試験や環境ノイズの遮断に使います。

グランドプレーンGround Plane

試験構成の基準となる導電性の板です。規格でサイズ、材質、EUTとの間隔が規定されています。

ターンテーブルTurntable

EUTを360°回転させ、エミッションが最大となる方向を探す回転台です。

アンテナマストAntenna Mast

アンテナを1〜4 mの範囲で昇降させ、床面反射による干渉の最大点を探すマストです。

バイコニカルアンテナBiconical Antenna

2つの円錐状素子で構成される、約30〜300 MHz用の広帯域アンテナです。

ログペリオディックアンテナLog-Periodic Antenna

約200 MHzから1 GHz以上をカバーする、指向性の広帯域アンテナです。

バイログアンテナBilog Antenna

バイコニカルとログペリオディックを組み合わせたハイブリッド型で、1本で30 MHz〜1 GHzをカバーします。

ホーンアンテナHorn Antenna

1 GHz超の測定やイミュニティ試験に用いる指向性アンテナで、ゲインが安定しています。

正規化サイトアッテネーション(NSA)Normalized Site Attenuation (NSA)

測定したサイトアッテネーションを理想値と許容差(通常±4 dB)内で比較し、試験サイトを検証する指標です。

均一電界領域(UFA)Field Uniformity Area (UFA)

放射イミュニティ試験で、電界が許容差内に保たれる平面領域です。試験前に校正します。

TEMセル / GTEMセルTEM Cell / GTEM Cell

内部にTEM波を発生させる導波管状の試験治具で、小型機器の試験に使います。

反響室Reverberation Chamber

多重反射とスターラで統計的に均一な電界を作る金属製チャンバです。

設計と対策

シールド効果(SE)Shielding Effectiveness (SE)

シールドなしとありの電界レベルの比(dB)で、吸収損失と反射損失の和です。

挿入損失Insertion Loss

フィルタや部品を回路に挿入したときの信号の減少量(dB)です。

リターンロスReturn Loss

入射電力と反射電力の比(dB)です。大きいほど整合が良好です。

VSWR

線路上の定在波電圧の最大値と最小値の比です。1に近いほど整合が良好です。

反射係数Reflection Coefficient

入射波に対する反射波の振幅比Γです。VSWRとリターンロスはどちらもΓで表せます。

特性インピーダンスCharacteristic Impedance

無限長の線路における電圧と電流の比です。同軸ケーブルでは50 Ωと75 Ωが一般的です。

フェライトビーズFerrite Bead

高周波で抵抗性のインピーダンスを持ち、ノイズを熱として消費する部品です。電源線や信号線に使います。

コモンモードチョークCommon-Mode Choke

1つのコアに2本の導体を巻き、コモンモード電流にだけ高いインピーダンスを示すようにした部品です。

XコンデンサX Capacitor

電源線間(L–N)に接続する安全規格品のコンデンサで、ディファレンシャルモードノイズを低減します。

YコンデンサY Capacitor

ラインとアース間(L–PE)に接続する安全規格品のコンデンサで、コモンモードノイズをバイパスします。容量は漏れ電流の制限で制約されます。

デカップリングコンデンサDecoupling Capacitor

ICの電源ピンの近くに置き、高周波電流を局所的に供給して電源ノイズを低減するコンデンサです。

自己共振周波数(SRF)Self-Resonant Frequency (SRF)

寄生成分によって部品が共振する周波数です。これを超えると、コンデンサはインダクタのように振る舞います。

スナバSnubber

スイッチング素子のリンギングやスパイクを減衰させるRC(またはRCD)回路です。

スペクトラム拡散クロック(SSC)Spread-Spectrum Clocking (SSC)

クロック周波数をわずかに変調してエネルギーを広い帯域に拡散させる手法です。ピークは下がりますが、総エネルギーは変わりません。

EMIガスケットEMI Gasket

筐体の継ぎ目をふさいで漏えいを防ぐ導電性部品です。

開口(スロット)漏えいAperture (Slot) Leakage

シールドの隙間や穴から漏れる電磁エネルギーです。最大寸法がλ/2に近づくと、ほぼシールドされない状態になります。

ピグテールPigtail

ケーブルシールドを短い線でグランドに接続する方法です。そのインダクタンスにより、高周波のシールド性能が大きく低下します。

360°シールド接続360° Shield Termination

ケーブルシールドを全周にわたってコネクタシェルへ接続する方法です。ピグテールよりはるかに優れています。

ボンディングBonding

金属部品同士を低インピーダンスで接続することです。接触面の仕上げと面積が高周波性能を左右します。

電源フィルタ(EMIフィルタ)Mains Filter (EMI Filter)

X/Yコンデンサとコモンモードチョークで構成され、伝導エミッションと電源から侵入するノイズを低減するフィルタです。

TVSダイオードTVS Diode

過渡電圧をクランプして回路を保護する素子で、ESDやサージ保護の基本部品です。

バランBalun

平衡線路と不平衡線路を変換する素子です。不平衡によって生じるコモンモード電流を抑制できます。

イミュニティ試験

静電気放電(ESD)Electrostatic Discharge (ESD)

帯電した物体間で起こる短く強い放電です。IEC 61000-4-2が接触放電試験と気中放電試験を規定しています。

電気的ファストトランジェント(EFT/バースト)Electrical Fast Transient (EFT/Burst)

誘導性負荷のスイッチングで生じる高速パルスの連続です。IEC 61000-4-4に従って試験します。

サージSurge

雷や大きな開閉動作で生じる高エネルギーの過渡電圧/電流です。IEC 61000-4-5に従って試験します。

放射感受性/イミュニティ試験Radiated Susceptibility/Immunity Test

EUTに外部電界を印加し、誤動作の有無を確認する試験です。例としてIEC 61000-4-3やMIL-STD-461 RS103があります。

伝導感受性/イミュニティ試験Conducted Susceptibility/Immunity Test

ケーブルや電源線に妨害を注入し、誤動作の有無を確認する試験です。例としてIEC 61000-4-6やMIL-STD-461 CS114があります。

バルク電流注入(BCI)Bulk Current Injection (BCI)

注入プローブを用いてケーブル束に誘導電流を注入する試験方法です。自動車規格や軍用規格で広く使われます。

振幅変調(AM)Amplitude Modulation (AM)

信号で搬送波の振幅を変化させることです。イミュニティ試験では1 kHz、80 % AMが標準です。

性能判定基準(A/B/C)Performance Criteria (A/B/C)

イミュニティ試験中または試験後に許容される性能低下を区分したものです。Aが最も厳しい基準です。

電圧ディップVoltage Dip

供給電圧が一時的に低下する現象です。IEC 61000-4-11に従って試験します。

フリッカFlicker

供給電圧の変動によって照明がちらつき、目に見える現象です。フリッカメータで測定し、エミッション規格とイミュニティ規格の両方で扱われます。

高高度電磁パルス(HEMP)High-Altitude EMP (HEMP)

高高度での核爆発によって生じる広帯域の電磁パルスです。試験はIEC 61000-4-25などで規定されています。

供試機器(EUT)Equipment Under Test (EUT)

試験対象の製品です。試験中は最悪条件のモードで動作させます。

補助機器(AE)Auxiliary Equipment (AE)

EUTを動作させるために接続する追加機器(負荷、ノートPC、センサなど)です。結果に影響しないよう管理します。

不確かさ・認証・規制

マージンMargin

限度値と測定値の差(dB)です。設計目標では、通常3〜6 dB以上が求められます。

測定の不確かさMeasurement Uncertainty

結果が真値からずれ得る範囲を定量化したものです。ケーブル、アンテナ、レシーバ、ミスマッチなどの寄与から構成されます。

包含係数(k)Coverage Factor (k)

合成標準不確かさに乗じて拡張不確かさを得る係数です。k = 2で約95 %の信頼水準です。

拡張不確かさExpanded Uncertainty

合成標準不確かさに包含係数を乗じたものです。U = k·u_c。

二乗和平方根(RSS)Root-Sum-Square (RSS)

互いに独立な誤差項を合成する方法です。u_c = √(Σu²)。

ガードバンドGuard Band

不確かさを考慮して限度値の内側に設ける内部合否ラインです。認証機関またはメーカーの方針で定めます。

不確かさの分布Uncertainty Distribution

不確かさ成分の確率分布(矩形、三角、U字、正規)です。それぞれに固有の除数があります。

サイトバリデーションSite Validation

試験サイトが規格の要求を満たすことを確認する手順(例:NSA)です。

プレコンプライアンスPre-Compliance

正式試験の前に、社内または外部の設備で行う予備評価です。再試験のコストとスケジュールリスクを低減します。

試験計画書Test Plan

EUTの構成、動作モード、適用する試験、限度値、合否基準をあらかじめ定めた文書です。

クラスA / クラスBClass A / Class B

使用環境による機器の区分です。Bは住宅用で、より厳しい限度値が適用されます。

基本規格Basic Standard

試験方法のみを定める規格(例:IEC 61000-4-x)です。レベルと判定は製品規格によります。

製品(ファミリ)規格Product (Family) Standard

製品群に対する限度値、試験レベル、判定基準を定める規格です(例:CISPR 32、CISPR 35)。

CEマーキングCE Marking

欧州市場向けの適合マークです。EMC指令(2014/30/EU)への適合が必要です。

KC認証KC Certification

韓国市場で流通する機器に必要な、安全およびEMCの適合マークです。

FCC Part 15

米国FCC規則のうち、意図的放射器および非意図的放射器のエミッション要件を定める部分で、クラスA/Bがあります。

CISPR

IECの国際無線障害特別委員会です。エミッション限度値と測定に関する規格(CISPR 11、16、32など)を発行しています。

MIL-STD-461

軍用機器の電磁妨害特性を規制する米国国防総省の規格です。

版 / 改訂Edition / Amendment

規格は定期的に改訂され、限度値や方法が変わる場合があるため、試験では適用版を明記する必要があります。