電子機器のEMCの基礎とノイズ対策の勘所

電子機器のノイズ問題に対して、電磁界解析や実験などで得られた対策手法、ノウハウ、ルールなどが蓄積されてきています。それでも、出荷段階でEMC規格をクリヤできず、苦しむこともあります。この中には、以前は効果があったのに、今回は思うようにいかなかったということもあります。 　このような事態にならないためには、ノイズ問題のメカニズムをきちんと理解し、機器個別に対応した設計を行う必要があります。 　本講座では、始めに、基礎編として一般論を整理します。次に、実際編として、応用が効くように回路実装設計における重要なポイント、及び、見落としやすいことなどを重点に、わかりやすく解説します。

1. 電子機器のEMC問題と規格の概要
   1. 電子機器から見たEMC問題
   2. EMC規格の構成
   3. EMI (エミッション) 規格の概要
   4. EMS (イミュニティ) 規格の概要
   5. EMC規格 クリヤが難しい規格は?
2. EMC対策 3つの基本的な考え方
   1. 全方位、全周波数領域で配慮 – もぐらたたきにならないために
   2. エネルギーの流れ:ノイズ発生の上流側で配慮 – 効果的な対策のために
   3. 機器開発のステップ:開発工程の上流で配慮 – 開発コスト、期間の最小化のために
      • 閑話休題:EMI (エミッション) 対策とEMS (イミュニティ) 対策は共通で考えられるか
3. EMC対策の中心はプリント基板の回路実装設計
   1. なぜ、プリント基板の回路実装設計が重要なのか
   2. プリント基板で起きる3つのノイズ – SI、PI、EMI
   3. 最も厄介なEMIノイズ 発生源で対策するのが基本
   4. ノイズ対策の階層と考え方
4. 前準備:回路実装設計のために必要な電磁気・伝送回路の基礎
   1. 回路実装設計のために必要な理論
   2. 回路図を見て思いこまないために
   3. デジタル回路特有の電磁界
   4. 分布定数回路の振舞い
   5. 意図せずアンテナになってしまうもの – アンテナモデルと放射
5. 基礎編:回路実装設計にとって必須となる8つの基本ルール
   1. 電子回路を構成する3要素
   2. デバイスの選択と実装設計
      • 閑話休題:車載マイコンは、どこまで、EMCへ配慮がされているか
   3. 配線への配慮
   4. グラウンド系の強化閑話休題:悩ましいグラウンド設計
6. 実際編:機器実装設計における留意点
   1. プリント基板周辺の金属板の影響
   2. 接続ケーブルの影響
7. 実際編:基本ルールはどこまで有効か – 実験基板による基本ルールの検証
   1. 実験基板とパラメータ
   2. パラメータの影響分析
   3. デバイスの影響
   4. 層構成の影響
   5. 電源層分割の影響
   6. ビアの影響
   7. パラメータの影響のまとめ
8. 実際編:万能ではない基本ルール その限界と留意点
   1. 基本ルールの限界
   2. 放射特性を決めるメカニズム
   3. 知っておきたい基本ルールの意義と留意点
9. まとめ