【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板に発生する近傍電磁界の分布測定に関し、特に、高密度実装時のノイズ源の特定を目標にするものである。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルＡＶ機器、情報機器等の電子機器の不要輻射ノイズを低減するためには、まずノイズ源である回路基板の近傍電磁界を把握することが大切である。従来の近傍電磁界の測定では、検出部、演算部、表示部からなる電磁界ポイント測定システムが用いられていた。
【０００３】
以下、図面を参照しながら、従来の電磁界測定システムについて説明する。図４は従来の電磁界ポイント測定システムを説明するブロック図である。
【０００４】
電磁界ポイント測定システムは、電界プローブあるいは磁界プローブである電磁界プローブ１１からなって、被測定回路基板６の任意のポイントにおける近傍電磁界強度の時間的変化を検出する検出部１と、検出データを増幅するアンプ１４、検出データの周波数スペクトラムを作成するスペクトラムアナライザー１５からなって、時間軸で検出された電磁界強度を周波数軸に変換演算する演算部３と、ディスプレイ１８、プリンタ１７からなって、周波数軸の電磁界強度を表示出力する表示部５を備えている。
【０００５】
しかしながら、上記のような電磁界ポイント測定システムでは、電磁界強度の強い場所を特定することは可能となったが、電磁界強度の強い場所がどのように広がっているか、といった電磁界の分布までは測定することができないという課題があった。
【０００６】
この解決策として、図５に示すように、近傍電磁界の分布を測定することを目的に、電磁界プレーン測定システムが提案されている。電磁界プレーン測定システムは、電磁界ポイント測定システムにおいて、電磁界プローブ１１の測定位置を制御し電磁界プローブ１１を移動させる駆動制御部２と、演算部３から出力される電磁界測定結果を表示させる表示用コンピュータ２２からなるデータ処理部４とを有し、被測定回路基板６の指定された座標位置の近傍電磁界を測定することで電磁界の分布を測定している。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−８３９１８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような電磁界プレーン測定システムでは、出力された近傍電磁界分布からノイズ源を特定するとき、測定結果と被測定回路基板を視覚的に見比べることで特定していたために、微細配線パターンの特定には時間を要するという課題があった。
【０００９】
そこで、本発明は前記課題に鑑み、回路基板の発生する近傍電磁界分布の測定結果と回路パターン設計情報である配線あるいはプレーンのパターンとを対応付けることで、従来の方法に比べ格段に高速に、高密度実装時のノイズ源の特定を可能にする近傍電磁界測定システムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によるシステムは、回路基板の発生する近傍電磁界の分布を測定するシステムにおいて、測定位置情報と回路パターン設計位置情報との整合をとって、回路パターン設計情報上に電磁界測定結果を表示するシステムであって、電磁界測定結果と回路パターン設計情報である配線あるいはプレーンのパターンとを対応付けることを特徴とする。
このように構成することで、回路基板の発生する近傍電磁界分布に影響を与えているノイズ源である配線あるいはプレーンのパターンの特定が容易にできる。
この発明では、好ましくは、回路基板の発生する電磁界分布の周波数特性を測定し、磁界プローブまたは電界プローブで測定される。さらに好ましくは、前記磁界プローブまたは電界プローブが、アレイ上に配置され、それぞれのプローブをスイッチングして電磁界の分布を測定する、または、前記磁界プローブまたは電界プローブが、回路基板上の位置情報を指定する制御信号に応じて移動して、電磁界の分布を測定する。
また、本発明によるシステムは、前記磁界プローブまたは電界プローブが、回路パターン設計情報である配線あるいはプレーンのパターンに沿って、電磁界の分布を測定する。
このように構成することで、配線あるいはプレーンからの放射電磁界の特定が容易になる。
また、本発明によるシステムは、前記磁界プローブまたは電界プローブを制御する回路基板上の位置情報が、回路パターン設計情報である回路部品の３次元構造体情報に基づいて３次元情報からなり、該位置情報に従って前記磁界プローブまたは電界プローブが３次元的に移動して、電磁界の分布を測定することを特徴とする。
このように構成することで、電磁界プローブと回路部品の距離を一定に保てるため、より高精度な近傍電磁界測定ができ、放射電磁界の特定が容易になる。
また、本発明によるシステムは、回路パターン設計情報である配線あるいはプレーンのパターンと対応付けられた電磁界測定結果から、前記パターンの任意点に対する放射電磁界を計算して、放射電磁界に影響の大きいパターンを抽出することを特徴とする。
このように構成することで、近傍電磁界に大きく影響を与える配線あるいはプレーンのパターンの中で、遠方電磁界に大きく影響を与えるパターンの特定が容易になる。
また、本発明によるシステムは、前記放射電磁界の計算では、配線のリターン電流の経路を考慮していることを特徴とする。
【００１１】
このように構成することで、より高精度な近傍電磁界測定ができ、放射電磁界の特定が容易になる。
この発明では、好ましくは、前記放射電磁界の計算では、前記近傍電磁界の測定結果をもとに配線電流の周波数成分を算出し、線電流が任意点に発生させる電磁界を計算する。
また、本発明によるシステムは、回路パターン設計情報に変更を加えたときの放射電磁界の変化を算出することを特徴とする。
このように構成することで、ＥＭＣ対策の効果の把握が可能となる。
この発明では、好ましくは、前記回路パターン設計情報の変更は、コンデンサまたはインダクタまたはレジスタからなる回路部品の追加、削除、あるいは位置変更、配線あるいはプレーンのパターンの変更である。さらに好ましくは、前記放射電磁界の変化の計算は、前記回路パターン設計情報の変更にともなう電流の変化を計算して求める。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
この発明の第１の実施の形態を図１に基づいて説明する。
図１はこの発明の第１の実施の形態の電磁界測定システムを説明するためのブロック図である。図において、本実施の形態の近傍電磁界測定システムは、電界プローブあるいは磁界プローブである電磁界プローブ１１からなって、被測定回路基板６の任意のポイントにおける近傍電磁界強度の時間的変化を検出する検出部１と、電磁界プローブ１１の測定位置を制御し電磁界プローブ１１を移動させる駆動制御部２と、検出データを増幅するアンプ１４、検出データの周波数スペクトラムを作成するスペクトラムアナライザー１５からなって、時間軸で検出された電磁界強度を周波数軸に変換演算する演算部３と、回路パターン設計用コンピュータ１９から出力される回路パターン設計情報と駆動制御部２から出力される測定位置情報と演算部３から出力される電磁界測定結果を対応させる表示用コンピュータ１６からなるデータ処理部４と、ディスプレイ１８、プリンタ１７からなって、周波数軸の電磁界強度を表示出力する表示部５と、を備えている。
【００１３】
回路パターン・測定結果対応表示用コンピュータ１６では、各周波数において測定プレーン上で測定した電磁界分布と配線あるいはプレーンのパターンを対応付けて表示するため、近傍電磁界分布からノイズ源の特定が容易に行える。また、電磁界プローブが、回路パターン設計情報である配線あるいはプレーンのパターンに沿うように制御されて移動し、さらには、ＩＣの動作周波数、立ち上がり時間、たち下がり時間といった設計情報を加えることで、高密度実装時においてもノイズ源の特定が容易に行える。
以上のように、回路基板の発生する近傍電磁界分布の測定結果と回路パターン設計情報である配線あるいはプレーンのパターンとを対応付けることで、従来の方法に比べ格段に高速に、高密度実装時のノイズ源の特定が可能となる。
【００１４】
なお、第１の実施の形態として、駆動制御部が電磁界プローブの測定位置を制御し移動させる場合を例として述べたが、電磁界プローブがアレイ上に配置され、それぞれのプローブをスイッチングして電磁界の分布を測定する場合に対しても同様の効果を有する。
【００１５】
（実施の形態２）
この発明の第２の実施の形態を図２に基づいて説明する。
図２は、この発明の第２の実施の形態の電磁界測定システムを説明するためのブロック図である。図２における第２の実施の形態の電磁界測定システムは、回路パターン・測定結果対応表示用コンピュータ１６では、回路パターン設計用コンピュータ１９から出力される回路パターン設計情報と駆動制御部２から出力される測定位置情報と演算部３から出力される電磁界測定結果に加えて、回路部品３次元構造体データベースから出力される回路部品の３次元形状を対応させるように構成されているところが、図１に示した第１の実施の形態と異なる。
駆動制御部２で制御する電磁界プローブ１１の位置情報が、回路パターン設計情報である回路部品の３次元構造体情報に基づいて３次元情報からなり、この位置情報に従って電磁界プローブ１１が３次元的に移動して、電磁界の分布を測定することで、電磁界プローブと回路部品の距離を一定に保てるため、より高精度な近傍電磁界測定ができ、高密度実装時のノイズ源の特定が可能となる。
【００１６】
（実施の形態３）
この発明の第３の実施の形態を図３に基づいて説明する。
図３は、この発明の第３の実施の形態の電磁界測定システムを説明するためのブロック図である。図３における第３の実施の形態の電磁界測定システムは、回路パターン・測定結果対応表示用コンピュータ１６では、回路パターン設計用コンピュータ１９から出力される回路パターン設計情報と駆動制御部２から出力される測定位置情報と演算部３から出力される電磁界測定結果に加えて、放射電磁界計算用コンピュータ２１によって計算される電磁界測定結果からパターンの任意点に対する放射電磁界を対応させるように構成されているところが、図１に示した第１の実施の形態と異なる。
放射電磁界計算用コンピュータ２１における放射電磁界の計算では、近傍電磁界の測定結果をもとに配線電流の周波数成分を算出し、線電流が任意点に発生させる電磁界を計算する。また、放射電磁界の計算において配線のリターン電流の経路を考慮することで、より高精度な近傍電磁界測定ができる。さらに、回路パターン設計情報に、コンデンサまたはインダクタまたはレジスタからなる回路部品の追加、削除、あるいは位置変更、配線あるいはプレーンのパターンの変更を加えたときの放射電磁界の変化を、回路パターン設計情報の変更にともなう電流の変化を計算して算出することで、ＥＭＣ対策の効果の把握が可能となる。
放射電磁界計算用コンピュータ２１で遠方電磁界を計算することで、近傍電磁界に大きく影響を与える配線あるいはプレーンのパターンの中で、遠方電磁界に大きく影響を与えるパターンの特定が容易になる。
【００１７】
【発明の効果】
以上述べたように、回路基板の発生する近傍電磁界分布の測定結果と回路パターン設計情報である配線あるいはプレーンのパターンとを対応付けることで、近傍電磁界分布からノイズ源の特定が容易に行えるため、従来の方法に比べ格段に高速に、高密度実装時のノイズ源の特定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の電磁界測定システムを説明するためのブロック図
【図２】第２の実施の形態の電磁界測定システムを説明するためのブロック図
【図３】第３の実施の形態の電磁界測定システムを説明するためのブロック図
【図４】従来の実施の形態のポイント電磁界測定システムを説明するためのブロック図
【図５】従来の実施の形態のプレーン電磁界測定システムを説明するためのブロック図
【符号の説明】
１ 検出部
２ 駆動制御部
３ 演算部
４ データ処理部
５ 表示部
６ 被測定回路基板
１１ 電磁界プローブ
１２ 駆動装置
１３ 制御装置
１４ アンプ
１５ スペクトラムアナライザー
１６ 回路パターン・測定結果対応表示用コンピュータ
１７ プリンタ
１８ ディスプレイ
１９ 回路パターン設計用コンピュータ
２０ 回路部品３次元構造体データベース
２１ 放射電磁界計算用コンピュータ
２２ 測定結果表示用コンピュータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to the measurement of the distribution of a nearby electromagnetic field generated on a circuit board, and particularly to the identification of a noise source during high-density mounting.
[0002]
[Prior art]
In order to reduce unnecessary radiation noise of electronic equipment such as digital AV equipment and information equipment, it is important to first grasp the electromagnetic field near the circuit board which is a noise source. In the conventional measurement of the near electromagnetic field, an electromagnetic field point measurement system including a detection unit, a calculation unit, and a display unit has been used.
[0003]
Hereinafter, a conventional electromagnetic field measurement system will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a block diagram illustrating a conventional electromagnetic field point measurement system.
[0004]
The electromagnetic field point measuring system comprises an electromagnetic field probe 11 which is an electric field probe or a magnetic field probe, a detecting unit 1 for detecting a temporal change in the intensity of a nearby electromagnetic field at an arbitrary point on the circuit board 6 to be measured, and detection data. , An arithmetic unit 3 for converting the electromagnetic field strength detected on the time axis into a frequency axis, a display 18, and a printer 17. And a display unit 5 for displaying and outputting the electromagnetic field strength on the frequency axis.
[0005]
However, in the electromagnetic field point measurement system as described above, it is possible to specify a place where the electromagnetic field strength is strong, but it is also possible to specify the distribution of the electromagnetic field such as how the place where the electromagnetic field strength is strong is spread. Has a problem that it cannot be measured.
[0006]
As a solution to this, as shown in FIG. 5, an electromagnetic field plane measurement system has been proposed for the purpose of measuring the distribution of a nearby electromagnetic field. The electromagnetic field plane measurement system, in the electromagnetic field point measurement system, displays the drive control unit 2 that controls the measurement position of the electromagnetic field probe 11 to move the electromagnetic field probe 11 and the electromagnetic field measurement result output from the calculation unit 3. And a data processing unit 4 including a display computer 22 for measuring the electromagnetic field distribution by measuring the electromagnetic field near the specified coordinate position of the circuit board 6 to be measured.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-11-83918
[Problems to be solved by the invention]
However, in the electromagnetic field plane measurement system as described above, when a noise source is specified from the output nearby electromagnetic field distribution, the measurement result is visually compared with the circuit board to be measured. There is a problem that it takes time to specify a pattern.
[0009]
In view of the above problem, the present invention associates a measurement result of a nearby electromagnetic field distribution generated by a circuit board with a wiring or plane pattern that is circuit pattern design information, thereby significantly faster than the conventional method. It is an object of the present invention to provide a near electromagnetic field measurement system that enables the identification of a noise source during high-density mounting.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The system according to the present invention is a system for measuring the distribution of a nearby electromagnetic field generated by a circuit board. The measurement position information and the circuit pattern design position information are matched and the electromagnetic field measurement result is displayed on the circuit pattern design information. In which a result of electromagnetic field measurement is associated with a wiring or plane pattern which is circuit pattern design information.
With this configuration, it is possible to easily specify a wiring or plane pattern that is a noise source affecting the nearby electromagnetic field distribution generated by the circuit board.
In the present invention, preferably, the frequency characteristic of the electromagnetic field distribution generated by the circuit board is measured, and the frequency characteristic is measured by a magnetic field probe or an electric field probe. More preferably, the magnetic field probe or the electric field probe is arranged on an array, and switches the respective probes to measure the distribution of the electromagnetic field, or the magnetic field probe or the electric field probe obtains position information on the circuit board. It moves according to the designated control signal and measures the distribution of the electromagnetic field.
In the system according to the present invention, the magnetic field probe or the electric field probe measures a distribution of an electromagnetic field along a wiring or plane pattern which is circuit pattern design information.
With this configuration, it is easy to specify a radiation electromagnetic field from a wiring or a plane.
Further, in the system according to the present invention, the position information on the circuit board for controlling the magnetic field probe or the electric field probe comprises three-dimensional information based on the three-dimensional structure information of the circuit component, which is the circuit pattern design information. The magnetic field probe or the electric field probe moves three-dimensionally according to the information to measure the distribution of the electromagnetic field.
With this configuration, the distance between the electromagnetic field probe and the circuit component can be kept constant, so that a more accurate near-field measurement can be performed, and the radiation field can be easily specified.
Further, the system according to the present invention calculates the radiated electromagnetic field with respect to an arbitrary point of the pattern from the result of the electromagnetic field measurement associated with the wiring or plane pattern which is the circuit pattern design information, and has an influence on the radiated electromagnetic field. It is characterized by extracting a large pattern.
With this configuration, it is easy to specify a pattern that greatly affects the distant electromagnetic field among the patterns of the wiring or the plane that largely affects the near electromagnetic field.
The system according to the present invention is characterized in that the calculation of the radiated electromagnetic field takes into account the path of the return current of the wiring.
[0011]
With such a configuration, a more accurate near-field measurement can be performed, and the radiation field can be easily specified.
In the present invention, preferably, in the calculation of the radiated electromagnetic field, a frequency component of a wiring current is calculated based on the measurement result of the near electromagnetic field, and an electromagnetic field generated at an arbitrary point by the line current is calculated.
Further, the system according to the present invention is characterized in that a change in a radiation electromagnetic field when the circuit pattern design information is changed is calculated.
With this configuration, the effect of the EMC countermeasure can be grasped.
In the present invention, preferably, the change of the circuit pattern design information is addition, deletion, or position change of a circuit component including a capacitor, an inductor, or a register, and a change of a wiring or plane pattern. More preferably, the calculation of the change of the radiated electromagnetic field is obtained by calculating a change of a current accompanying a change of the circuit pattern design information.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Embodiment 1)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a block diagram for explaining an electromagnetic field measuring system according to a first embodiment of the present invention. In the figure, the near-field measurement system of the present embodiment includes an electromagnetic field probe 11 which is an electric field probe or a magnetic field probe, and detects a temporal change in the near field strength at an arbitrary point on the circuit board 6 to be measured. And a drive control unit 2 that controls the measurement position of the electromagnetic field probe 11 to move the electromagnetic field probe 11, an amplifier 14 that amplifies the detected data, and a spectrum analyzer 15 that creates a frequency spectrum of the detected data. An arithmetic unit 3 for converting the electromagnetic field strength detected on the time axis into a frequency axis, circuit pattern design information output from the circuit pattern design computer 19, and measurement position information output from the drive control unit 2. A data processing unit including a display computer 16 for associating the electromagnetic field measurement results output from the arithmetic unit 3 When, the display 18, taken from the printer 17, a display unit 5 for displaying and outputting the electromagnetic field strength of the frequency axis, a.
[0013]
The circuit pattern / measurement result correspondence display computer 16 displays the electromagnetic field distribution measured on the measurement plane and the wiring or plane pattern at each frequency in association with each other, so that the noise source can be easily identified from the nearby electromagnetic field distribution. I can do it. In addition, the electromagnetic field probe is controlled to move along the wiring or plane pattern, which is the circuit pattern design information, and further, by adding design information such as the operating frequency, rise time, and fall time of the IC, The noise source can be easily specified even at the time of high-density mounting.
As described above, by associating the measurement result of the nearby electromagnetic field distribution generated by the circuit board with the wiring or plane pattern that is the circuit pattern design information, the speed at the time of high-density mounting is significantly higher than the conventional method. The noise source can be specified.
[0014]
In the first embodiment, the case where the drive control unit controls and moves the measurement position of the electromagnetic field probe has been described as an example. However, the electromagnetic field probes are arranged on the array, and each probe is switched. The same effect is obtained when the distribution of the electromagnetic field is measured.
[0015]
(Embodiment 2)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a block diagram for explaining an electromagnetic field measuring system according to a second embodiment of the present invention. In the electromagnetic field measurement system according to the second embodiment shown in FIG. 2, the circuit pattern / measurement result correspondence display computer 16 outputs circuit pattern design information output from the circuit pattern design computer 19 and output from the drive control unit 2. FIG. 1 shows a configuration in which the three-dimensional shape of the circuit component output from the circuit component three-dimensional structure database is associated with the measured position information and the electromagnetic field measurement result output from the arithmetic unit 3. Is different from the first embodiment shown in FIG.
The position information of the electromagnetic field probe 11 controlled by the drive control unit 2 is composed of three-dimensional information based on the three-dimensional structure information of the circuit component which is the circuit pattern design information. The distance between the electromagnetic field probe and the circuit components by measuring the distribution of the electromagnetic field, allowing more accurate near-field measurement and identifying noise sources during high-density mounting. Becomes possible.
[0016]
(Embodiment 3)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a block diagram for explaining an electromagnetic field measuring system according to a third embodiment of the present invention. In the electromagnetic field measurement system according to the third embodiment in FIG. 3, the circuit pattern / measurement result correspondence display computer 16 outputs circuit pattern design information output from the circuit pattern design computer 19 and output from the drive control unit 2. In addition to the measurement position information and the electromagnetic field measurement result output from the arithmetic unit 3, the electromagnetic field measurement result calculated by the computer 21 for calculating a radiation electromagnetic field corresponds to the radiation electromagnetic field for an arbitrary point of the pattern. This is different from the first embodiment shown in FIG.
In the calculation of the radiated electromagnetic field in the radiated electromagnetic field calculation computer 21, the frequency component of the wiring current is calculated based on the measurement result of the nearby electromagnetic field, and the electromagnetic field generated by the line current at an arbitrary point is calculated. Further, by taking into account the path of the return current of the wiring in the calculation of the radiated electromagnetic field, it is possible to measure the near electromagnetic field with higher accuracy. Furthermore, changes in the radiated electromagnetic field when adding, deleting, or changing the position of a circuit component consisting of a capacitor, inductor, or resistor, or changing the wiring or plane pattern are added to the circuit pattern design information. By calculating and calculating the change in the current accompanying the change, the effect of the EMC countermeasure can be grasped.
The calculation of the far electromagnetic field by the computer 21 for calculating the radiated electromagnetic field facilitates the specification of the wiring or plane pattern that largely affects the near electromagnetic field, which greatly affects the far electromagnetic field.
[0017]
【The invention's effect】
As described above, the noise source can be easily specified from the nearby electromagnetic field distribution by associating the measurement result of the nearby electromagnetic field distribution generated by the circuit board with the wiring or plane pattern that is the circuit pattern design information. In addition, it is possible to specify a noise source at the time of high-density mounting at a much higher speed than the conventional method.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an electromagnetic field measurement system according to a first embodiment; FIG. 2 is a block diagram illustrating an electromagnetic field measurement system according to a second embodiment; FIG. FIG. 4 is a block diagram for explaining an electromagnetic field measuring system according to an embodiment of the present invention; FIG. 4 is a block diagram for explaining a point electromagnetic field measuring system according to a conventional embodiment; FIG. Block diagram for explaining field measurement system [Description of reference numerals]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Detection part 2 Drive control part 3 Operation part 4 Data processing part 5 Display part 6 Circuit board to be measured 11 Electromagnetic field probe 12 Drive device 13 Control device 14 Amplifier 15 Spectrum analyzer 16 Circuit pattern / measurement result display computer 17 Printer 18 Display 19 Computer for circuit pattern design 20 Circuit component three-dimensional structure database 21 Computer for calculating radiation electromagnetic field 22 Computer for displaying measurement results
