JP2765490B2 - 磁界波形測定システム - Google Patents
磁界波形測定システムInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコンピュータのクロック
信号などの周期的な信号や静電気放電に伴う非周期的な
電流などにより発生した磁界の時間軸波形を測定するた
めの測定システムに関する。
信号などの周期的な信号や静電気放電に伴う非周期的な
電流などにより発生した磁界の時間軸波形を測定するた
めの測定システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、磁界波形の測定には、図８に示す
ようにケーブルに流れる電流がその周囲に作る磁界を測
定するための電流プローブ３２とオシロスコープ３３
（ソニー・テクトロニクス編：電流プローブの測定技
術）の組み合わせによる測定システム３１や、図１０に
示すように出力段に積分回路４３をつないだループプロ
ーブ４２とオシロスコープ４４の組み合わせた測定シス
テム４１（Ｈａｇａ，ｅｔ．ａｌ．］“Ａ Ｍｅａｓｕ
ｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄＭ
ａｇｎｅｔｉｃ Ｆｉｅｌｄ Ｒａｄｉａｔｅｄ ｆｒ
ｏｍ ＶＤＴ，”Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ １９
９４ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕ
ｍ ｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐ
ａｔｉｂｉｌｉｔｙ，ＥＭＣ’９４ ＳＥＮＤＡＩ，１
９Ｐ３０２，ｐｐ．６４７−６５０）が用いられてい
た。
ようにケーブルに流れる電流がその周囲に作る磁界を測
定するための電流プローブ３２とオシロスコープ３３
（ソニー・テクトロニクス編：電流プローブの測定技
術）の組み合わせによる測定システム３１や、図１０に
示すように出力段に積分回路４３をつないだループプロ
ーブ４２とオシロスコープ４４の組み合わせた測定シス
テム４１（Ｈａｇａ，ｅｔ．ａｌ．］“Ａ Ｍｅａｓｕ
ｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄＭ
ａｇｎｅｔｉｃ Ｆｉｅｌｄ Ｒａｄｉａｔｅｄ ｆｒ
ｏｍ ＶＤＴ，”Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ １９
９４ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕ
ｍ ｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐ
ａｔｉｂｉｌｉｔｙ，ＥＭＣ’９４ ＳＥＮＤＡＩ，１
９Ｐ３０２，ｐｐ．６４７−６５０）が用いられてい
た。
【０００３】図９を用いて電流プローブ３２の原理を説
明する。電流プローブ３２は図９に示すようにリング状
のフェライトコア３４に２次コイル３５を巻き、変成器
を形成させるもので、リング状コア３４の中に被測定ケ
ーブル３６を通して使用する。被測定ケーブル３６を通
すために、リング状コア３４は線路を分割して開閉でき
る構造をなす。被測定ケーブル３６を流れる高周波の電
流はその周囲に高周波磁界を発生させる。この磁界をリ
ング状コア３４で検出し、２次側の負荷に誘起された電
圧を測定することにより、変成器の巻き数比と負荷値か
ら電流値を換算して求める。
明する。電流プローブ３２は図９に示すようにリング状
のフェライトコア３４に２次コイル３５を巻き、変成器
を形成させるもので、リング状コア３４の中に被測定ケ
ーブル３６を通して使用する。被測定ケーブル３６を通
すために、リング状コア３４は線路を分割して開閉でき
る構造をなす。被測定ケーブル３６を流れる高周波の電
流はその周囲に高周波磁界を発生させる。この磁界をリ
ング状コア３４で検出し、２次側の負荷に誘起された電
圧を測定することにより、変成器の巻き数比と負荷値か
ら電流値を換算して求める。
【０００４】一方、ループプローブ４２の次段に積分回
路４３をつないだ測定法４１では、ループプローブ４２
の出力電圧が自己インダクタンスの影響を無視しうる低
周波帯においてファラデーの電磁誘導の法則に従い鎖交
磁束の時間微分に比例する特性を利用したものである。
時間微分された電圧波形を電気的な時間積分回路４３を
通過させることにより磁界の時間軸波形が測定できる。
路４３をつないだ測定法４１では、ループプローブ４２
の出力電圧が自己インダクタンスの影響を無視しうる低
周波帯においてファラデーの電磁誘導の法則に従い鎖交
磁束の時間微分に比例する特性を利用したものである。
時間微分された電圧波形を電気的な時間積分回路４３を
通過させることにより磁界の時間軸波形が測定できる。
【０００５】その他に、図１１に示すように本来、周波
数特性を測定するために利用される広帯域アンテナ４５
を用い、アンテナの入力電界強度と出力電圧の関係を示
すアンテナ係数を用いて電磁界の時間軸波形を測定する
手段も提案されている（例えば、馬杉ら著「間接ＥＳＤ
にともなう電磁パルスの測定と解析」、電子情報通信学
会論文誌Ｂ−II、Ｎｏ．９、ｐｐ６４７−６５４参
照）。
数特性を測定するために利用される広帯域アンテナ４５
を用い、アンテナの入力電界強度と出力電圧の関係を示
すアンテナ係数を用いて電磁界の時間軸波形を測定する
手段も提案されている（例えば、馬杉ら著「間接ＥＳＤ
にともなう電磁パルスの測定と解析」、電子情報通信学
会論文誌Ｂ−II、Ｎｏ．９、ｐｐ６４７−６５４参
照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】コンピュータのクロッ
ク信号や静電気放電に伴い発生した電磁界は広い帯域に
わたる周波数成分を有しているため、時間軸波形の測定
精度向上のためには広帯域な周波数特性を有するプロー
ブやアンテナが必要とされる。
ク信号や静電気放電に伴い発生した電磁界は広い帯域に
わたる周波数成分を有しているため、時間軸波形の測定
精度向上のためには広帯域な周波数特性を有するプロー
ブやアンテナが必要とされる。
【０００７】従来技術による電流プローブ３２は内部で
電流プローブの特性を補正する機能がないため、周波数
特性が変成器のコア３４によって制限され、測定周波数
範囲は出力電圧と出力電流の関係が１：１を満足する範
囲に限られる。また、被測定ケーブル３６を電流プロー
ブ３２に挿入して測定するため、フラットケーブルなど
の幅広のケーブルやプリント配線基板上の伝送線路など
の磁界、および電流を測定することができないという欠
点を有していた。
電流プローブの特性を補正する機能がないため、周波数
特性が変成器のコア３４によって制限され、測定周波数
範囲は出力電圧と出力電流の関係が１：１を満足する範
囲に限られる。また、被測定ケーブル３６を電流プロー
ブ３２に挿入して測定するため、フラットケーブルなど
の幅広のケーブルやプリント配線基板上の伝送線路など
の磁界、および電流を測定することができないという欠
点を有していた。
【０００８】ループプローブ４２の次段に積分回路４３
を設ける測定システム４１は、前述のようにループプロ
ーブ４２の出力電圧が磁界強度の時間変化の微分に比例
していることに基づいている。ところが、ループプロー
ブではその自己インダクタンスの影響が無視できなくな
る高い周波数帯においてはループプローブの出力がもは
や磁界強度の時間変化の微分に比例しなくなるため、高
周波域の周波数成分を持つ波形に対しては測定精度が悪
くなるという欠点を有していた。
を設ける測定システム４１は、前述のようにループプロ
ーブ４２の出力電圧が磁界強度の時間変化の微分に比例
していることに基づいている。ところが、ループプロー
ブではその自己インダクタンスの影響が無視できなくな
る高い周波数帯においてはループプローブの出力がもは
や磁界強度の時間変化の微分に比例しなくなるため、高
周波域の周波数成分を持つ波形に対しては測定精度が悪
くなるという欠点を有していた。
【０００９】図１２は直径１０mmのループ面積を持つル
ープにおいて、被測定磁界強度Ｈ（ｆ）と出力電圧Ｖ
（ｆ）との振幅の比（ａ）と位相差（ｂ）との周波数特
性の例を示した図である。それぞれの図において横軸は
周波数を対数目盛りで表示し、縦軸は、振幅比ではｄ
Ｂ、位相差ではラジアンで表示した。１０8 Ｈｚ以下
の周波数帯では振幅比は周波数に対し直線的に変化し、
位相もほぼ−π／２ラジアンで一定であり、被測定磁界
の時間微分に比例した特性を示す。一方、１０8Ｈｚを
越える周波数帯域では振幅比は直線から逸脱し、位相も
−π／２ラジアンから大きく変化するため、もはや被測
定磁界の時間微分特性に比例しない。このような周波数
領域を含む波形を図１０に示すような測定システム４１
で測定した結果を図１３に示す。（ａ）の実際の磁界波
形に対し、測定された波形は（ｂ）のようになり、積分
回路の付加による補正だけでは磁界の時間軸波形が再現
できない。
ープにおいて、被測定磁界強度Ｈ（ｆ）と出力電圧Ｖ
（ｆ）との振幅の比（ａ）と位相差（ｂ）との周波数特
性の例を示した図である。それぞれの図において横軸は
周波数を対数目盛りで表示し、縦軸は、振幅比ではｄ
Ｂ、位相差ではラジアンで表示した。１０8 Ｈｚ以下
の周波数帯では振幅比は周波数に対し直線的に変化し、
位相もほぼ−π／２ラジアンで一定であり、被測定磁界
の時間微分に比例した特性を示す。一方、１０8Ｈｚを
越える周波数帯域では振幅比は直線から逸脱し、位相も
−π／２ラジアンから大きく変化するため、もはや被測
定磁界の時間微分特性に比例しない。このような周波数
領域を含む波形を図１０に示すような測定システム４１
で測定した結果を図１３に示す。（ａ）の実際の磁界波
形に対し、測定された波形は（ｂ）のようになり、積分
回路の付加による補正だけでは磁界の時間軸波形が再現
できない。
【００１０】電磁界の周波数特性を測定するための広帯
域アンテナ４５を用い、この電磁界強度と出力電圧のア
ンテナ係数により補正する測定法では、通常のアンテナ
では振幅のみが校正されており、位相差に関するデータ
がないことから、その補正にあたってはアンテナの出力
電圧信号に対し複雑な処理（馬杉ら著「間接ＥＳＤにと
もなう電磁パルスの測定と解析」、電子情報通信学会論
文誌Ｂ−II、Ｎｏ．９、ｐｐ．６４７−６５４参照）を
施す必要があった。
域アンテナ４５を用い、この電磁界強度と出力電圧のア
ンテナ係数により補正する測定法では、通常のアンテナ
では振幅のみが校正されており、位相差に関するデータ
がないことから、その補正にあたってはアンテナの出力
電圧信号に対し複雑な処理（馬杉ら著「間接ＥＳＤにと
もなう電磁パルスの測定と解析」、電子情報通信学会論
文誌Ｂ−II、Ｎｏ．９、ｐｐ．６４７−６５４参照）を
施す必要があった。
【００１１】本発明の目的は広帯域な周波数成分を有す
る磁界および電流の時間軸波形を被測定物の形状による
制約を受けず、かつ精度よく測定するための測定システ
ムを提供することにある。
る磁界および電流の時間軸波形を被測定物の形状による
制約を受けず、かつ精度よく測定するための測定システ
ムを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、磁界測定用プローブと、該磁界
測定用プローブの出力電圧波形を測定する電圧波形測定
装置と、波形処理装置とで構成され、前記波形処理装置
は前記電圧波形測定装置で測定した電圧波形を受け取
り、該電圧波形を前記磁界測定用プローブの被測定磁界
強度と出力電圧との関係を示す校正係数を用いて磁界波
形に変換する数値演算部と、前記磁界測定用プローブの
校正係数を記憶する磁界測定用プローブ校正データ記憶
部と、演算処理された磁界波形を表示する表示部とで構
成される磁界波形測定システムにおいて、前記波形処理
装置の数値演算部は、前記電圧波形測定装置から受け取
った電圧波形データをフーリエ変換する機能と、該フー
リエ変換したデータと記憶部に記憶した磁界測定用プロ
ーブの校正係数とを、各周波数成分ごとにそれぞれの振
幅同士は掛け合わせ、それぞれの位相同士は足し合わせ
て周波数軸における磁界データを得る機能と、該磁界デ
ータを逆フーリエ変換して磁界波形を求める機能とを有
することを特徴とする。
に、本発明においては、磁界測定用プローブと、該磁界
測定用プローブの出力電圧波形を測定する電圧波形測定
装置と、波形処理装置とで構成され、前記波形処理装置
は前記電圧波形測定装置で測定した電圧波形を受け取
り、該電圧波形を前記磁界測定用プローブの被測定磁界
強度と出力電圧との関係を示す校正係数を用いて磁界波
形に変換する数値演算部と、前記磁界測定用プローブの
校正係数を記憶する磁界測定用プローブ校正データ記憶
部と、演算処理された磁界波形を表示する表示部とで構
成される磁界波形測定システムにおいて、前記波形処理
装置の数値演算部は、前記電圧波形測定装置から受け取
った電圧波形データをフーリエ変換する機能と、該フー
リエ変換したデータと記憶部に記憶した磁界測定用プロ
ーブの校正係数とを、各周波数成分ごとにそれぞれの振
幅同士は掛け合わせ、それぞれの位相同士は足し合わせ
て周波数軸における磁界データを得る機能と、該磁界デ
ータを逆フーリエ変換して磁界波形を求める機能とを有
することを特徴とする。
【００１３】
【００１４】また、磁界測定用プローブと、オシロスコ
ープとで構成され、前記オシロスコープは、測定した前
記磁界測定用プローブの出力電圧波形を数値データに変
換する波形データ−数値データ変換機能と、前記電圧波
形データを受け取り、該電圧波形データを前記磁界測定
用プローブの被測定磁界強度と出力電圧との関係を示す
校正係数を用いて磁界波形データに変換する機能と、前
記プローブの校正係数を記憶する磁界測定用プローブ校
正データ記憶機能と、前記校正係数を用いて変換された
磁界波形を表示する演算処理データ表示機能とを有する
磁界波形測定システムにおいて、前記電圧波形データを
磁界波形データに変換する機能は、波形データ−数値デ
ータ変換機能から受け取った電圧波形データをフーリエ
変換する機能と、前記電圧波形をフーリエ変換したデー
タと磁界測定用プローブ校正データ記憶機能で記憶した
磁界測定用プローブの校正係数とを、各周波数成分ごと
にそれぞれの振幅同士は掛け合わせ、それぞれの位相同
士は足し合わせて周波数軸における磁界データを得る機
能と、該磁界データを逆フーリエ変換して磁界波形デー
タを求める機能とを有することを特徴とする。
ープとで構成され、前記オシロスコープは、測定した前
記磁界測定用プローブの出力電圧波形を数値データに変
換する波形データ−数値データ変換機能と、前記電圧波
形データを受け取り、該電圧波形データを前記磁界測定
用プローブの被測定磁界強度と出力電圧との関係を示す
校正係数を用いて磁界波形データに変換する機能と、前
記プローブの校正係数を記憶する磁界測定用プローブ校
正データ記憶機能と、前記校正係数を用いて変換された
磁界波形を表示する演算処理データ表示機能とを有する
磁界波形測定システムにおいて、前記電圧波形データを
磁界波形データに変換する機能は、波形データ−数値デ
ータ変換機能から受け取った電圧波形データをフーリエ
変換する機能と、前記電圧波形をフーリエ変換したデー
タと磁界測定用プローブ校正データ記憶機能で記憶した
磁界測定用プローブの校正係数とを、各周波数成分ごと
にそれぞれの振幅同士は掛け合わせ、それぞれの位相同
士は足し合わせて周波数軸における磁界データを得る機
能と、該磁界データを逆フーリエ変換して磁界波形デー
タを求める機能とを有することを特徴とする。
【００１５】
【作用】磁界波形の測定には、校正係数が既知の磁界測
定用プローブを用いる。校正係数とは測定に関わる帯域
において被測定磁界と、前記磁界測定用プローブを波形
測定用受信機の入力インピーダンスに等しいインピーダ
ンスで終端したときの出力電圧との比Ｃ（ｆ）である。
ｆは周波数、終端のインピーダンスは通常５０オームが
用いられる。校正係数Ｃ（ｆ）は振幅比と位相差のデー
タからなる。磁界測定用プローブの出力電圧波形ｖ
（ｔ）のフーリエ変換をＶ（ｆ）とし、受信磁界の周波
数特性をＨ（ｆ）とすれば、Ｖ（ｆ）、Ｃ（ｆ）、Ｈ
（ｆ）の間には Ｈ（ｆ）＝Ｃ（ｆ）Ｖ（ｆ） （１） の関係がある。（１）式は振幅と位相差でそれぞれ別々
の計算を行う。振幅の項は乗算し、位相差の項は加算す
る。Ｈ（ｆ）を逆フーリエ変換することにより磁界の時
間軸波形ｈ（ｔ）が求まる。
定用プローブを用いる。校正係数とは測定に関わる帯域
において被測定磁界と、前記磁界測定用プローブを波形
測定用受信機の入力インピーダンスに等しいインピーダ
ンスで終端したときの出力電圧との比Ｃ（ｆ）である。
ｆは周波数、終端のインピーダンスは通常５０オームが
用いられる。校正係数Ｃ（ｆ）は振幅比と位相差のデー
タからなる。磁界測定用プローブの出力電圧波形ｖ
（ｔ）のフーリエ変換をＶ（ｆ）とし、受信磁界の周波
数特性をＨ（ｆ）とすれば、Ｖ（ｆ）、Ｃ（ｆ）、Ｈ
（ｆ）の間には Ｈ（ｆ）＝Ｃ（ｆ）Ｖ（ｆ） （１） の関係がある。（１）式は振幅と位相差でそれぞれ別々
の計算を行う。振幅の項は乗算し、位相差の項は加算す
る。Ｈ（ｆ）を逆フーリエ変換することにより磁界の時
間軸波形ｈ（ｔ）が求まる。
【００１６】この方法はオシロスコープなどの電圧波形
測定装置の測定可能周波数帯域とループプローブなどの
磁界測定用プローブの校正係数の周波数帯域で、波形の
測定が可能であり、磁界測定用プローブの周波数特性に
よる制限を受けない。
測定装置の測定可能周波数帯域とループプローブなどの
磁界測定用プローブの校正係数の周波数帯域で、波形の
測定が可能であり、磁界測定用プローブの周波数特性に
よる制限を受けない。
【００１７】測定可能な周波数帯域は電圧波形測定装置
の周波数帯域もしくは磁界測定用プローブの校正可能周
波数帯域から決定される。
の周波数帯域もしくは磁界測定用プローブの校正可能周
波数帯域から決定される。
【００１８】磁界測定用プローブの校正係数は標準磁界
発生源としてグランドプレーンが十分に広くかつ整合終
端したマイクロストリップ線路を用いることにより測定
することができる（例えば、佐々木ら著、“磁界測定用
ループプローブの校正”１９９４年電子情報通信学会春
季全国大会予稿集Ｂ−２８５参照）。
発生源としてグランドプレーンが十分に広くかつ整合終
端したマイクロストリップ線路を用いることにより測定
することができる（例えば、佐々木ら著、“磁界測定用
ループプローブの校正”１９９４年電子情報通信学会春
季全国大会予稿集Ｂ−２８５参照）。
【００１９】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００２０】図１は本発明による測定システム１を示す
ブロック図である。本測定システム１は磁界測定用プロ
ーブ２、電圧波形を測定し、該波形を数値データに変換
し、外部に転送可能な電圧波形測定装置３、波形処理装
置４で構成する。波形処理装置４は電圧波形測定装置３
から送られた時間軸波形の数値データに対し演算を行う
数値演算部５と磁界測定用プローブ２の被測定磁界強度
Ｈ（ｆ）と出力電圧Ｖ（ｆ）の比に関する振幅と位相の
校正係数データを入力し記憶する機能を有する磁界測定
用プローブ校正データ記憶部６、演算されたデータを出
力し時間軸波形として表示する表示部７で構成される。
ブロック図である。本測定システム１は磁界測定用プロ
ーブ２、電圧波形を測定し、該波形を数値データに変換
し、外部に転送可能な電圧波形測定装置３、波形処理装
置４で構成する。波形処理装置４は電圧波形測定装置３
から送られた時間軸波形の数値データに対し演算を行う
数値演算部５と磁界測定用プローブ２の被測定磁界強度
Ｈ（ｆ）と出力電圧Ｖ（ｆ）の比に関する振幅と位相の
校正係数データを入力し記憶する機能を有する磁界測定
用プローブ校正データ記憶部６、演算されたデータを出
力し時間軸波形として表示する表示部７で構成される。
【００２１】波形処理装置４にはコンピュータやワーク
ステーションなどの情報処理装置を用い、この情報処理
装置に前記の機能を有効とするようなソフトウェアーを
組み込んでもよい。
ステーションなどの情報処理装置を用い、この情報処理
装置に前記の機能を有効とするようなソフトウェアーを
組み込んでもよい。
【００２２】波形処理装置４内部での数値処理の様子を
図２に示す。ステップ５２では、電圧波形測定装置など
で測定した電圧の時間軸ｔにおける波形データｖ（ｔ）
をフーリエ変換し、電圧の周波数軸ｆのデータＶ（ｆ）
を得る。Ｖ（ｆ）はそれぞれの周波数に対して振幅と位
相差のデータを有している。ステップ５４では、前記Ｖ
（ｆ）と校正データ記憶部６に記憶した磁界測定用プロ
ーブの校正係数Ｃ（ｆ）との演算により周波数軸ｆにお
ける磁界のデータＨ（ｆ）を得る。ここで、Ｃ（ｆ）は
振幅と位相差のデータで構成される。該校正係数Ｃ
（ｆ）と前記電圧の周波数軸データＶ（ｆ）とは、それ
ぞれの周波数において、振幅は掛け合わせ、位相差は足
し合わせて周波数軸ｆにおける磁界データＨ（ｆ）を得
る。ステップ５５では、Ｈ（ｆ）を逆フーリエ変換する
ことにより時間軸波形ｈ（ｔ）を求める。ステップ５６
では、該時間軸のデータｈ（ｔ）を表示部７で表示す
る。
図２に示す。ステップ５２では、電圧波形測定装置など
で測定した電圧の時間軸ｔにおける波形データｖ（ｔ）
をフーリエ変換し、電圧の周波数軸ｆのデータＶ（ｆ）
を得る。Ｖ（ｆ）はそれぞれの周波数に対して振幅と位
相差のデータを有している。ステップ５４では、前記Ｖ
（ｆ）と校正データ記憶部６に記憶した磁界測定用プロ
ーブの校正係数Ｃ（ｆ）との演算により周波数軸ｆにお
ける磁界のデータＨ（ｆ）を得る。ここで、Ｃ（ｆ）は
振幅と位相差のデータで構成される。該校正係数Ｃ
（ｆ）と前記電圧の周波数軸データＶ（ｆ）とは、それ
ぞれの周波数において、振幅は掛け合わせ、位相差は足
し合わせて周波数軸ｆにおける磁界データＨ（ｆ）を得
る。ステップ５５では、Ｈ（ｆ）を逆フーリエ変換する
ことにより時間軸波形ｈ（ｔ）を求める。ステップ５６
では、該時間軸のデータｈ（ｔ）を表示部７で表示す
る。
【００２３】コンピュータのクロック信号など周期性を
有する信号は周波数軸のデータが離散的になるため、Ｈ
（ｆ）からｈ（ｔ）への変換においては、逆フーリエ変
換手法を用いなくてもそれぞれの周波数における振幅と
位相差を持つ正弦波の足し合わせとして求めることがで
きる。静電気放電に伴う電流などの作る非周期性の磁界
の場合には周波数スペクトルは連続となり、逆フーリエ
変換を実行する必要がある。フーリエ変換、逆フーリエ
変換はともにＦＦＴなの既に提供されている計算手段も
しくは手法による。
有する信号は周波数軸のデータが離散的になるため、Ｈ
（ｆ）からｈ（ｔ）への変換においては、逆フーリエ変
換手法を用いなくてもそれぞれの周波数における振幅と
位相差を持つ正弦波の足し合わせとして求めることがで
きる。静電気放電に伴う電流などの作る非周期性の磁界
の場合には周波数スペクトルは連続となり、逆フーリエ
変換を実行する必要がある。フーリエ変換、逆フーリエ
変換はともにＦＦＴなの既に提供されている計算手段も
しくは手法による。
【００２４】次に実際の測定例を示す。５０オームの特
性インピーダンスを持ち、整合終端したマイクロストリ
ップ線路基板近傍の磁界波形を測定した。図３は測定ブ
ロック１１である。パルス発生器１６を用いて周波数１
０ＭＨｚのパルス状の繰り返し電流をマイクロストリッ
プ線路１５に供給した。この電流によりマイクロストリ
ップ線路基板１５の近傍に発生した高周波磁界を磁界測
定用プローブ１２を用いて測定する。磁界測定用プロー
ブ１２としては直径１０mmのループ面を有するループプ
ローブ１２を用いた。ループプローブ１２の出力電圧波
形は電圧波形測定装置として波形を数値データに変換可
能なディジタイジングオシロスコープ１３を用いて測定
した。
性インピーダンスを持ち、整合終端したマイクロストリ
ップ線路基板近傍の磁界波形を測定した。図３は測定ブ
ロック１１である。パルス発生器１６を用いて周波数１
０ＭＨｚのパルス状の繰り返し電流をマイクロストリッ
プ線路１５に供給した。この電流によりマイクロストリ
ップ線路基板１５の近傍に発生した高周波磁界を磁界測
定用プローブ１２を用いて測定する。磁界測定用プロー
ブ１２としては直径１０mmのループ面を有するループプ
ローブ１２を用いた。ループプローブ１２の出力電圧波
形は電圧波形測定装置として波形を数値データに変換可
能なディジタイジングオシロスコープ１３を用いて測定
した。
【００２５】図４に測定に用いたループプローブ１２の
被測定磁界強度とその出力電圧の振幅比および位相差の
関係である校正係数を示す。図５に（ａ）方形波および
（ｂ）三角波の電流を供給したときのループプローブ１
２の出力電圧波形ｖ（ｔ）を示す。
被測定磁界強度とその出力電圧の振幅比および位相差の
関係である校正係数を示す。図５に（ａ）方形波および
（ｂ）三角波の電流を供給したときのループプローブ１
２の出力電圧波形ｖ（ｔ）を示す。
【００２６】数値データに変換された電圧波形ｖ（ｔ）
を波形処理装置１４に転送し図２に示したデータ処理を
施した後の磁界の時間軸波形を図６に実線で示す。縦軸
は測定した磁界強度からマイクロストリップ線路１５を
流れる電流に換算した値である。図６の破線は５０オー
ムの入力インピーダンスの受信機にてマイクロストリッ
プ線路１５のストリップ導体−グランドプレーン間の電
圧を測定し、その入力インピーダンスで除すことにより
求めた電流の時間軸波形である。
を波形処理装置１４に転送し図２に示したデータ処理を
施した後の磁界の時間軸波形を図６に実線で示す。縦軸
は測定した磁界強度からマイクロストリップ線路１５を
流れる電流に換算した値である。図６の破線は５０オー
ムの入力インピーダンスの受信機にてマイクロストリッ
プ線路１５のストリップ導体−グランドプレーン間の電
圧を測定し、その入力インピーダンスで除すことにより
求めた電流の時間軸波形である。
【００２７】伝送線路上を流れる高周波電流は高周波磁
界を発生させる。したがって、本実施例のように電流近
傍の高周波磁界波形を測定することにより、伝送線路上
を流れる高周波電流の波形が求められる。
界を発生させる。したがって、本実施例のように電流近
傍の高周波磁界波形を測定することにより、伝送線路上
を流れる高周波電流の波形が求められる。
【００２８】図７は本発明による第２の実施例である測
定システム２１のブロック図である。本測定システム２
１は校正係数が既知のループプローブ２２とオシロスコ
ープ２３で構成する。オシロスコープ２３は前記プロー
ブの出力電圧波形を数値データに変換する機能２４、こ
の数値データを四則演算したり、フーリエ変換、逆フー
リエ変換の計算を可能とする演算機能２５とループプロ
ーブ２２の校正係数を入力し記憶する機能２６と電圧波
形データを磁界波形データに演算した後、磁界波形デー
タを表示する機能２７を有している。ループプローブ２
２の出力電圧の処理は図２と同様の流れによる。
定システム２１のブロック図である。本測定システム２
１は校正係数が既知のループプローブ２２とオシロスコ
ープ２３で構成する。オシロスコープ２３は前記プロー
ブの出力電圧波形を数値データに変換する機能２４、こ
の数値データを四則演算したり、フーリエ変換、逆フー
リエ変換の計算を可能とする演算機能２５とループプロ
ーブ２２の校正係数を入力し記憶する機能２６と電圧波
形データを磁界波形データに演算した後、磁界波形デー
タを表示する機能２７を有している。ループプローブ２
２の出力電圧の処理は図２と同様の流れによる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明による磁界の
時間軸波形測定システムは、被測定磁界波形の周波数成
分が磁界測定用プローブの校正係数の周波数帯域に含ま
れている限り、磁界測定用プローブの周波数特性による
制限をうけず磁界波形を測定できるため、コンピュータ
のクロック信号や静電気放電などに伴う広帯域な周波数
成分を有する磁界および電流の時間軸波形を精度よく測
定できる効果を有する。また、磁界測定用プローブとし
てループアンテナを用いればケーブルなどを貫通させる
必要がないため、被測定対象による制約を受けない。
時間軸波形測定システムは、被測定磁界波形の周波数成
分が磁界測定用プローブの校正係数の周波数帯域に含ま
れている限り、磁界測定用プローブの周波数特性による
制限をうけず磁界波形を測定できるため、コンピュータ
のクロック信号や静電気放電などに伴う広帯域な周波数
成分を有する磁界および電流の時間軸波形を精度よく測
定できる効果を有する。また、磁界測定用プローブとし
てループアンテナを用いればケーブルなどを貫通させる
必要がないため、被測定対象による制約を受けない。
【図１】本発明の第１実施例に係る磁界波形測定システ
ムのブロック図。
ムのブロック図。
【図２】数値データの処理フローを示す図。
【図３】磁界波形の測定例を表すブロック図。
【図４】ループプローブの校正係数の周波数特性図。
【図５】出力電圧波形図。
【図６】磁界波形図。
【図７】本発明の第２の実施例に係る磁界波形測定シス
テムのブロック図。
テムのブロック図。
【図８】従来技術による電流波形測定ブロック図。
【図９】従来技術による電流プローブを示す図。
【図１０】従来技術による磁界波形測定ブロック図。
【図１１】従来技術による電磁界波形測定ブロック図。
【図１２】ループプローブの校正係数の周波数特性図。
【図１３】従来技術による磁界波形の測定結果を示す
図。
図。
１ 磁界波形測定システム ２ 波形測定用プローブ ３ 電圧波形測定装置 ４ 波形処理装置 ５ 数値演算部 ６ 磁界測定用プローブ校正データ記憶部 ７ 波形データ表示部 １１ 測定ブロック図 １２ ループプローブ １３ ディジタイジングオシロスコープ １４ 波形処理装置 １５ マイクロストリップ線路 １６ パルス発生器 ２１ 磁界波形測定システム ２２ 磁界測定用プローブ ２３ オシロスコープ ２４ 波形データ−数値データ変換機能 ２５ 演算機能 ２６ 磁界測定用プローブ校正データ記憶機能 ２７ 演算処理データ表示機能 ３１ 電流波形測定システム ３２ 電流プローブ ３３ オシロスコープ ３４ リング状コア ３５ ２次コイル ３６ 被測定ケーブル ４１ 磁界波形測定システム ４２ ループプローブ ４３ 積分回路 ４４ オシロスコープ ４５ 広帯域アンテナ ５１ 電圧の時間軸波形の数値データｖ（ｔ） ５２ フーリエ変換処理 ５３ 磁界測定用プローブの校正データＣ（ｆ） ５４ 磁界の周波数特性を売るための計算処理 ５５ 磁界の時間軸波形データｈ（ｔ） ５６ データの表示
Claims (3)
- 【請求項１】磁界測定用プローブと、該磁界測定用プロ
ーブの出力電圧波形を測定する電圧波形測定装置と、波
形処理装置とで構成され、前記波形処理装置は前記電圧
波形測定装置で測定した電圧波形を受け取り、該電圧波
形を前記磁界測定用プローブの被測定磁界強度と出力電
圧との関係を示す校正係数を用いて磁界波形に変換する
数値演算部と、前記磁界測定用プローブの校正係数を記
憶する磁界測定用プローブ校正データ記憶部と、演算処
理された磁界波形を表示する表示部とで構成される磁界
波形測定システムにおいて、前記 波形処理装置の数値演
算部は、前記電圧波形測定装置から受け取った電圧波形
データをフーリエ変換する機能と、該フーリエ変換した
データと記憶部に記憶した磁界測定用プローブの校正係
数とを、各周波数成分ごとにそれぞれの振幅同士は掛け
合わせ、それぞれの位相同士は足し合わせて周波数軸に
おける磁界データを得る機能と、該磁界データを逆フー
リエ変換して磁界波形を求める機能とを有することを特
徴とする磁界波形測定システム。 - 【請求項２】磁界測定用プローブと、オシロスコープと
で構成され、前記オシロスコープは、測定した前記磁界
測定用プローブの出力電圧波形を数値データに変換する
波形データ−数値データ変換機能と、前記電圧波形デー
タを受け取り、該電圧波形データを前記磁界測定用プロ
ーブの被測定磁界強度と出力電圧との関係を示す校正係
数を用いて磁界波形データに変換する機能と、前記プロ
ーブの校正係数を記憶する磁界測定用プローブ校正デー
タ記憶機能と、前記校正係数を用いて変換された磁界波
形を表示する演算処理データ表示機能とを有する磁界波
形測定システムにおいて、 前記電圧波形データを磁界波
形データに変換する機能は、波形データ−数値データ変
換機能から受け取った電圧波形データをフーリエ変換す
る機能と、前記電圧波形をフーリエ変換したデータと磁
界測定用プローブ校正データ記憶機能で記憶した磁界測
定用プローブの校正係数とを、各周波数成分ごとにそれ
ぞれの振幅同士は掛け合わせ、それぞれの位相同士は足
し合わせて周波数軸における磁界データを得る機能と、
該磁界データを逆フーリエ変換して磁界波形データを求
める機能とを有することを特徴とする磁界波形測定シス
テム。 - 【請求項３】 磁界測定用プローブとしては、ループプロ
ーブを用いることを特徴とする請求項１、２のいずれか
に記載の磁界波形測定システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6238798A JP2765490B2 (ja) | 1994-10-03 | 1994-10-03 | 磁界波形測定システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6238798A JP2765490B2 (ja) | 1994-10-03 | 1994-10-03 | 磁界波形測定システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08101262A JPH08101262A (ja) | 1996-04-16 |
| JP2765490B2 true JP2765490B2 (ja) | 1998-06-18 |
Family
ID=17035450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6238798A Expired - Fee Related JP2765490B2 (ja) | 1994-10-03 | 1994-10-03 | 磁界波形測定システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2765490B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105301368A (zh) * | 2015-09-25 | 2016-02-03 | 江苏绿扬电子仪器集团有限公司 | 一种基于arm的高速数据采集*** |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4030155B2 (ja) * | 1997-07-17 | 2008-01-09 | 株式会社リコー | 外来ノイズ除去装置及び該外来ノイズ除去装置を具備した輻射測定装置 |
| US7358717B2 (en) * | 2006-05-08 | 2008-04-15 | Tektronix, Inc. | Input by-pass circuit for a current probe |
| JP5846421B2 (ja) * | 2011-09-29 | 2016-01-20 | 国立大学法人九州工業大学 | 半導体回路の電流測定装置 |
| JP2015034785A (ja) * | 2013-08-09 | 2015-02-19 | Tdk株式会社 | 遠方電磁界推定方法および装置ならびに近傍電磁界測定装置 |
| JP2017150828A (ja) * | 2016-02-22 | 2017-08-31 | 中部電力株式会社 | 雷撃の推測方法及び推測装置 |
| JP7253724B2 (ja) * | 2019-09-27 | 2023-04-07 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 評価システムおよび評価装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6321865U (ja) * | 1986-07-25 | 1988-02-13 |
-
1994
- 1994-10-03 JP JP6238798A patent/JP2765490B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105301368A (zh) * | 2015-09-25 | 2016-02-03 | 江苏绿扬电子仪器集团有限公司 | 一种基于arm的高速数据采集*** |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08101262A (ja) | 1996-04-16 |
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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