電磁ノイズ発生メカニズムと克服法
電子機器の誤動作対策設計事例集と解説

【著者紹介】

原田高志

日本電気株式会社（NEC）
1983年NEC入社。資源環境技術研究所、生産技術研究所などにおいて、電波吸収体、電磁シールド技術、プリント回路基板のEMC設計技術の研究開発に従事。現在、同社システム実装研究所研究部長。電子情報通信学会、エレクトロニクス実装学会、IEEE各会員。

藤原　修

名古屋工業大学
1973年（株）日立製作所中央研究所入所。1980年名古屋大学大学院博士後期課程修了。現在、名古屋工業大学大学院情報工学専攻教授。放電雑音、生体電磁環境、環境電磁工学に関する研究に従事。工学博士。電気学会上級会員、電子情報通信学会（フェロー）、IEEE、各会員。

高　義礼

名古屋工業大学（執筆時）
1994年北海学園大学工学部電子情報工学科卒業。1999年北海道大学大学院工学研究科システム情報工学専攻博士後期課程修了。名古屋工業大学工学部助手を経て、現在、釧路高専電子工学科准教授。これまでに、医用生体工学、環境電磁工学に従事。

針谷栄蔵

一般社団法人 KEC関西電子工業振興センター
1977年大阪工業大学大学院修士課程電気工学専攻修了。現在、（一社）KEC関西電子工業振興センター技監。EMC計測の調査研究に従事。CISPR/A国内検討会委員、日本適合性認定協会（JAB）試験所技術審査員、VLAC試験所技術審査員、NARTE EMC技術者。

橋本　修

青山学院大学
（株）東芝、防衛庁技術研究本部を経て、1986年東京工業大学大学院博士課程修了。現在、青山学院大学理工学部電気電子工学科教授。専門は環境電磁工学、生体電磁工学、マイクロ波・ミリ波計測。電子情報通信学会（フェロー）、電気学会、日本航空宇宙学会、映像情報メディア学会、建築学会、IEEE、各会員。

石上　忍

独立行政法人 情報通信研究機構
1990年電気通信大学応用電子工学科卒業。1992年同大学大学院電子工学研究科博士前期課程修了。1997年博士(工学、電気通信大学)。現在、(独)情報通信研究機構電磁環境研究室研究マネージャー。電子情報通信学会、IEEE各学会会員。

山本秀俊

株式会社 村田製作所
1982年大阪大学工学部電気工学科卒業。1982年(株)村田製作所に入社。以後、EMC対策部品の開発と電子機器のEMC対策技術の研究に従事、現在に至る。電子情報通信学会、IEEEおよびエレクトロニクス実装学会会員。

大島正明

オリジン電気株式会社
1952年生。現在、オリジン電気(株)研究開発本部所属。工学博士(東大)。東京工業大学非常勤講師。電気学会、電子情報通信学会、IEEE、各会員。第1種電気主任技術者資格所有。

小林清隆

株式会社 日立製作所
1983年(株)日立製作所入社。情報制御システム社パワエレクトロニクスシステム設計部所属。モータードライブシステム(インバータ)の開発・設計を経て、現在、パワエレクトロニクス製品の技術取纏に従事。

【目次】電磁ノイズ発生メカニズム

第１章　電子機器の発生するノイズとその発生メカニズム

1. 1　はじめに
2. 2　電子機器の発生するノイズ
3. 3　電子回路から発生するノイズの特性
4. 4　まとめ

第２章　ノイズ対策のための計測技術

1. 1　はじめに
2. 2　EMC規格適合を評価するための規格で定められた計測手法（EMC試験）
3. 3　製品のEMC性能向上に貢献する計測手法
4. 4　まとめ
5. 付録1　CISPR（国際無線障害特別委員会）
6. 付録2　放射エミッション測定用のアンテナ
7. 付録3　水平偏波、垂直偏波とグラウンドプレーン表面での反射の影響
8. 付録4　デシベル

第３章　ノイズ対策のためのシミュレーション技術

1. 1　はじめに
2. 2　回路シミュレータとその応用
3. 3　電磁界シミュレータ
4. 4　EMC設計におけるシミュレーションの役割
5. 5　むすび

第４章　電子機器におけるノイズ対策手法

1. 1　はじめに
2. 2　基板を流れる電流
3. 3　ディファレンシャルモード電流に起因するノイズ抑制対策I ─信号配線系─
4. 4　ディファレンシャルモード電流に起因するノイズ抑制対策II ─電源供給系─
5. 5　コモンモード電流に起因するノイズ抑制対策
6. 6　むすび

目次：電磁ノイズを克服する法

第５章　静電気
　帯電人体からの静電気放電とその本質

1. 1　はじめに
2. 2　IEC静電気耐性試験法と帯電人体ESD
3. 3　放電特性の測定法
4. 4　放電電流と放電特性
5. 5　おわりに

第６章　電波暗室とアンテナ
　EMI測定における試験場所とアンテナ

1. 1　オープン・テスト・サイトと電波暗室
2. 2　放射妨害電界強度測定とアンテナ係数
3. 3　広帯域アンテナによる電界強度測定
4. 4　サイト減衰量
5. 5　アンテナ校正試験用サイト
6. 6　放射妨害波測定における試験テーブルの影響
7. 7　1GHz以上の周波数帯域での測定
8. 8　磁界強度測定とループ・アンテナ
9. 9　ARP 958による1 m距離でのアンテナ係数

第７章　シールド
　電磁波から守るシールドの基礎

1. 1　はじめに
2. 2　シールドの基礎
3. 3　平面波シールド
4. 4　電界および磁界シールド理論
5. 5　電磁界シミュレータの応用例
6. 付録1　シールド効果の表現
7. 付録2　シェルクノフの式の導出（その1）
8. 付録3　シェルクノフの式の導出（その2）
9. 付録4　TE波とTM波の考え方
10. 付録5　異方性材料のシールド効果の計算
11. 付録6　三層シールドの場合
12. 付録7　電界シールドにおける波動インピーダンス

第８章　イミュニティ向上
　機器のイミュニティ試験の概要

1. 1　高周波イミュニティ試験規格について
2. 2　静電気放電イミュニティ試験
3. 3　放射無線周波（RF）電磁界イミュニティ試験
4. 4　電気的高速過渡現象／バースト（EFT/B）イミュニティ試験
5. 5　サージイミュニティ試験
6. 6　無線周波数電磁界で誘導された伝導妨害に対するイミュニティ試験

第９章　電波吸収体
　電磁波から守る電波吸収体の基礎

1. 1　はじめに
2. 2　電波吸収材料
3. 3　電波と伝送線路
4. 4　具体的な設計法
5. 5　おわりに

第10章　フィルタ
　フィルタの動作原理と使用方法

1. 1　はじめに
2. 2　EMI除去フィルタの構成
3. 3　EMI除去フィルタ
4. 4　フィルタを上手に使おう
5. 5　フィルタを上手に選ぼう
6. 6　まとめ

第11章　伝導ノイズ
　電源高調波と電圧サージ

1. 1　はじめに
2. 2　電源高調波
3. 3　電圧サージ
4. 4　あとがき

第12章　パワエレ
　パワーエレクトロニクスにおけるEMCの勘どころ

1. 1　はじめに
2. 2　ノイズ・EMCに関して
3. 3　ノイズの種類
4. 4　インバータのノイズ
5. 5　「発生源」でのノイズ低減
6. 6　「影響を受ける回路」のノイズ耐量向上
7. 7　「伝達経路」でのノイズ低減
8. 8　ノイズ耐量の向上
9. 9　おわりに

※本書籍は三松(株)が以前発行した同タイトルと同内容です。

【参考文献】電磁ノイズ発生メカニズム

• 櫻井秋久：「EMC設計に向けて」，エレクトロニクス実装学会誌，pp.531-536，Vol.4 No.6，2001年９月
• 楠本学，原田高志，和深裕：「プリント配線板電源供給系からのEMI解析モデル」，エレクトロニクス実装学会学術講演会，23B-15，2006年
• J .D. Dyson, : IEEE Trans. on Antennas and Propagation Vol. AP-21, No.4, 1973
• 原田，ほか：電気学会論文誌A，117巻，5号，pp.523-530，1997年
• 徳丸仁：「光と電波」，森北出版，2000年３月
• J. Kim, M. Swaminathan :“Modeling of Multilayered Power Planes Using Effects Using Transmission Matrix Method”, IEEE Trans. On Advanced Packaging, Vol.25, No.2 pp189-199, 2002
• 楠本，原田，和深：「プリント配線板電源系からのEMI解析モデル」，2006年エレクトロニクス実装学会講演大会，23B-15，2006年３月
• 櫻井：「EMC設計に向けて」，エレクトロニクス実装学会誌，Vol.4，No.6，pp.531-536，2001年９月
• H. Johnson著，須藤監訳：「高速信号ボードの設計-基礎編-」，丸善第２章，p.42，2007年７月
• 丸山，他：「放射ノイズを低減する基板実装設計手法」，1993年電子情報通信学会春季大会B-263，1993年３月
• E. ボガディン著，須藤監訳：「高速デジタル信号の伝送技術」，丸善，第７章，p.219，2010年７月
• 岡，他：「プリント基板からの放射エミッション抑制効果に対するグラウンド幅の依存性」，信学論（B），J82-B，８，pp.1586-1595，1999年
• 渡辺，他：「有限幅グランド基板に生じるコモンモード電流とノーマルモード電圧の関係」，信学技報，EMCJ98-35，1998年
• 佐々木，他：「プリント回路基板からの不要電磁波放射の信号配線レイアウト依存性」，電子情報通信学会和文論文誌B，J90-B，No.11，pp.1124-1134，2007年11月
• 櫻井秋久：「EMIを考慮したプリント配線板設計技術」，サーキットテクノロジー，Vol.9，No.4，1994年７月

【参考文献】電磁ノイズを克服する法

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• 藤原修：「ESD現象をとらえるソースモデルと界特性」，信学誌78，No.9，pp.851-852，1995年9月
• 日本工業標準調査会：「電磁両立性-第4部：試験及び測定技術-第2節：静電気放電イミュニティ試験」，JIS C 1000-4-2 ： 1999（IEC 61000-4-2 ： 1995/Amd. 1），1999
• IEC， “IEC 61000 ： Electromagnetic Compatibility（EMC）-Part 4 ： Testing and measurement techniques-Section2 ： Electrostatic discharge immunity test，” Edition 1.2， 2001-04
• IEC， “IEC 61000 ： Electromagnetic Compatibility（EMC）-Part 4 ： Testing and measurement techniques-Section2 ： Electrostatic discharge immunity test，” Edition 2.0， 2008-12
• 戸谷史彦，高義礼，藤原修，石上忍，山中幸雄：「ESDガンの接触放電に対する内蔵インダクタの放電電流立ち上がり波形に及ぼす影響」，電子情報通信学会技術研究報告，EMCJ2008-99，vol.108，no.367，pp.75-79，2008年12月
• Jayong Koo， Qing Cai， Kai Wang， John Maas， Takehiro Takahashi， Andrew Martwick， and David Pommerenke ： “Correlation Between EUT Failure Levels and ESD Generator Parameters”， IEEE Trans. EMC， Vol.50， No.4， pp.794-801，2008
• 足立貴士，山本典央，高義礼，藤原修：「ESDガンの放電配置に対する放電電流波形の依存性」，電子情報通信学会論文誌B，Vol. J92-B，No.6，pp.959-962，2009年6月
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• Yoshinori. Taka， Ikuko. Mori， and Osamu. Fujiwara ： “Measurement of discharge current through hand-held metal piece from charged human body”， IEEJ Trans. FM， Vol.125， No.7， pp.600-601 ， July 2005
• 森育子，高義礼，藤原修：「帯電人体からの金属棒を介した気中放電による放電電流の広帯域測定」，電気学会論文誌A，IEEJ Trans. FM，Vol.126，No.9，pp.902-908，2006年
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• O. Fujiwara ： “An analytical approach to model indirect effect caused by electrostatic discharge”， IEICE Trans. COMMUN.， Vol.E79-B， No.4， pp.483-489， 1996-4
• 増井典明，藤原岳史，海老沼康光，新條達俊：「電極表面の粗さが尾錠ギャップ静電気放電に及ぼす影響」，静電気学会誌，Vol.27，no.2，pp.85-91，2003年
• D. Pommerenke ： “ESD： transient fields， arc simulation and rise time limit”， Journal of Electrostatics， Vol.36， pp.31-54 ， 1995
• 川又憲，嶺岸茂樹，芳賀明：「マイクロギャップ放電に伴う過渡電圧変動の周波数スペクトル分布」，電子情報通信学会技術研究報告 EMCJ2004-109，vol.104，no.499，pp.41-45
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• CISPR Publ.16-1， 16-2 シリーズ
• SAE ARP958， Electromagnetic Interference Measurement Antennas ; Standard Calibration Method， 1999
• 針谷栄蔵：「EMCアンテナの校正とサイト減衰量評価」，2001電気学会関西支部大会，平成13年11月7日
• 針谷栄蔵：「GHz帯域におけるEMC測定の問題点」，EMC関西99，社団法人 関西電子工業振興センター
• 針谷栄蔵：「EMC測定における計測技術と注意点」，第9回EMCフォーラム，EMCフォーラム事務局，平成15年7月4日
• 針谷栄蔵：「車載用電子機器のEMC試験」，2004EMCノイズ対策技術シンポジューム，社団法人 日本能率協会，平成16年4月21日
• G.J. Burke and A.J. Poggio， Numerical Electro-magneticCode（NEC）- Method of Moments PartIII User’s Guide， Lawrence Livermore Laboratory， January 1981
• NBS Technical Note 1098， Linear Gain-Standard Antennas Below 1000 MHz
• Doug Rytting， Advances In Microwave Error Correction Techniques， RF & Microwave Measurement Symposium and Exhibition， 1987 Hewlett Packard
• 清水康敬監修：「電磁波の吸収と遮断」，日経技術図書，1989年
• 橋本修他：「新しい電波工学」，培風館，1998年
• 橋本修：「電波吸収体のはなし」，日刊工業新聞社，2001年
• シェルクノフ著，森脇義雄訳：「電磁波論」，岩波書店，1969年
• W.A.Stirrat ：“USAECOM Contributions to shielding theory，”IEEE Trans.， EMC-10， pp.63-66， 1968
• R.F.Stratton ：“Electromagnetic properties and effects of advanced composite materials，”Report of Rome Air Development Denter ， 1978
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• タケダ理研工業，Technical Information，FD20101，1982年
• 荒木康夫：「電磁妨害波と防止対策」，東京電気大学出版局
• R.B.Cowdell ：“New dimensions in shielding，”IEEE Trans.， EMC-10， pp.158-167， 1968
• B.Keiser ：“Principles of ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY，”（ARTECH）， 1979
• 橋本修：「FDTD時間領域差分法入門」，森北出版，1996年
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• 増永隆二他：「鉄筋コンクリート壁のシールド特性に関する検討」，電気学会計測研究会資料，IM-13-18，2010年
• IEC 61000-4-1， Ed.3.0， 2006.
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• IEC 61000-4-2， Ed.2.0， 2008.
• IEC 61000-4-3， Ed.3.2， 2010.
• IEC 61000-4-4， Ed.2.0 Amd.1， 2010.
• IEC 61000-4-5， Ed.2.0 Cor.1， 2009.
• IEC 61000-4-6， Ed.3.0， 2008.
• 清水康敬監修：「電磁波の吸収と遮断」，日経技術図書，1989年
• 橋本修：「電波吸収体入門」，森北出版，1997年
• 橋本修他：「新しい電波工学」，培風館，1998年
• 橋本修：「新電波吸収体の最新技術と応用」，シーエムシー，1999年
• 橋本修：「電気電子工学のための数値計算法入門-例題で学ぼう-」，総合電子出版社，1999年
• 橋本修：「電波吸収体のはなし」，日刊工業新聞社，2001年
• 橋本修：「高周波領域における材料定数測定法」，森北出版，2003年
• 橋本修：「電波吸収体の技術と応用」，シーエムシー， 2003年
• 橋本修：「次世代電波吸収体の技術と応用展開」，シーエムシー，2003年
• 橋本修監修：「建築における電波吸収体とその応用」，社団法人 日本建築学会編，2007年
• 橋本修：「電波吸収体の技術と応用II」，シーエムシー，2008年
• 「エミフィルRによるノイズ対策応用の手引き」，村田製作所技術資料，1986年
• 山本秀俊：「EMC対策部品の選び方」，第16回 EMC環境フォーラム セミナーテキスト，2010年
• 「エミフィルRによるノイズ対策応用の手引きI 改訂版」，村田製作所技術資料，TE04JA-1，1997年
• 「デジタルICの電源ノイズ対策・デカップリング Application Manual」，村田製作所カタログ，No.C39， 2010年
• 「SMD/ブロックタイプEMI除去フィルタ（エミフィルR）」，村田製作所カタログ，No.C31-23，2009年
• 「エミフィルRによるノイズ対策デジタル機器編」，村田製作所カタログ，No.C33，2004年
• 山本秀俊：「高速差動伝送インタフェースのノイズ対策」，TECHNO FRONTIER EMC・ノイズ対策技術シンポジウム，2003年
• 例えばhttp：//www.murata.co.jp/products/design_support/mefss/index.html
  エミフィルR、セラロックRは株式会社 村田製作所の登録商標です。
• JIS C 60050-161： 1997，「EMCに関するIEV用語」
• IEC 61000-2-1 Ed.1，1990-05，“Electromagnetic compatibility（EMC）-Part 2 ： Environment-Section 1 ： Electromagnetic environment for low-frequency conducted disturbances and signaling in public power supply systems”
• 山本充義，石郷岡猛：「電力用交流の歴史 -波形，周波数，相数の変遷-」，電気学会雑誌，第125巻7月号，pp.421-424，2005年
• 長野進：「同期機の高調波に関する諸問題と対応技術 -総論-」，平成15年電気学会全国大会，第5分冊，S18-1
• 木崎雄一，上原俊治：「同期機の高調波発生量」，平成15年電気学会全国大会，第5分冊，S18-2
• 「電力系統における高調波とその対策」，電気協同研究，第46巻第2号，1990年6月
• 「高圧受電設備における高調波問題の現状と対策」，電気協同研究，第54巻第2号，1998年11月
• 「配電系統における電力品質の現状と対応技術」，電気協同研究，第60巻第2号，2005年3月
• 雪平謙二：「高調波抑制対策の動き -国際規格，JIS，ガイドライン」，OHM，2009年2月号，pp.21-25
• IEC 61000-3-2： 1995，“Electromagnetic compatibility（EMC）-Part 3 ： Limits-Section 2： Limits for harmonic current emissions（equipment input current-16 A per phase）”
• JIS C 61000-3-2： 2005，「電磁両立性-第3-2部：限度値-高調波電流発生限度値（1相当たりの入力電流が20 A以下の機器）」
• 「高圧又は特別高圧で受電する需要家の高調波抑制対策ガイドライン」，経済産業省原子力安全・保安院，2004年1月
• 藤井俊成，森安正司：「系統高調波の実状」，平成15年電気学会全国大会，第5分冊，S18-3
• 松永明生：「電力系統の電圧歪み」，OHM，2009年2月号，pp.26-28
• 能見和司：「高調波実践講座」，電磁環境工学情報EMC，2004年5月号，No.193（第1回）-2005年8月号，No.208（第13回）
• 「EMC電磁環境学ハンドブック」，ミマツコーポレーション，pp.552-555，2009年9月
• IEC/TS 61000-3-4： 1998，“Electromagnetic compatibility（EMC） - Part 3-4： Limits - Limitation of emission of harmonic currents in low-voltage power supply systems for equipment with rated current greater than 16 A”
• IEC 61000-3-12： 2004， “Electromagnetic compatibility（EMC）- Part 3-12： Limits - Limits for harmonic currents produced by equipment connected to public low-voltage systems with input current > 16 A and 75 A per phase”
• IEC 61000-3-6： 2008，“Electromagnetic compatibility（EMC）- Part 3-6： Limits - Assessment of emission limits for the connection of distorting installations to MV， HV and EHV power systems”
• IEC 61000-4-13： 2009， “Electromagnetic compatibility（EMC）- Part 4-13： Testing and measurement techniques - Harmonics and interharmonics including mains signalling at a.c. power port， low frequency immunity tests”
• 電気学会電気規格調査会標準規格 JEC 0202 （1994）：「インパルス電圧電流試験一般」
• 電気学会電気規格調査会標準規格 JEC-171 （1968）：「衝撃電圧電流試験一般」
• 電気学会電気規格調査会標準規格 JEC 0102 （1994）：「試験電圧標準」
• 二宮保，庄山正仁：「スイッチング電源のノイズ対策事例」，電磁環境工学情報EMC，2007年6月号
• 安川電機編：「インバータドライブ技術-第3版」，日刊工業新聞社，2006年3月
• 小笠原悟司，藤田英明，赤木泰文：「電圧型PWMインバータが発生する高周波漏れ電流のモデリングと理論解析」，電気学会論文誌D，第115巻，第1号，1995年1月
• 大澤千春：「パワードライブシステムにおけるEMC」，電気学会産業応用部門大会，S8-3，2001年
• IEC 61000-4-5： 2005，“Electromagnetic compatibility（EMC）- Part 4-5： Testing and measurement techniques - Surge immunity test”
• 井上博史：「IEC 61000-4-5 概要解説 電磁両立性（EMC）-第4-5部：試験及び測定技術-サージイミュニティ試験」，電磁環境工学情報EMC，2008年5月号
• 大島正明：「トランスレス交直変換とコモンモードノイズ対策」，電気学会産業応用部門大会，S8-3，2001年
• 大島正明，冨永真志，木全政弘：「ノイズフリーインバータの開発」，電気学会産業応用部門大会，1-112，2006年
• 大澤千春：「IEC 61800-3 Ed.2.0 概要解説 可変速電気駆動システム 第3部：EMC要求事項および特定試験方法」，電磁環境工学情報EMC，2006年11月号
• 「インバータの上手な使い方（電気ノイズ予防策について）」，社団法人 日本電機工業会（JEMA），平成20年12月
• 「高圧インバータ使用ケーブルに関する調査報告」，社団法人 日本電機工業会（JEMA），高圧インバータケーブルのEMC対策技術WG，2005年1月27日
• 社団法人 電子情報技術産業協会（JEITA），電子情報技術産業協会規格，情報システム部会 産業用情報処理・制御機器，設置環境基準改定WG，産業用情報処理・制御機器設置環境基準，JEITA IT-1004

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