抗噪性评估装置和评估抗噪性的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种抗噪性评估装置和一种评估抗噪性的方法。
【背景技术】
[0002]日本特开第2011-106859号描述了一种屏蔽性能评估电路，在该屏蔽性能评估电路中:平衡电缆的屏蔽导体在平衡电缆的两端连接到屏蔽箱的外壳；平衡电缆的各个线路导体连接到设置在屏蔽箱的外壳中的各个不平衡线路的一端；一个屏蔽箱中的各个不平衡线路的另一端连接到输出端口 ；另一个屏蔽箱中的各个不平衡线路的另一端连接到终端电阻器，该终端电阻器连接到屏蔽箱的外壳并接地；电磁耦合到平衡电缆的耦合器设置在平衡电缆的预定位置的附近以将噪声注入到平衡电缆中；并且输入端口连接到耦合器。由此，考虑到差模和共模(是平衡电缆所特有的传输模式)，屏蔽性能评估电路能够评估平衡电缆的屏蔽性能。
[0003]日本特开第07-43409号描述了一种无线电波耐久度测试设备，该设备包括:无线电波照射部，该无线电波照射部包括辐射探针，所述辐射探针按照预定间隔与待测量装置的一个主表面接近地设置，以使用用于测试的无线电波集中照射一个主表面的预定区域；传输设备，该传输设备将与用于测试的无线电波对应的高频功率提供给无线电波照射部；确定设备，该确定设备通过对来自待测量装置的输出信号的算术处理，计算无线电波耐久度，作为使用用于测试的无线电波进行照射对输出信号的影响程度；以及显示设备，该显示设备可视化并显示计算得到的无线电波耐久度。
[0004]通过使用模拟静电放电(ESD)枪的特性的噪声信号而执行的电磁场分析，不定期地评估电子设备等的抗噪性。在该方法中，通过电磁场分析获得在电子设备等中感应的电压的电压波形，并且提取电压峰值(局部最大值)出现在通过对电压波形执行快速傅立叶分析而获得的频谱中的频率作为影响电子设备等的噪声信号的频率。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种能够充分提取影响抗噪性并且在采用电磁场分析的情况下可能无法被提取的频率的抗噪性评估装置和方法。
[0006]根据本发明的第一方面，提供一种抗噪性评估装置，该装置包括:S参数测量部，其测量受测试设备的S参数，所述受测试设备包括至少一对输入信号端口、一对输出信号端口以及用于噪声信号的输入的噪声信号端口 ；评估指数计算部，其计算所述S参数中的、所述噪声信号端口与所述一对输入信号端口之间的S参数之间的差，或所述S参数中的、所述噪声信号端口与所述一对输出信号端口之间的S参数之间的差，作为评估指数；第二频谱计算部，其获取通过对通过对输入到所述噪声信号端口的所述噪声信号执行电磁场分析而获得的电压波形执行快速傅立叶变换而获得的第一频谱，并且计算第二频谱作为所述第一频谱与所述评估指数的乘积；以及频率提取部，其在所述第二频谱中提取电压达到局部最大值的频率作为评估抗噪性的频率。
[0007]根据本发明的第二方面，提供根据第一方面的抗噪性评估装置，其中，所述评估指数计算部将所述噪声信号端口与所述一对输入信号端口之间的所述S参数之间的所述差和所述噪声信号端口与所述一对输出信号端口之间的所述S参数之间的所述差中的较大差确定为所述评估指数。
[0008]根据本发明的第三方面，提供根据第一方面的抗噪性评估装置，该抗噪性评估装置还包括瞬态分析部，该瞬态分析部在由所述频率提取部提取的频率分析从所述一对输入信号端口到所述一对输出信号端口的信号的瞬态特性。
[0009]根据本发明的第四方面，提供根据第一方面或第二方面的抗噪性评估装置，该抗噪性评估装置还包括电磁场分析部，该电磁场分析部通过对输入到所述受测试设备的所述噪声信号端口的所述噪声信号执行的所述电磁场分析而获得所述电压波形，并且对所述电压波形执行快速傅立叶变换以计算所述第一频谱。
[0010]根据本发明的第五方面，提供根据第一方面的抗噪性评估装置，该抗噪性评估装置还包括估计部，该估计部比较针对所述受测试设备获得的所述第二频谱与针对不同受测试设备获得的第二频谱，并且估计所述受测试设备和所述不同的受测试设备的抗噪性的优劣。
[0011]根据本发明的第六方面，提供一种评估受测试设备的抗噪性的方法，该受测试设备包括至少一对输入信号端口、一对输出信号端口以及用于噪声信号的输入的噪声信号端口，该方法包括以下步骤:测量所述受测试设备的S参数；计算所述S参数中的、所述噪声信号端口与所述一对输入信号端口之间的S参数之间的差，或所述噪声信号端口与所述一对输出信号端口之间的S参数之间的差，作为评估指数；获取通过对通过对输入到所述噪声信号端口的所述噪声信号执行电磁场分析而获得的电压波形执行快速傅立叶变换而获得的第一频谱，并且计算第二频谱作为所述第一频谱与所述评估指数的乘积；以及在所述第二频谱中提取电压达到局部最大值的频率作为评估抗噪性的频率。
[0012]根据第一方面，可以充分提取影响抗噪性并且在采用电磁场分析的情况下可能无法被提取的频率。
[0013]根据第二方面，与针对所有端口执行计算的情况相比，可以有效评估抗噪性。
[0014]根据第三方面，与未执行瞬态分析的情况相比，可以明确地确认影响抗噪性的频率的影响。
[0015]根据第四方面，与未设置电磁场分析部的情况相比，可以始终评估抗噪性。
[0016]根据第五方面，可以在针对多个受测试设备的频率下估计抗噪性的优劣。
[0017]根据第六方面，可以充分提取影响抗噪性并且在采用电磁场分析的情况下可能无法被提取的频率。
【附图说明】
[0018]将基于以下附图详细描述本发明的示例性实施方式，附图中:
[0019]图1A至图1C例示了使用静电放电(ESD)枪评估电子设备的抗噪性的方法的概览，其中，图1A例示了使用ESD枪的评估方法，图1B例示了由国际标准IEC61000-4-2规定的、以测试由于来自人体的静电放电而导致的噪声的电流波形，并且图1C例示了用于通过电磁场分析获得抗噪性的电压波形；
[0020]图2例示了根据第一示例性实施方式的抗噪性评估装置的构造；
[0021]图3是抗噪性评估装置的功能框图；
[0022]图4例示了包括差分电缆的受测试设备(DUT);
[0023]图5A至图5C各例示了对于使用具有五个端口的网络分析器(NA)测量具有五个端口的受测试设备的S矩阵的情况的连接图和S矩阵，其中，图5A对应于在差分电缆310靠近传输部的位置处设置电流钳的情况，图5B对应于在差分电缆310的中央部设置电流钳的情况，并且图5C对应于在差分电缆310靠近接收部的位置处设置电流钳的情况；
[0024]图6A至图6C各例示了对于使用具有四个端口的NA测量目标S矩阵(L)的情况的连接图、测量S矩阵和目标S矩阵(L)，其中，图6A对应于测量1，图6B对应于测量2，并且图6C对应于测量3 ；
[0025]图7A和图7B各例示了对于使用具有四个端口的NA测量目标S矩阵(C)的情况的连接图、测量S矩阵和目标S矩阵(C)，其中，图7A对应于测量2并且图7B对应于测量3 ；
[0026]图8A和图8B各例示了对于使用具有四个端口的NA测量目标S矩阵(R)的情况的连接图、测量S矩阵和目标S矩阵(R)，其中，图8A对应于测量2并且图8B对应于测量3 ；
[0027]图9A例示了借助经由ESD枪的放电而在差分电缆的接收部侧上感应的电压的电压波形，并且图9B例示了通过对电压波形执行快速傅立叶变换(FFT)而获得的FFT频谱；
[0028]图10A至图10C例示了根据第一示例性实施方式的提取用于执行瞬态分析的频率的方法，该方法应用于电缆A，其中，图10A例示了借助电磁场分析而获得的FFT频谱，图10B例示了评估指数(|S53-S54|)，并且图10C例示了乘积频谱，该乘积频谱是图10A的FFT频谱与图10B的评估指数(I S53-S54 |)的乘积；
[0029]图11A至图11C各例示了借助在154MHz下对电缆A的瞬态分析而获得的信号在接收部的眼图，其中，图11A对应于5V的噪声信号电压，图11B对应于10V的噪声信号电压，并且图11C对应于20V的噪声信号电压；
[0030]图12A至图12C各例示了借助在223MHz下对电缆A的瞬态分析而获得的信号在接收部的眼图，其中，图12A对应于5V的噪声信号电压，图12B对应于10V的噪声信号电压，并且图12C对应于20V的噪声信号电压；
[0031]图13A至图13C各例示了借助在633MHz下对电缆A的瞬态分析而获得的信号在接收部的眼图，其中，图13A对应于5V的噪声信号电压，图13B对应于10V的噪声信号电压，并且图13C对应于20V的噪声信号电压；
[0032]图14A至图14C各例示了借助在644MHz下对电缆A的瞬态分析而获得的信号在接收部的眼图，其中，图14A对应于5V的噪声信号电压，图14B对应于10V的噪声信号电压，并且图14C对应于20V的噪声信号电压；
[0033]图15A至图15C例示了根据第一示例性实施方式的提取用于执行瞬态分析的频率的方法，该方法应用于电缆B，其中，图15A例示了借助电磁场分析而获得的FFT频谱，图15B例示了评估指数(|S53-S54|)，并且图15C例示了乘积频谱，该乘积频谱是图15A的FFT频谱与图15B的评估指数(| S53-S54 |)的乘积；
[0034]图16是根据第一示例性实施方式的评估抗噪性的方法的流程图；
[0035]图17A至图17C各例示了借助在154MHz下对电缆B的瞬态分析而获得的信号在接收部的眼图，其中，图17A对应于5V的噪声信号电压，图17B对应于10V的噪声信号电压，并且图17C对应于20V的噪声信号电压；
[0036]图18A至图18C各例示了借助在644MHz下对电缆B的瞬态分析而获得的信号在接收部的眼图，其中，图18A对应于5V的噪声信号电压，图18B对应于10V的噪声信号电压，并且图18C对应于20V的噪声信号电压；
[0037]图19A和图19B例示了基于ESD抗噪性测试的估计、基于眼图的评估、基于乘积频谱的估计以及估计与评估之间的一致，其中，图19A例示了基于ESD抗噪性测试的估计、基于眼图的评估以及估计与评估之间的一致，并且图19B例示了基于乘积频谱的估计、基于眼图的评估以及估计与评估之间的一致；以及
[0038]图20是根据第