特開 2024-33503 ノイズ計測装置及びノイズ計測方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024033503

(43)【公開日】2024-03-13

(54)【発明の名称】ノイズ計測装置及びノイズ計測方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 29/02 20060101AFI20240306BHJP

   G01R 29/08 20060101ALI20240306BHJP

【ＦＩ】

G01R29/02 Z

G01R29/08 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022137113

(22)【出願日】2022-08-30

(71)【出願人】

【識別番号】000108797

【氏名又は名称】エスペック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100136353

【弁理士】

【氏名又は名称】高尾 建吾

(72)【発明者】

【氏名】久保田 喜士

(72)【発明者】

【氏名】牧野 利明

(57)【要約】

【課題】オシロスコープ等の計測器を使用することなくノイズの影響箇所を簡易に計測でき、かつ、任意の計測箇所を対象として、広範囲のノイズ影響を効率良く計測することが可能な、ノイズ計測装置を得る。
【解決手段】ノイズ計測装置は、ノイズの計測対象に配置される通信配線と、前記通信配線に所定のディジタル信号を送信する送信部と、前記通信配線から前記ディジタル信号を受信する受信部と、前記受信部が受信した前記ディジタル信号に発生している符号誤りを検出する検出部と、前記検出部が検出した前記符号誤りに関する情報を出力する出力部と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ノイズの計測対象に配置される通信配線と、
前記通信配線に所定のディジタル信号を送信する送信部と、
前記通信配線から前記ディジタル信号を受信する受信部と、
前記受信部が受信した前記ディジタル信号に発生している符号誤りを検出する検出部と、
前記検出部が検出した前記符号誤りに関する情報を出力する出力部と、
を備えるノイズ計測装置。

【請求項2】

前記通信配線と前記送信部との間に接続された抵抗素子をさらに備える、請求項１に記載のノイズ計測装置。

【請求項3】

前記抵抗素子の抵抗値は可変である、請求項２に記載のノイズ計測装置。

【請求項4】

前記通信配線と前記受信部との間に接続された絶縁回路をさらに備える、請求項１に記載のノイズ計測装置。

【請求項5】

前記送信部が送信する前記ディジタル信号の周波数を可変に設定する制御部をさらに備える、請求項１に記載のノイズ計測装置。

【請求項6】

ノイズの計測対象に配置された通信配線に所定のディジタル信号を送信し、
前記通信配線から前記ディジタル信号を受信し、
受信した前記ディジタル信号に発生している符号誤りを検出し、
検出した前記符号誤りに関する情報を出力する、
ノイズ計測方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ノイズ計測装置及びノイズ計測方法に関する。

【背景技術】

【0002】

背景技術に係る環境試験用の恒温恒湿装置が、例えば特許文献１に開示されている。当該恒温恒湿装置は、試験室内の環境を調整するための電気機器として、冷凍装置、加熱装置、除湿装置、及び加湿装置を備えている。

【0003】

また、背景技術に係るオシロスコープが、例えば特許文献２に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４－６６５９３号公報

【特許文献2】特許第２８１７１７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

恒温恒湿装置等の環境形成装置において、出荷前に性能試験を行う場合又は出荷後に故障が発生した場合等には、作業者がオシロスコープ又はノイズデータロガー等の計測器を使用することによって、不具合の原因となり得るノイズの影響箇所を特定する作業を行っている。

【0006】

しかし、これらの計測器を取り扱うには専門知識が必要であるため、使用できる作業者が限定される。

【0007】

また、これらの計測器のプローブを計測対象に設置するためには基板の改造又は配線変更等が必要となるため、完成品の故障解析等において計測可能箇所が限定される場合がある。

【0008】

さらに、これらの計測器では局所的な測定しかできないため、広範囲のノイズ影響を効率良く計測することができない。

【0009】

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、オシロスコープ等の計測器を使用することなくノイズの影響箇所を簡易に計測でき、かつ、任意の計測箇所を対象として、広範囲のノイズ影響を効率良く計測することが可能な、ノイズ計測装置及びノイズ計測方法を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の第１の態様に係るノイズ計測装置は、ノイズの計測対象に配置される通信配線と、前記通信配線に所定のディジタル信号を送信する送信部と、前記通信配線から前記ディジタル信号を受信する受信部と、前記受信部が受信した前記ディジタル信号に発生している符号誤りを検出する検出部と、前記検出部が検出した前記符号誤りに関する情報を出力する出力部と、を備える。

【0011】

本態様によれば、検出部は、受信部が受信したディジタル信号に発生している符号誤りを検出し、出力部は、検出部が検出した符号誤りに関する情報を出力する。従って、オシロスコープ等の計測器を使用することなくノイズの影響箇所を簡易に計測でき、かつ、任意の計測箇所を対象として、広範囲のノイズ影響を効率良く計測することが可能となる。

【0012】

本発明の第２の態様に係るノイズ計測装置は、第１の態様に係るノイズ計測装置において、前記通信配線と前記送信部との間に接続された抵抗素子をさらに備える。

【0013】

本態様によれば、通信配線と送信部との間に抵抗素子を接続することによって、ディジタル信号の振幅を抑制でき、その結果、リンギング等が軽減されたディジタル信号を通信配線に送信でき、計測精度を向上することが可能となる。

【0014】

本発明の第３の態様に係るノイズ計測装置は、第２の態様に係るノイズ計測装置において、前記抵抗素子の抵抗値は可変である。

【0015】

本態様によれば、抵抗素子の抵抗値は可変であるため、所望の計測感度に応じてディジタル信号の振幅を調整することが可能となる。

【0016】

本発明の第４の態様に係るノイズ計測装置は、第１～第３のいずれか一つの態様に係るノイズ計測装置において、前記通信配線と前記受信部との間に接続された絶縁素子をさらに備える。

【0017】

本態様によれば、通信配線と受信部との間に絶縁素子が接続されているため、計測対象から受信部へのノイズの伝搬を回避することが可能となる。

【0018】

本発明の第５の態様に係るノイズ計測装置は、第１～第４のいずれか一つの態様に係るノイズ計測装置において、前記送信部が送信する前記ディジタル信号の周波数を可変に設定可能な設定部をさらに備える。

【0019】

本態様によれば、送信部が送信するディジタル信号の周波数は可変であるため、所望の計測感度に応じてディジタル信号の振幅を調整することが可能となる。

【0020】

本発明の第６の態様に係るノイズ計測方法は、ノイズの計測対象に配置された通信配線に所定のディジタル信号を送信し、前記通信配線から前記ディジタル信号を受信し、受信した前記ディジタル信号に発生している符号誤りを検出し、検出した前記符号誤りに関する情報を出力する。

【0021】

本態様によれば、受信したディジタル信号に発生している符号誤りを検出し、検出した符号誤りに関する情報を出力する。従って、オシロスコープ等の計測器を使用することなくノイズの影響箇所を簡易に計測でき、かつ、任意の計測箇所を対象として、広範囲のノイズ影響を効率良く計測することが可能となる。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、オシロスコープ等の計測器を使用することなくノイズの影響箇所を簡易に計測でき、かつ、任意の計測箇所を対象として、広範囲のノイズ影響を効率良く計測することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の実施形態に係るノイズ計測装置の全体構成を簡略化して示す図である。

【図2】通信部の構成を簡略化して示す図である。

【図3】ノイズの計測対象に通信配線が配置される状況を示す図である。

【図4】ディジタル信号の一部を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。

【0025】

図１は、本発明の実施形態に係るノイズ計測装置１の全体構成を簡略化して示す図である。ノイズ計測装置１は、計測基板１１、表示部１２、記憶部１３、通信部１４、コネクタ１５、及び通信配線１６を備えている。ノイズ計測装置１は、通信部１４、コネクタ１５、及び通信配線１６の組を、一組のみ備えていても良いし、複数組備えていても良い。複数組備えられる場合は、各組の通信規格は同一であっても良いし、下記の例のように異なっていても良い。

【0026】

計測基板１１は、ＣＰＵ等のプロセッサを用いて構成される。計測基板１１は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体から読み出したプログラムをプロセッサが実行することによって実現される機能として、表示制御部２１、取得部２２、制御部２３、検出部２４、及び出力部２５を有する。各処理部の処理内容については後述する。

【0027】

表示部１２は、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイ等を用いて構成される。なお、表示部１２がタッチパネル式ディスプレイとして構成されることにより、ユーザが設定情報等を入力するための入力部を表示部１２が兼用しても良い。

【0028】

記憶部１３は、ＨＤＤ、ＳＳＤ、又は半導体メモリ等を用いて構成される。なお、記憶部１３は、ＳＤカード等の着脱自在な記録媒体を用いて構成されても良い。

【0029】

通信部１４は、所定の通信規格に対応した通信モジュールを用いて構成される。本実施形態の例では、ノイズ計測装置１は複数（この例では３個）の通信部１４Ａ～１４Ｃを有する。例えば、通信部１４ＡはＲＳ－２３２Ｃの通信規格に対応しており、通信部１４ＢはＲＳ－４８５の通信規格に対応しており、通信部１４ＣはＵＡＲＴの通信規格に対応している。従って、ノイズ計測装置１を用いたノイズ計測処理において使用する通信規格を、通信部１４Ａ～１４Ｃの選択によって切り替えることができる。

【0030】

通信部１４Ａはコネクタ１５Ａに接続されており、コネクタ１５Ａは通信配線１６Ａに接続されている。通信配線１６Ａは、通信部１４Ａの通信規格（例えばＲＳ－２３２Ｃ）に対応した通信ケーブルである。

【0031】

通信部１４Ｂはコネクタ１５Ｂに接続されており、コネクタ１５Ｂは通信配線１６Ｂに接続されている。通信配線１６Ｂは、例えば、通信部１４Ｂの通信規格（例えばＲＳ－４８５）に対応した通信ケーブルである。なお、ＲＳ－２３２ＣはＲＳ－４８５よりもノイズの影響を受けやすいため、通信配線１６Ａを用いたノイズ計測は、通信配線１６Ｂを用いたノイズ計測よりも計測感度が高い。

【0032】

通信部１４Ｃはコネクタ１５Ｃに接続されており、コネクタ１５Ｃは通信配線１６Ｃに接続されている。通信配線１６Ｃは、例えば、通信部１４Ｃの通信規格（例えばＵＡＲＴ）に対応した通信回路であり、回路基板３０上に形成されている。回路基板３０にはノイズの計測対象である回路３１が形成されており、通信配線１６Ｃは回路３１の周囲を取り囲んで形成されている。

【0033】

図２は、通信部１４の構成を簡略化して示す図である。通信部１４は、送信部４１、受信部４２、絶縁回路４３、及び抵抗素子４４を備えている。送信部４１は、絶縁回路４３、抵抗素子４４、及びコネクタ１５を介して、通信配線１６に所定のディジタル信号を送信する。受信部４２は、通信配線１６からコネクタ１５及び絶縁回路４３を介して前記ディジタル信号を受信する。つまり、通信配線１６は通信部１４と環状に接続されており、送信部４１が送信したディジタル信号は通信配線１６を介して受信部４２によって受信される。ディジタル信号は、例えば、二値論理の０と１とが所定バイト数だけ交互に繰り返されるパルス列である。抵抗素子４４は、ディジタルによって抵抗値を変更可能な可変抵抗である。絶縁回路４３は、例えばフォトカプラを用いて構成されており、通信配線１６と送信部４１及び受信部４２との間を電気的に絶縁する。

【0034】

図３は、ノイズの計測対象５０に通信配線１６が配置される状況を示す図である。計測対象５０は、ノイズの計測対象である電気機器のうち、ノイズの影響を受けていると思われる計測箇所である。電気機器は、例えば、環境試験装置又は熱処理装置等の環境形成装置の構成部品である。電気機器は、様々なノイズの影響を受け得る。ノイズは、環境形成装置の故障又は不具合の原因となり得る。ノイズには、電波として外来する高周波ノイズ、電源ライン等から混入する低周波ノイズ、又は静電気に起因して発生する単発ノイズ等が含まれる。通信配線１６は、数メートル程度の長さを有しており、作業者によって、計測対象５０の延在方向に沿って計測対象５０である例えば電源ラインに並装又は巻装される。なお、通信配線１６は、電源ライン等の配線以外にも、スイッチング電源又はインバータ等の機器に並装又は巻装されても良い。

【0035】

ノイズ計測装置１を用いたノイズ計測処理は、例えば環境試験装置による対象物に対する環境試験の実行中に行われる。

【0036】

図１を参照して説明する。取得部２２は、ノイズ計測装置１の外部からＬＡＮポート等のディジタル通信ポート（図略）を介して計測基板１１に入力される各種の情報を取得する。取得部２２が取得する情報には、環境試験装置の稼働状況を示す稼働情報が含まれる。稼働情報には、例えば、環境試験装置を構成する複数の電気機器の各々の駆動状況（例えばオン又はオフ）を示す情報が含まれる。また、稼働情報には、環境試験装置が備える複数の計測機器（温度センサ、湿度センサ、又は圧力センサ等）の各々の駆動状況を示す情報、又は、複数の計測機器の各々の計測結果（例えば温度値、湿度値、又は圧力値）を示す情報が含まれる。なお、取得部２２は、上記のディジタル通信ポートに代えてノイズ計測装置１のアナログ通信ポート（図略）を介して入力される各種の情報を取得しても良い。

【0037】

検出部２４は、受信部４２が受信したディジタル信号に発生している符号誤りを検出する。検出部２４は、例えば、符号誤りの瞬時値及び累積値を検出し、ノイズ検出結果として出力する。送信部４１が送信するディジタル信号のデータ内容（つまりビット構成）は既知であるため、検出部２４は、既知のデータ内容との比較によって符号誤りを検出することができる。符号誤りの検出方式としては、パリティビット方式、チェックサム方式、又はＣＲＣ方式等の周知の誤り検出方式を使用することができる。

【0038】

制御部２３は、通信部１４及び記憶部１３を制御し、また、ノイズ計測に関する各種の情報を設定する。制御部２３は、取得部２２が取得した稼働情報、及び、検出部２４によるノイズ検出結果を、互いに関連付けて記憶部１３に記憶する。制御部２３は、作業者によって入力されたノイズ計測箇所等のノイズ計測条件を示す情報を、上記稼働情報にさらに関連付けて記憶部１３に記憶しても良い。また、制御部２３は、送信部４１が送信するディジタル信号の周波数、当該ディジタル信号の振幅、及び、抵抗素子４４の抵抗値の少なくとも一つを、作業者によって入力される計測感度の所望値に応じて設定する。

【0039】

図４は、送信部４１が送信するディジタル信号の一部を示す図である。制御部２３は、送信部４１が送信するディジタル信号の周波数（換言すれば周期Ｐ）、及び／又は、当該ディジタル信号の振幅Ａを設定する。制御部２３は、その設定情報を送信部４１に入力することによって、上記ディジタル信号の周期Ｐ及び／又は振幅Ａを調整する。周期Ｐが短いほど計測感度は高く、また、振幅Ａが小さいほど計測感度は高い。また、制御部２３は、抵抗素子４４の抵抗値を設定し、その設定情報を抵抗素子４４に入力することによって、抵抗素子４４の抵抗値を調整する。抵抗素子４４の抵抗値が高いほど、通信配線１６に送信されるディジタル信号の振幅Ａが小さくなるため、計測感度は高い。

【0040】

出力部２５は、検出部２４が検出したノイズ計測結果を示す情報を出力する。この情報は出力部２５から表示制御部２１に入力される。表示制御部２１は、ノイズ計測結果を示す画像データを生成し、その画像データを表示部１２に入力する。これにより、ノイズ計測結果を示す画像が表示部１２に表示される。

【0041】

本実施形態によれば、オシロスコープを用いたノイズ計測のように計測対象５０に対して局所的にプローブが当接されるのではなく、通信配線１６が計測対象５０の延在方向に沿って広範囲に並装又は巻装される。そして、検出部２４は、受信部４２が受信したディジタル信号に発生している符号誤りを検出し、出力部２５は、検出部２４が検出した符号誤りに関する情報（ノイズ計測結果）を出力する。従って、オシロスコープ等の計測器を使用することなくノイズの影響箇所を簡易に計測でき、かつ、任意の計測箇所を対象として、広範囲のノイズ影響を効率良く計測することが可能となる。また、通信配線１６を計測対象５０に並装又は巻装するだけで良く、オシロスコープ等のようにプローブを計測対象５０に当接するための基板の改造又は配線の変更等が不要となるため、ノイズ計測作業を簡易化することが可能となる。

【0042】

また、本実施形態によれば、通信配線１６と送信部４１との間に抵抗素子４４を接続することによって、ディジタル信号の振幅を抑制できる。その結果、リンギング等が軽減されたディジタル信号を通信配線１６に送信でき、計測精度を向上することが可能となる。

【0043】

また、本実施形態によれば、抵抗素子４４の抵抗値は可変であるため、所望の計測感度に応じてディジタル信号の振幅を調整することが可能となる。

【0044】

また、本実施形態によれば、通信配線１６と受信部４２との間に絶縁回路４３が接続されているため、計測対象から受信部４２へのノイズの伝搬を回避することが可能となる。

【0045】

また、本実施形態によれば、送信部４１が送信するディジタル信号の周波数は可変であるため、所望の計測感度に応じてディジタル信号の振幅を調整することが可能となる。

【符号の説明】

【0046】

１ ノイズ計測装置
１４ 通信部
１６ 通信配線
２３ 制御部
２４ 検出部
２５ 出力部
４１ 送信部
４２ 受信部
４３ 絶縁回路
４４ 抵抗素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】