放射エミッション
放射エミッションとは、電子機器から自由空間に放射される不要な電磁妨害波です。これらのエミッションは近隣機器に干渉を引き起こす可能性があり、住宅、商業、工業環境における電磁両立性(EMC)を確保するために制御する必要があります。
放射エミッション試験は、高速デジタル回路、スイッチング電源、または通常動作中に電磁界を発生する機器に必要です。放射エミッション規格への適合は、世界中の規制市場における製品承認に不可欠です。
放射エミッションが重要な理由
高速スイッチング信号、高いクロック周波数、または不十分なシールドを持つ電子機器は、他の機器に干渉する電磁エネルギーを放射する可能性があります。適切な設計対策がなければ、これらのエミッションは以下を引き起こす可能性があります:
無線通信やワイヤレス機器の妨害
高感度電子機器の誤動作
規制エミッション限度値の違反
規制上の影響:
放射エミッション限度値を超える製品は規制市場で販売できません
生産後の製品再設計はコストと時間がかかります
プレコンプライアンス試験により、開発サイクルの早い段階で問題を特定できます
測定セットアップ
試験環境
放射エミッション測定は、制御された電磁環境で実施されます:
半電波無響室(SAC):壁と天井にRF吸収材を配置したシールドルーム、床面は接地面となる導電性床
完全電波無響室(FAR):すべての表面でRF吸収を行い、アンテナパターンおよびワイヤレス機器試験に使用
オープンエリアテストサイト(OATS):反射を最小限に抑えた屋外または大型屋内スペース、適合性試験用に校正済み
必要な機器
測定アンテナ(周波数に応じてバイコニカル、ログペリオディック、またはホーンアンテナ)
EMIレシーバーまたはスペクトラムアナライザ
被試験機器(DUT)を回転させるターンテーブル
高さ調整可能なアンテナマスト(通常1~4メートル)
外部干渉を排除するシールド環境
試験手順
DUTは指定距離(機器サイズおよび試験サイトに応じて通常3m、10m、または30m)でターンテーブル上に配置されます
機器は通常モードまたは最悪ケースモードで動作します
指定周波数範囲(通常9 kHzから6 GHz以上)でエミッションを測定します
最大エミッションレベルを見つけるために、アンテナ高さとDUT方向を変更します
結果を該当する限度値と比較します
周波数範囲と限度値
放射エミッションは通常9 kHzから6 GHz以上で評価され、測定結果はdBµV/m(電界強度)で表されます。
限度値は以下によって異なります:
製品カテゴリー(例:住宅用、工業用)
測定距離(3mまたは5m)
動作環境分類
適用規格
放射エミッション限度値は、地域および国際規格で定義されています:
欧州:
EN 55032(CISPR 32) – マルチメディア機器
EN 61000-6-3 – 住宅、商業、軽工業環境の一般規格
EN 61000-6-4 – 工業環境の一般規格
米国:
FCC Part 15 Subpart B – 非意図的放射体(§15.109、§15.209)
国際:
CISPR 11 – 工業、科学、医療機器
CISPR 22 – 情報技術機器(CISPR 32に置き換えられました)
不適合の一般的な原因
過大な放射エミッションの典型的な原因:
適切なフィルタリングまたは終端処理のない高速デジタル信号
不十分な筐体シールド(隙間、継ぎ目、通気口)
シールドされていない、または不適切に配線された内部ケーブル
PCBレイアウトの問題(長い信号トレース、不十分なグランドプレーン)
ケーブルシールドおよびコネクタ接地の欠如または非効率
設計上の推奨事項:
適切なPCBレイアウト技術を使用(グランドプレーン、制御インピーダンス)
継ぎ目や開口部に導電性ガスケットを使用して筐体をシールド
ケーブルにフェライトビーズまたはコモンモードチョークを適用
適切なケーブル配線およびシールド方法を実施
筐体貫通部で高速信号をフィルタリング
設計段階でこれらの問題に対処することで、正式な試験中の適合性不合格のリスクを大幅に削減できます。
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