しかし、試験で不合格となった基板のほとんどは完全に動作し、 だが過剰なノイズを出しているようであった。 回路の全てのノードでの信号の調査では全てが正常のように見えたが、 メータの読みは不安定であった。 その平均での読みは正しかったが、それは不安定に飛び回った。 私は回路の動作を調べ、正しく動いているもののそばの不良の基板を見付けた。 それを見た: 1本の抵抗が逆向きに取り付けられていた。
基板のスペースを最小限とするために、組み立て作業者は抵抗 ――主にアキシャル・リードの 1/8W 抵抗―― を基板上に立てて実装していた。 増幅器の初段には、ゲインの設定のための2本の抵抗があった。 その増幅器の反転入力からグランドへの抵抗は、 増幅器の入力に行くリードが空中に来るように組み立てられていた。 この構成では、そのリードは、 その過剰なノイズの発生源である増幅器の初段に干渉を直接注入できるアンテナとなる。
我々は残りの増幅器基板を調べた: ほとんどに逆向きの抵抗があった。 我々は、電気的試験を始める前に抵抗の位置を慎重に確認するようにという注意書きを 基板の試験手順に追加した。
(Taken from “The eyes have it”, by Jerome Jonston, in Tales From The Cube, EDN Europe. July 2007, www.edn-europe.com.)
クラスDアンプはしばしばデジタル・アンプと呼ばれるが、 スイッチング・アンプと言った方が良い設計もある。 それらは、本質的には、D/A コンバータと似た形で出力が低域通過フィルタされる、 オーディオ入力波形の制御下で負荷 (スピーカー) に電流を供給するスイッチ・モード電源から成る。
電源内蔵のスピーカーにおいては、小型、低コスト、そして低発熱のため、 それらは良いパートナーとなり得る。 だが、使用されている高いスイッチング周波数 (そしてスイッチングというコンセプトそのもの) のため、それらは厄介な電磁干渉 (EMI) を生じ勝ちともなり得る。 勿論、オフィス用ファックス機やデジタル式ラジオ付き目覚まし時計と同様、 それら全ては現行の EMC 規制に適合しなければならないが、これが書かれているように、 小型携帯ラジオで BBC World Service を明瞭に聞くためには しばしばそれらのデバイスのスイッチを切らなければならない。
高速なスイッチングは常にメガヘルツの領域に高調波を発生し、 そのようなエミッションは近傍の電子機器への干渉の大きな可能性を持つ。 言い換えると、EMC 規制への適合はひとつのことであるが、 録音スタジオで他の敏感な機器の良き隣人となることは別のことである。 これはデジタル・スイッチング・トランジェントについて考える必要さえなかった頃に設計された 「ビンテージ」な機器が使用されている時に特にそうである。 だが、時とともに、改善が為されるであろうし、クラスDアンプは着々と普及している。
(Taken from: “Loudspeakers: Effects of amplifiers and cables - Part 3”, by Philip Newell and Keith Holland, in Audio DesignLine, http://www.eetimes.com/design/audio-design/4015819/Loudspeakers-Effects-of-amplifiers-and-cables―Part-3, 5 September 2007.)
スピーカー・ケーブル RFI: 非常に重要となり得る; 周波数分析を行なえば (私は 1.5GHz まで行なった)、 多くのスピーカー・ケーブルでの主要な RFI は 1MHz 程度である。 1MHz を考えないまでも、多くのアンプはもはや 100kHz までで考えるようなものではなく、 RF は出力端子から入り込んで帰還ループ周辺で混変調を起こす。 スピーカー・ケーブルはしばしば良い中波アンテナとなる。
アンプの出力ポートに RF 干渉を流し込む程度はケーブルによって大きく異なる。 Zobel フィルタは、通常は 10Ω でバッファされていることから、あまり効果がない。 RFI がポジティブのラインに入らないならば、グランド線に入るコモン・モード妨害となる。
1MHz 以上においては、RFI はアンプの種類とほとんど無関係である。
(Taken from a quotation by Martin Colloms in “Loudspeakers: Effects of amplifiers and cables - Part 6”, byPhilip Newell and Keith Holland, in Audio DesignLine, http://www.eetimes.com/design/audio-design/4015822/Loudspeakers-Effects-of-amplifiers-and-cables―Part-6, 26 September 2007.)
(HERO は兵器に対する電磁放射の危険を示す米軍の略語であり、 「兵器 (ordinance)」は実質的には爆弾やミサイルであり、 それらは今日では全て電子式の信管を持ち、EMC をいっそう重要な問題としている! ―― 編集者)
Harry Gaul は、スコットランドの Marriott Mountain Shadows で開かれた 第19回 IEEE EMC Society Phoenix Chapter ミーティングで全員が刺激的な時間を過ごしたと報告した。 Naval Surface Warfare Center Dahlgren Division の Mike Hatfield が リバブレーション・チャンバーについて発表した。
Mike は「電子レンジとサイコロ一組を用いて電磁効果試験を行なう方法、 あるいはシステム電磁的脆弱性評価の実施のための統計的アプローチ」について話した。 Mike は彼の話を海軍の実際の破壊的な HERO 問題の短い歴史から始め、 チューナーの位置のいくつもの位置の関数としての モード同調チャンバーの再現性の統計的基礎の踏み込んだ検討へと続けた。
(Taken from the IEEE EMC Society newsletter, issue 201, Spring 04, page 18, http://www.emcs.org/acstrial/newsletters/spring04/index.html. Information on future meetings of the Phoenix EMC Chapter is available from their website: http://www.ewh.ieee.org/r6/phoenix/phoenixemc/. For more information on HERO and other military RADHAZ (radiation hazards) issues, visit http://www.phys.hawaii.edu/~anita/new/papers/militaryHandbook/radhaz.pdf.)
我々は不調を起こした製品のいくつかの風変わりで不思議な話を受け取っているが、 1つの話は試験のためにそれをラボに送らなければならなかったほど関心を引いた。 そのミステリーを解き明かすのを助けてもらえるだろうか?
昨年、我々はこの興味を引かれるメッセージを受け取った: 「私は最近、6個のハロゲン・ダウンライトを、よりエネルギー効率の良い LED 電球に交換した。 残念ながら、それらのライトのスイッチを入れると、ラジオの RAB 信号がかき消される!」
この難問を解き明かそうとして、我々は安価な普通の 12V LED 電球を我々のラボに送り、 電源の入った電球の数メートル以内にデジタル・ラジオが置かれた時に信号が不明瞭となるのを見出した。 LED 電球の数センチメートル以内にラジオがある時、信号は完全に消えた。
そのプロットは太くなった。
LED は20年までの寿命を持つ極めてエネルギー効率の良い電球であり、 家庭用照明の未来として歓迎されてきた。
この問題を経験したのは我々のメンバーだけではなさそうである。 LED 電球のラジオへの影響の他の事例があり、AVForums も逸話を集めている。 Nick Tooley は彼の経験を次のように伝えた: 「LED 電球が DAB 受信をかき消すという同じ問題があり、 数種類の電球を試したが、効果はなかった。」
そして、問題はデジタル・ラジオに限られないようである ―― テレビも影響を受けるかも知れない。 台所に LED ダウンライトを付けた後で、Jackord は次の問題に気付いた: 「照明はかなり良かったが、デジタル・テレビが働かないことに偶々気付き (私は全く受信できないことに不平を言っていたが、説明が付かず、 何かテレビ局が放送できなくなるような大災害でも起きたのだろうかと考え始めた(笑))、 誰かが台所の天井灯を消し、即座にテレビが映った。」
(Taken from “The energy-saving LED bulb that switched off the radio” by Becky Pritchard, Senior Home Researcher, Energy & Home section, Which? Magazine, 17 March 2013, http://conversation.which.co.uk/energy-home/led-bulb-radio-interference-dab-test, kindly sent in by long-term “Banana Skinner” Graham Eckersall. There is a lot of official activity on the issue of EMI from LED lamps, in which the EMCIA is heavily involved, www.emcia.org.)
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| (Image: Smuggler) |
「これは、男性の日常的な衣服での、不快を生じない技術的素材の最初の使用である」と、 Smuggler の研究開発部門の Benjamin Anin は言った。 「これまで、このタイプの非常に特別な素材は未発達で、 特に曝露を受ける特定の専門家が用いていただけであった。」
その企業によれば、この新素材は開発に3年を要し、非アレルギー誘発性の ニッケル、ステンレス鋼、アルミニウム、そして黄銅が織り込まれた繊維から成る。 その素材はフランスの Limoges の XLIM Institute と共同で開発され、 可搬型電子デバイスが放射する電磁波の 90% を阻止できると伝えられている。
その素材は Smuggler の 2013年 春夏コレクションでデビューするであろう。
(Taken from an article with the same title, written by Aliza Becker, 03/21/2013, published in Interference Technology's on-line newsletter, http://www.interferencetechnology.com/french-fashion-label-to-debut-electromagnetic-wave-blocking-menswear/. For more information, visit Expatica: http://www.expatica.com/fr/news/french-news/french-fashion-firm-develops-suit-that-blocks-electromagnetic-waves_261681.html.)
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| (Image: Vichaya Kiatying-Angsulee FreeDigitalPhotos.net) |
ACCSEAS によれば、UK の Harwich から出港した THV Galatea の船上での一連の試験に際して、 「試作品の自己修復 PNT (定位、航法、及びタイミング) システム」が、 干渉が存在する時に中断なしに自動的に GPS から eLoran に切り替わり、 船を通常通りに運行させられる能力を実証した。 この最新の試験は、2008年と 2010年に General Lighthouse Authorities (GLA) が行なった、 GPS サービス不能化の影響を調査する以前の2回の試験で収集された結果に基づいて計画された。
この欧州連合の試験の成功は、安価な妨害用デバイスの無許可の使用が増加し続けており、 また海上航法システムが正確で安全な航法のために GPS 衛星にますます頼るようになり続けている時に出た。
別の、24ヶ月の研究が、 6ヶ月の期間中の通過車両上の 60以上の GPS 妨害機器を道路脇の監視システムを用いて同定した UK 政府によって最近開始された。 他の研究は、増加している沿岸の風力発電所から海上航法システムへの潜在的な干渉も同定した。 干渉は曲がり角ごとの運転指示や衛星地図アプリケーションの能力を一時的に失うかも知れない 平均的なユーザーには軽微な問題をもたらすが、 航空宇宙/海運産業にはより深刻で潜在的に生命の危険のある潜在的影響をもたらす。
だが、ACCSEAS プロジェクトのパートナーの1つである General Lighthouse Authorities の David Last は、 同定された妨害の事例の増加にかかわらず、どれだけの GPS 妨害が発生しているのかは誰も知らないと、 TechWeekEurope に語った。
「我々にわかる範囲では、現在の UK においては そのほとんどは『個人プライバシー・デバイス』と呼ばれるものを用いる個人である。 もしあなたがトラック運転手で少し内職をしたいと思い、 だがあなたの会社が車両に追跡システムを設置しているならば、 これらの1つを買ってシガレット・ライター・ソケットに挿せば、 車両上とその周囲のある程度の範囲の GPS が妨害される。」と彼は言った。
Royal Academy of Engineering の副責任者の Martyn Thomas は、 妨害機器の問題が今出ているかどうかにかかわらず、 一般に将来の GPS の耐妨害能力を強化し続けることが重要であると信じる。
「GPS やその他の衛星航法システムは、運輸に加え、 通信、送電、そして高頻度金融取引のようないくつかの重要な分野に深く組み入れられている」 と彼は言った。 「危険な過度の GPS 依存はそれを非常に多くのシステムの単一故障点とするので、 これらのシステムに回復力を与えるどのような技術も歓迎される筈である。」
(Taken from an article with the same title, written by Aliza Becker, 03/20/2013, published in Interference Technology's on-line newsletter, http://www.interferencetechnology.com/worlds-first-automatic-gps-backup-demonstrated-in-maritime-jamming-trial. For more information, visit ACCSEAS (http://www.accseas.eu) and Tech Week Europe: http://www.techweekeurope.co.uk/interview/gps-jamming-eloran-failover-109868
数年前、高速試験機器製造業者に加わった時、 生産準備のできた (そして非常に期待されている) 製品を EMI スキャンにかける作業を割り当てられた。 その製品は出荷に先立って EMI 適合試験を受ける必要があった。
ラック・マウントの 8U シャーシに収められたこの製品は、 制御基板、通信基板、そしていくつかのライン・カードから成っていた。 内部の高速回路と外部の試験対象 IC を細径の同軸ケーブルが接続した。
これは私の設計ではなかったので、回路、基板とバックプレーンのレイアウト、 シャーシの機械的側面、そして シャーシ内のカードの取り付けの EMI 漏洩が起こり得る箇所を調べて EMI スキャンの準備をした。 その製品は、数百 MHz で IC を試験し、 数百本のピンを持つ IC の出力を 5 ps の時間分解能で取り込むように設計されていた。 結果として、そのライン・カードは、高精度クロック回路、 高速/低スキューのクロック及びピン・ドライバ、そして高速の ADC と DAC で一杯であった。 目立った点の1つは、その製品は EMI エミッション試験への合格のために 良く設計されていなかったことであった。 ライン・カードの電源フィルタは全く不適切であり、その接地は それぞれのライン・カードで別の箇所でシグナル・グランドがシャーシの前側に接続された 多点接続であった。 EMI スキャンが長い道程になることは明らかであった。
EMI 予備スキャンが私の疑念を立証した。 放射エミッションは 100MHz から 1.5GHz の範囲の様々な周波数で FCC クラスA要求を 10〜12dB 超過した。
私は通常の修正 ――いくつかのライン・カードとケーブルの抜き差し、 電源やその他の遅いケーブルへのフェライト・クランプの追加、 高速入出力 (I/O) ケーブルのフェライトへの巻き付けなど―― を試したが、いずれも顕著な違いを生じなかった。 私はクロック・オシレータとドライバにフィルタを追加し、 1段フィルタを2段カスケード・フィルタに変更し、興味を引くことが置き始めた。 フィルタの段数を倍にした時、EMI レベルは一部の周波数で低下したが、 他の一部の周波数では跳ね上がった。
非常にいらいらさせられる状況となり、 私はこの動く標的を捕らえようとして EMI テスト・ラボで何日も深夜まで過ごした。 アンテナとして働くようにシャーシに長いワイヤを取り付けた時、 電磁放射には何も違いは出なかった。 何らかの形でシャーシ全体が大きなアンテナとして働いている可能性があった。
複数のシグナル・グランド接続からの高速電流がシャーシの前縁を流れていることがわかった。 だが、なぜそれは最小のインピーダンスの経路を流れる代わりにシャーシ全体を循環したのだろうか?
私は全てのライン・カードを外してシャーシを開けた。 ライン・カードが存在しない時でも シャーシとバックプレーンのシグナル・グランドが短絡されていることに気付いた。
プラグイン式パワー・モジュールを1つづつ外した。 2台がシャーシの両側に後側から挿し込まれていた。 双方を外した時、シャーシとシグナル・グランドの短絡はなくなった。 これは EMI に重要な影響がある筈だった。
その2台のパワー・モジュールは、バックプレーンの電源コネクタの近くの、 16インチ離れたシャーシの両側で、シグナル・グランドをシャーシに短絡していた。 バックプレーンの高速のリターン電流は、シャーシの前縁のみでなく後縁も通って、 あるいは実質的にシャーシ全体を流れることができた。 そのシャーシは内部回路をシールドする代わりにアンテナとなって放射していた。
パワー・モジュールを開くと、この原因がわかった。 12V 電源のリターン (また、バックプレーンのシグナル・グランド) は パワー・モジュールの金属のハウジングの内側に電気的に取り付けられていた。 このリターンを切り離してパワー・モジュールを挿し直した。
もう短絡はなかった。
その後の EMI スキャンは、エミッションが 今はスペクトラム上の全ての周波数で 12dB から 4dB 低下していることを示した。 作業はまだ終わっていなかったが、これは良いスタートであった。
その後の数日で、部分的に埋められたシステムの EMI を許容限度内に低減することができた。
(Taken from “Tracking a moving target” by Anoop Hegde, in Tales From the Cube, in EDN magazine, February 27, 2013, http://www.edn.com/electronicsblogs/talesfromthecube/4406439/Trackingamovingtarget.)
1998年冬の IEEE EMC Society Newsletter Issue Number 136 は 「EMC がヘッドラインとなる」と題されていた。 この記事は米軍の UH-60 Black Hawk ヘリコプターとその EMI/RFI 感受性についてのものであった。 Knight-Ridder News Service は、3ヶ月にわたる調査に基づいて、1987年11月にこの記事を公表した。
この記事は、その全てではないとしても、 1982年から 22人の保守要員を死亡させた突然の墜落のほとんどが、 レーダー・アンテナ、ラジオ、あるいはマイクロ波の送信塔、 そして1つの例では違法 CB 送信機の近くの飛行によって引き起こされたという強い証拠を示した。
Black Hawk の電子制御式飛行制御システムは、その他の航空用電子機器のほとんどと同様、 EMCI/RFI に対して敏感で、シールドが不適切であった。
海軍向けの UH-60 である Sea Hawk は、 契約業者の Sikorsky Aircraft Company に海軍用モデルに よりしっかりとしたシールドを儲けるように海軍が要求するまで、 同じ状況を生じていたと報じられている。
数日後の続報は、陸軍が将来の Black Hawk のロジック・モジュール全てを 海軍向けのものと同様にシールドするように、また古いモジュールを交換するように要求したと報じた。
(Taken from “EMC Society History” by Daniel D. Hoolihan, Associate Editor, Chair of the EMC Society History Committee, in the 2013 IEEE Electromagnetic Compatibility Magazine, Volume 2, Quarter 1, http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=6512214.)
発展中のスマート・グリッド技術に関係する EMC の欠如の例がスウェーデンで報告された。
電力線を通じてデータ信号を送る家庭用電力量計が、 例えば調光式ランプや電子機器への干渉を引き起こした。
家庭の電子機器が電子式電力量計に干渉し、 エネルギー消費量の記録に不利な誤差を生じた事例も報告されている。 (だが、誰にとって不利なのか? ―― 編集者)
風力発電所のパワー・エレクトロニクスが 電力量計の読みの電力線上の信号としての伝送に干渉する妨害を放射していた。
(Taken from the Chapter entitled “Field Experiences with Smart Grid Technology” in the article “Low Frequency EMC and Power Quality”, by Dr Magnus Olofssun, in In Compliance Magazine's 2013 Annual Guide, page 93, http://www.incompliancemag.com.)