バナナの皮 ― Issue 58

オリジナルの設計コンセプトに対するハードウェア構成の微妙な変更の一例は、あるライフ・ベストに見られる。そのライフ・ベストは、HERO のために強化され、認証された、塩水作動式バッテリー・パックによって点火されるブリッジワイヤ EID を含んでいた。艦船への導入の後、そのバッテリー・パックの中で用いられるバッテリーの種類の変更のための技術的変更の提案が行なわれ、承認された。この変更は、HERO 検討のために送付されなかった。そのライフ・ベストに新しいバッテリー・パックが装備されて海軍の船舶上で使用された時、飛行任務中の、また飛行甲板上での、指令なしでの作動が報告された。事後の調査は、その新しいバッテリー・パックは EID サブシステムを船のレーダー・システムに共振するようにさせ、これによってサセプティビリティ問題を生じたことを明らかにした。
(Taken from MIL-STD-464A, Appendix A.5.9 "Life cycle, E3 hardness". `HERO' stands for Hazards of Electromagnetic Radiation to Ordnance.)
たとえ全ての (ESD 試験) 発生器が規格で規定されたものと良く似たピーク電流値と立上り時間を持っているとしても、ある発生器は他のものとは大きく異なった電圧で被試験装置 (EUT) を誤動作させる。この２回の記事の第２部で、1:5 の範囲が示された。これは、たとえ全ての発生器が IEC 61000-4-2 に従って作られているとしても、それらは同一の EUT が異なったブランドの発生器で試験された時に深刻な再現性問題をもたらす異なった ESD 事象を発生することを示す。この問題は、パラメータと EUT の誤動作のあいだの関係が憶測に過ぎないとしても、良くドキュンメントされてきた。
高速 CMOS を使用したデバイスの割合が増加しており、将来も増加を続けるので、 ESD 規格の変更が必要である。そのような変更なしには、数十から数百ピコ秒の幅を持つパルスに反応できるデバイスの比率の増加は、選択された ESD 発生器に対する試験結果の依存性の増大をもたらすであろう。
低い周波数 (＜ 1GHz) の電流成分に反応する EUT については、 ESD 発生器の機種の変更の影響は 1:3 よりも大きくない筈である。実際、我々は EUT 誤動作電圧の 1:2 を超える比率を観測していない。対象的に、0.1μm 以下のテクノロジーを用いる現代的な CMOS 回路は、 50ps のように狭いパルスに反応し得る。これらの回路は、誘起電圧の高速に変化する (非意図的な) 成分に反応するであろう。 ESD 発生器の機種の変更の影響 (そのような高速なデバイスに対する --- 編集者) は、そのスペクトラム密度が Fig. 3 に示すように 20dB 以上異なるため、 1:10 程度まで大きくなるかも知れない。我々の観測は、1:5 の変動を示した。
より多くの、またより高速な CMOS 回路の導入に伴って、もし ESD 規格が改善されないならば、 ESD 発生器の機種による影響がより頻繁に生じることとなろう。
ESD のどの程度がこの基準事象よりも高い厳しさを持つであろうか？湿度、人の活動、被服などの要因への強い依存性のため、最終的な回答はない。通常、低い電圧については典型的な立上り時間はより短くなり、ESD の発生頻度は高くなるが、乾燥状態と早い接近速度のもとでは 15kV のように高い電圧でも 300ps 以下の立上り時間を持つ早い立上りの ESD が生じ得る。
短いアーク長を持つこれらの低電圧 ESD と高電圧 ESD は 50ps 程度までの短い立上り時間を示し、従ってそれらの高周波数成分はより強くなる。これまで、広く用いられている ESD 発生器の一部は、提案されている基準事象の周波数成分をカバーしているだけではなく、早い立上りの ESD についても試験してきた。それらは意図的にそうしているわけではなく、高速な電子システムの誤動作のメカニズムの不完全な理解と不充分な仕様に基づいた、それらの設計の結果である。
我々の意見では、ESD 規格 IEC 61000-4-2 は、 ESD 発生器の性能がその全てのパラメータについて基準事象に可能な限り似るように改訂されるべきである。だが、製造業者と使用者は、その規格が全てのあり得る ESD 事象をカバーしないことに注意する必要がある。例えば、医療機器は、備品 ESD やその他の種類の ESD にもかかわらず、実際の ESD のより大きな割合をカバーするために、より短い立上り時間を用いて試験する必要があるかも知れない。この規格は、それに合格することが ESD に関係する現場での誤動作からの保護を与えはしない、最小の要求として理解される必要がある。
(The above are some paragraphs taken from "Characterization of Human Metal ESD Reference Discharge Event and Correlation of Generator Parameters to Failure Levels - Part I: Reference Event" and "- Part II: Correlation of Generator Parameters to Failure Levels" by K Wang, D Pommerneke, R Chundru, T Van Doren, F P Centola, and J S Huang, IEEE Transactions on EMC Vol. 46 No. 4 November 2004, pages 498-511.)
報道によれば、Birmingham の２つのガレージの顧客が、車を前庭から押し出さすことを余儀なくされた。「National Tyres」、及び「Car Spares」 ---双方がその市の Stratford Road にある--- は、庁舎ブロックの屋上の電話塔からの干渉を経験しており、それらの施設への訪問者は彼らの車を始動させる前に塔の範囲外まで 100ヤード近く押さなければならない。
National Tyres ガレージの Clive Carter と Car Spares の Keith Murphy は、多くの顧客が彼らの前庭で車を始動させることができなかったと Birmingham Post に語った。アンテナ塔の放射が自動車の点火系、イモビライザ、そして警報に干渉しているものと信じられている。 Carter 氏は、「これは昨年のあいだに少なくとも 20回発生した。奇妙なのは、車を道路まで押していけば、容易に始動することだ。その携帯電話塔が唯一の説明のように思える。」と語った。
(Taken from the HSE's internal news, 7/3/05, sent in by Simon Brown)
スイッチを動かすことによってスピード違反の車を止められるハイテクのデバイスが、犯罪との闘いにおける最新の武器となろうとしている。イギリスとアメリカの警察は、重要なエンジン電子系をノックアウトし、対象の車両をストールさせて緩やかに停止させるために充分に強力な無線波の照射を行なう新しいシステムの試験を指示した。
ProTech という企業を設立するために University of California of Berkeley の物理学教授の職から離れた David Giri は、アメリカの海兵隊と Los Angeles の警察組織のために、無線波車両停止システムを開発している。明日、ドイツでの Euroem 2004 サイエンス・コンファレンスにおいて、 Dr Giri はそのデバイスの最近の実験について述べるであろう。試験は、そのシステムが 50m 離れた場所から車両を停止させられたことを示した。
そのデバイスの大半は自動車のトランクに収まるように設計されており、バッテリーと電荷を蓄積するためのコンデンサ・バンクとを備える。ダッシュボード上のスイッチを動かすと、その自動車の屋根に取り付けられたアンテナに電気的なバーストが送られる。そのアンテナは相手の車両に真直に向けられた強力な無線波の鋭いビームを発生する。その無線波が対象の車に当たった時、それはその電子系に電気的なサージを誘起させ、燃料注入やエンジン点火の信号を混乱させる。 Dr Giri は、「それらのエンジンはコンピュータ・チップで制御されているので、それはここ 10年間に作られたほとんどの車に対して働く。そのコンピュータを妨害させられれば、その車を止められる。」と語った。プロトタイプは、夏に向けて準備されている。
The Association of Chief Police Officers は、Home Office の警察科学開発局の研究者が、無線波車両停止システムを試験していることを確認した。その協会のスポークスマンは、「犯人を路上で止めるためにこの種のデバイスを使用する可能性がある。発展した地域においては特に、高速追跡は非常に危険である。」と語った。
("Police test hi-tech zapper that could end car chases", Ian Sample, science correspondent, Monday July 12, 2004 Guardian Unlimited, Guardian Newspapers Limited 2004.)
今日 EMC & Compliance Journal を眺めていて、家で発生する非常に明らかな形態の RFI に気付いた。我々は皆、テレビやラジオが、真空掃除機、ミキサー、携帯電話など (そして、今では大幅に少なくなっているが、一部の車) に影響されることに気付いているが、クリスマスに家内から DAB ラジオをもらってから、より限定的な形態の干渉が姿を現している。
そのラジオの近く (だが、5m 程度離れて) で低電力の電球をオン／オフすると、しばしば受信が１秒程度のあいだ完全に止まり、これは伝統的な AM/FM ラジオのパチパチ音よりも遥かに「破局的」な事象である。このようなものが進歩の代償である！
(Sent in by Dave Bethell, Principal Engineer, Anthony Best Dynamics Ltd, 12th January 2005.)
バナナの皮 No.6 は、砂漠の盾、及び砂漠の嵐における EMC 問題を参照している。 EMC 問題は、自己増殖し得る；アメリカにおいて、地上間の戦術的な会話が、砂漠の嵐の最初の攻撃の航空機からのもののであるかのようにアメリカ海軍 UHF 衛星出力で聞こえたという、 USENET フォーラムにおけるラジオ視聴者の報告を憶えている。これは、衛星アップリング周波数帯内に攻撃用周波数をうっかりと割り当てた周波数調整官によるもののように思われる。
(Sent in by Cortland Richmond, KA5S, May 21 2005.)
「C」バンド SNG バンにおいて、そのディッシュが (空調ユニットを超えて) 水平線近くを向いている時に、受信雑音問題が生じていた。信号のランダムな喪失が生じていた (放送事業者は喜ばない！)。調査 (モーター本体の近くのスペクトラム・アナライザ・プローブを用いた) は、その空調ユニットのためのファン (DC ブラシレス) が、その SMPSU の 150kHz 程度から 6GHz 以上まで、櫛の歯状の強いスペクトラムを放射していたこと明らかにし、 14GHz でも下がったレベルが検出できた！その (CE マークの付けられた！) イタリア製のモーター (空調ユニットとともに、車両のラジエータの冷却にも用いられている) が、最近、そのダイ・キャストのモーター・エンド・プレートをプラスチック・モールドに (それに加えて、おそらくは新しいより高速なトランジスタに？) 変更したようである。このため、このシールドされていないモーター／電子回路は、非常に強く放射している。
我々の解決は、金属の円盤／板をモーター・ハブの上に取り付けることであった (発生源と 1.2m ディッシュ・アンテナのあいだの遮蔽)。これは 20dB 程度の改善となり、そのシステムを意図したように機能できるようにした (信号は、今は干渉の下ではなく上となった)！何らかの EMC 試験が実施されていたのであれば、その製品の種類が伝導性と電力クランプ測定のみを実施するように示唆し、放射性の測定は行なわれなかった (1GHz 以上については確実に) ものと推定する。結局、DC モーターは多くの問題を引き起こせない筈ではないか？？？？残念ながら、ブラシレス DC タイプの小型の低電力インバーター式内気循環ファンでさえも、非常に大きい伝導性 RF と、ある程度の放射性 RF を発生するようである。我々の製品の一部は、ユニット内のファンの EMC で問題を起こしたことがある。今、当然のこととして、我々の放送用エンコーダなどの内部の信号とデータを 5V や 12V のレール上のノイズが汚染することを防ぐために、そのワイヤをしっかりと撚り合わせ、場合によってはファン給電線にコモン・モード・チョークを追加している。
(Sent in by Dave Keston, Approvals Engineer, Vislink Communications, 20th January 2005.)
No. 285 と重複のため、省略。

これは、EMC+Compliance Journal に掲載された記事を T. Sato が翻訳したものです。この翻訳については、原著者らはいかなる責任も持ちません。これについての意見、質問などは VEF00200@nifty.com (T.Sato) 宛にお送り下さい。

Last update: 2005-06-15

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