ノイズ対策技術 / 事例紹介(自動車)
ADASを見据えた車載Ethernet 1000Base-T1ノイズ対策-3
INDEX
7. 伝導エミッション対策
伝導エミッション測定条件
1000Base-T1 EMC評価ボードを用いて伝導エミッション測定(150Ω法)を行いました。
周波数 | 150k – 1600MHz |
---|---|
RBW | 9kHz (150k-30MHz) 120kHz (30-1600MHz) |
Dwell Time | 5ms/Hz |
Step Size | 3.6kHz (150k-30MHz) 48kHz (30-1600MHz) |
EUT | 1000Base-T1 EMC Test Board |
EMI Test Receiver | N9030A(Keysight) |
Pre-Amplifier | 8447D(Keysight) |
DC Power Supply | GP035-5(Takasago) |
CMCCの違いによるノイズ減衰効果の比較
1000Base-T1EMC評価ボード上の信号ラインからコモンモードノイズを取り出し、EMIレシーバにて測定を行います。
今回はCMCCを入れ替えることによりノイズを比較しました。
伝導エミッション対策で使用したCMCC
評価用CMCCとして1000Base-T1用として商品化されたDLW32MH101XT2と、比較対象として100Base-T1用として商品化されたDLW43MH201XK2、CAN用として商品化されたDLW32SH101XK2を用いました。
伝導エミッション測定結果
伝導エミッション測定を行った結果、1000Base-T1用として商品化されたDLW32MH101XT2が最もノイズ抑制効果が高く、限度値を満たしました。DLW43MH201XK2、DLW32SH101XK2は限度値を満たすまでノイズを抑制することはできませんでした。
ノイズ発生メカニズム
CMCCによってノイズ抑制効果が異なった原因として、CMCCのモード変換特性Ssd12の影響が考えられます。Ssd12の値が高いと、入力されたディファレンシャルモード信号がコモンモードノイズに変換される割合が高くなり、結果としてノイズレベルが高まってしまったと考えられます。
ノイズ抑制のポイント
低周波ではScc21によってどれだけコモンモードノイズを抑制できるか、高周波ではSsd12のモード変換特性によりコモンモードに変換される量をどれだけ減らせるかが伝導エミッション測定結果に影響していると考えられます。
ボード設計における注意点
CMCCの評価に際して、ボード設計における注意すべき点がわかってきました。
1000Base-T1用CMCCの同一サンプルを、同じ条件の評価ボードに実装したところノイズレベルが異なり、一方のボードではNGとなりました。
※同一CMCCサンプルであっても評価ボードの状態によってNGとなることがあります。
ボード上における伝送路特性を解析した結果、CMCCの出力側でモード変換特性に違いがあり、ボード#2の方が値が高いことが分かりました。
ボードによって伝導ノイズレベルが異なった原因として、CMCC通過後のディファレンシャルモード信号が、ボード上でコモンモードノイズに変換されたためと考えられます。
モード変換が発生するポイントとして、CMCCの出力側にある抵抗、コンデンサ、基板配線などが考えられ、それらの特性バラツキによりアンバランスが生じたと考えられます。
このため、CMCC以外の部分においても各ラインの特性バランスが取れるように注意する必要があります。
100Base-T1における伝導エミッション
100Base-T1にて同様の伝導エミッション測定を行ったところ、CAN用のDLW32SH101XK2では限度値を超えましたが、100Base-T1用として商品化されたDLW43MH201XK2では十分なノイズ抑制効果を持ち、限度値を満たしました。
100Base-T1と1000Base-T1の違い
100Base-T1と1000Base-T1ではディファレンシャルモード信号に含まれる周波数成分が異なるため、必要なモード変換特性も異なります。
このため、それぞれの規格にあわせて設計されたCMCCを選ぶ必要があります。
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