EMC試験

疑似電源回路網(LISN)の役割

伝導エミッション試験で使用される「疑似電源回路網」、普段何気なく使用していますが、その役割をご存知でしょうか?

今回は、改めて「疑似電源回路網」の役割について考えてみます。

動画はコチラ↓

 

種類

疑似電源回路網は「AMN」や「LISN」と表現されます。

  • AMN:Artificial Mains Network
  • LISN:Line Impedance Stabilization Network

それぞれの機能は同じですが、CISPR規格では「AMN」、FCC規格(米国)では「LISN」と表されます。

以下の記事では、すべて疑似電源回路網を「LISN」とします。

 

役割

LISNは伝導エミッション試験において、ノイズ電圧を正しく測定するために使用します。

主な役割として、以下の3つが挙げられます。

  1. 電源側から混入するノイズを抑制する
  2. EUTの電源端子から見たインピーダンスを一定に保つ
  3. ノイズを受信機に出力する

 

電源側から混入するノイズを抑制する

例えば、50Ω/50uH のLISNで考えてみます。

電源側(Mains)から供試品(EUT)をみると、LCによるローパスフィルタが構成されています。

このフィルタは電源側のノイズがEUT側へ流れないように作用し、測定対象の「150kHz以上」の周波数帯において「30dB以上」の減衰特性を有しています。

 

インピーダンスを一定に保つ

LISNのインピーダンスが規定されていなければ、LISNの種類によってEUTのノイズレベルが使用する変化することになります。

つまり、同じ測定をしても「再現性」や「相関性」が得られないということです。

そうした事態を避けるためにも、LISNのインピーダンスを一定に保つことは重要です。

インピーダンス特性

LISNのインピーダンス特性は、「CISPR16-1-2」において規定されています。

前述の「50Ω/50uH」のLISN の場合、測定対象の 150kHz以上の周波数帯域で 50Ωになるよう規定されています。

縦軸:インピーダンス[Ω]

なお、150kHz以下の周波数帯で反共振が発生します。(この例では 23kHz)

この反共振の周波数とEUTのスイッチング周波数が一致すると、非常に大きなノイズ電流が受信機(レシーバー)へ流れていき、レシーバーの入力が飽和します。

そのような事態を避けるために、レシーバーのアッテネータを増減させて、入力が飽和していないか確認することが重要です。

 

ノイズを受信機に出力する

当然のこと言えば当然ですが、LISNだけあっても測定結果を表示することはできません。

また、単純にレシーバーに接続するだけでも正確な測定はできません。

なぜなら、LISNとレシーバーが「インピーダンス整合」していないためです。

https://engineer-climb.com/matching/

インピーダンス整合がとれていない場合、信号が反射し、本来の測定結果とは異なる値が表示されることになります。

そのため「CISPR16-1-2」においては、LISNの出力端子にインピーダンス整合用の「10dBのアッテネータ」を挿入することになっています。

縦軸:インピーダンス(Ω)

青線:アッテネータなし 赤線:10dB アッテネータ

アッテネータなしの場合、インピーダンスが変動するため反射係数が大きくなります。

一方 10dBのアッテネータを挿入すると、インピーダンスが「50Ω」近辺で安定するためインピーダンスの不整合がなく、正確に測定することができます。

この考え方は、アンテナの直下にアッテネータを挿入して VSWRを改善することと全く同じです。

 

おわりに

疑似電源回路網(LISN)の機能と役割についてご紹介しました。

今回紹介したLISNは 「50Ω/50uH」 のLISNですが、中身の回路が変わってもLISNに求められる役割はすべて同じです。

測定の正しさを考えるためにも、基本的な機能を今一度見直してみてはいかがでしょうか。

 

今回は以上です。

最後までお読みいただき、ありがとうございました。

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ABOUT ME
エンジャー
EMCやノイズ対策に関する情報発信を日々行っています。 ( iNarte EMC Engineer、第一級陸上無線技術士)

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