ノイズ対策・EMC対策 基礎技術EMCとは

1.EMCの概要

EMCはElectromagnetic Compatibilityの頭文字で、JISでは電磁両立性と定義されている。
すなわち機器は「電磁的妨害源とならないように、かつ、電磁的な干渉を受けないように、あるいは受けても正常に動作する(両立する)」ように設計、製造されていなければならない。

図.EMCとエミッション(EMI)、イミュニティ(EMS) 図.EMCとエミッション(EMI)、イミュニティ(EMS)

図に示すように、電磁両立性はエミッション(EMI)とイミュニティ(EMS)に分けられる。エミッション(EMI)とは、ある発生源から電磁エネルギーが放出する現象である。
一方、機器からのエミッション等により、周辺の機器で起こりうる性能低下や誤動作に対して、性能低下や誤動作を起こさずに動作できる機器の能力をイミュニティ(EMS)という。

EMCは学問分野を意味する環境電磁工学、電磁環境学の意味で用いられる。一方、技術用語としては、電気電子機器の電磁気的な問題に対して、整合性があるのか、両立しているのかという意味で用いられる。
具体的には、機器から放出されている電磁妨害波が小さく、外部からのある程度の電磁妨害波に対しても正常に動作し、かつ、機器自体で誤動作しないとき、その機器はEMCを有するという。電磁両立性と称されている。

2.ノイズとは

ノイズとは、EMCの分野では電磁気的な雑音を指すのが一般的である。

図2.ノイズとは 図2.ノイズとは

この雑音には、自然現象によって発生する自然ノイズ(natural noise)と人工的に作られた機械や器具から発生する人工ノイズ(manmade noise)とに分類される。
自然ノイズには、熱ノイズ、雷放電ノイズや太陽ノイズ、電波星ノイズなどの宇宙ノイズがある。
人工ノイズは、ほとんど全ての電気・電子機器、接点やブラシを有する機器が発生源である。人工ノイズは、意図しないで発生する非意図的な場合と、放送派のように意図して発生させた信号が他の機器からすると、妨害信号になる場合がある。

ノイズとは「不要な電気エネルギー」と呼ばれている。
電気、電子機器の進歩、普及に伴い、このようなノイズを発生する機器が多くなり電磁環境の悪化が問題視されていることは周知のとおりである。
特にマイコンを使用した機器は隣接機器に電磁妨害をもたらす加害者であると同時に被害者にもなりやすい。
機器から発生したノイズは電源ラインやインターフェースケーブルを伝搬したり、輻射ノイズとなって周囲の機器に入り込んでいく。

3.EMCの実際

EMCは電磁両立性、電磁適合性など様々な言い方があるが、簡単に表現すると電磁気的に同一環境内にある機器、システムが互いにノイズ障害を与えたり、逆にそれを受けたりすることなく、設計された個々の機能を十分に発揮しているときの状態を意味する。
このEMCを実現するためには、周囲にノイズ障害を与えないように、発生ノイズの対策、エミッション(EMI)、および自分自身ノイズを受けて誤動作したりしないようにノイズ耐性、イミュニティ(EMS)、を向上させることが必要となる。
つまりEMC=EMI+EMSとなる。
この技術をEMCテクノロジーといい、IoT社会を推進させるためには不可欠なものである。

Chapter.2