Simulation and Modeling for EMC

電子機器のデジタル化の進展で重要性が増 したEMC設 計は,近 年の機器の高速化,無 線機器 との融合によってよ り高い レベルが要求されている。以前は 「高速回路設計 と EMC設 計 は相反する」 と言われることもあったが,信 号 周波数 自体が無線周波域にある現在,リ ターンパス設計に 代表 されるように,高 速回路設計 とEMC設 計の共通性が 再認識されている。 回路設計 において はSPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)を は じめ とす る回路 シミュ レーションが多 くの商品設計で利用されてお り,回 路シミ ュレーシ ョンは回路設計CADの 中の重要な位置 をしめて いる。一方EMC設 計 においては,本 講座において 「EMC シミュレーシ ョン」 と 「EMC設 計CAD1)」(前 回)を 分け ていることからもわかるように,EMCシ ミュ レーシ ョン が商品設計用CADと して広 く使われるところまでは至っ ていない。 本稿 では,EMCに 関連 して実施 される電磁界 シミュレ ーションを 「EMCシ ,DRC(Design Rule Check)や 自動 レイアウ トなど,EMCシ ミュレーション以 外のEMC設 計ツールを 「EMC設 計CAD」 と呼ぶ ことにす る。EMCシ ミュレーションは,EMCの 専 門家が設計 ガイ ド,設計基準 を導出するためなどに用い られる場合が多 く, 実際の商品設計 にはEMC設 計CADが 用いられる場合が多 い。ただし,EMCシ ミュレーションが設計現場で広が り にくい理由は,シ ミュレーシ ョン対象の複雑さに伴 うモデ リングの難 しさ,計 算時間の長さにある場合が多 く,言 葉 を変 えれば,対 象のモデ リングさえうま くできればEMC シミュレーションは設計現場で十分活用で きるものであ る。シミュレーションツール側の改良も進んでお りモデリ ングが容易 になりつつあるが,ユ ーザがツ ールの特徴を正 しく理解 して適切なモデリングを行ってい くことが重要で ある。 これまでEMCシ ミュレーシ ョンに関連 したさまざまな 論文2)~6)が 書かれているが,本 稿ではこれ ら文献などをも とに,EMCシ ミュレーシ ョンの位置づけ,各 種解析手法 の特徴 などについて レビューするとともに,有 効なモデリ ングを行うためのヒントになるよう,い くつかのモデリン グ事例について紹介 してい く。