電磁場はどこにでもあります。磁気エネルギーと電気エネルギーからなるこれらの目に見えない力の領域は、人工的なものから自然発生するものまであります。

これらの電磁界が他の電気・電子機器に干渉や障害を与えることがあり、電磁波障害（EMI）と呼ばれる現象が発生することがあります。

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EMI（電磁波障害）とは？

EMI（Electromagnetic Interference）とは、RFI（Radio Frequency Interference）とも呼ばれ、電気・電子機器の動作に影響を与える妨害・干渉のことです。

この干渉により、電子機器の動作が悪くなったり、まったく動かなくなったりすることがあります。場合によっては、医療機器、機械、軍用機器などの故障など、深刻な事態につながることもあります。

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EMIの原因とは？

電磁波干渉は、人間が作った電気・電子機器、自然発生源、事象などから発生する電磁波によって引き起こされます。

電子信号が同じ周波数で出会うと、互いに干渉し合い、EMIが発生する。

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EMIの例

人為的なEMI

人工的（人為的）な電磁波の干渉は、家庭内の日用品（住宅用EMI）や、産業分野で使用される機器・装置（産業用EMI）によっても発生します。

住宅用EMI

住宅用EMIの発生源は、家庭内のすべての電子機器や家電製品、特に無線信号で動作するものです。これらは、家庭内の他の電子機器を混乱させる可能性があります。

幸いなことに、これらのEMIの発生源は、通常、大きな被害をもたらすことはありません。しかし、家庭での電子機器の使用量が増えるにつれて、環境中のEMIは強くなっており、より多くの障害を引き起こす可能性があります。

携帯電話などの機器の性能向上が進むと、さらにEMIが発生する可能性があります。

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住宅用人工EMIの例。

• ノートパソコン、パソコン、携帯電話、タブレット端末
• BluetoothおよびWi-Fiデバイス
• 蛍光灯・有機EL電球
• 電子レンジ

工業用EMI

工業用または商業用EMIは、より広い地域や機器に到達するため、住宅用EMIよりも重大な干渉を引き起こします。産業用EMIは、病院、軍事活動、テレビ・ラジオ局、その他の近隣の機器や装置に影響を与える可能性があります。

工業用人工EMIの例。

• 携帯電話基地局、衛星通信ネットワーク
• 高電圧の送電線
• 産業用電動機、発電機
• テレビ・ラジオ放送用送信機
• 医用画像システム、MRI、X線、放射線療法

ナチュラルEMI

自然電磁波障害（EMI）は、太陽フレア、雷、オーロラなどの自然現象により発生します。自然EMIは、時に警告なしに発生し、適切に保護されていない電子機器に深刻な干渉を引き起こすことがあります。

時折、太陽からの電磁波が衛星通信に影響を与えることがあります。例えば、太陽が衛星の背後にある場合、太陽が発する電磁波ノイズが衛星からの通信を覆い隠してしまうことがあるのです。

自然EMIは通常、古い機器ほど大きな影響を与えるが、最新機器の多くは、新しい技術が登場しても自然EMIによる影響を十分に受けている。

ナチュラルEMIの例。

• 雷雨、大気電位差、落雷
• 太陽の太陽フレアと宇宙線
• オーロラのような太陽風。
• 静電気

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電磁波障害の種類

EMIは、伝送、時間、帯域、発生源などのさまざまな特性によって分類することができます。

トランスミッション

伝送によるEMIは大きく2種類に分類されます。

• 伝導性EMI
• 放射性EMI

伝導性EMI

伝導性電磁波障害では、EMIの発生源が互いに物理的に接触している。例えば、電線や大型モーターなどです。家庭内で複数の機器が同じ電気回路を使用しており、ある機器の電源を入れると別の機器が誤動作するような例を見たことがあるかもしれません。

放射性EMI

放射電磁妨害は、最も一般的に経験されるEMIの形態である。このタイプは、互いに直接接触していないソースから発生します。無線であり、電気的な接続を必要とせず、空気、空間、プラスチック、絶縁体などを伝わって伝わります。

期間

電磁波障害を分類するもう一つの方法は、持続時間、つまり、どれくらいの時間、その干渉が続くかによって分類することです。

期間別のEMIは、以下のように分類されます。

• 連続
• スポラディック

連続EMI

EMIの発生源が長時間の信号を引き起こす場合、これは連続的な干渉と呼ばれる。このEMIは、定常的に動作しているモーターや電子回路で見られる。家庭内の照明や電源など、低電圧であることが多い。

散発的なEMI

散発的な干渉は、発生源が一時的な中断を引き起こすだけなので、インパルスとも呼ばれます。これは、電気嵐、太陽フレア、静電気放電の場合に発生します。

帯域幅

さらに、EMIの種類を帯域幅で分類することもできる。電磁波干渉には、狭帯域と広帯域があります。

ナローバンドEMI

ナローバンドは、多くの場合、ラジオ送信機や発振器の一種に起因するものです。単一または狭い帯域の周波数にのみ影響を及ぼします。この種の干渉は、通常、電子機器に大きな影響を与えませんが、許容範囲内に抑える必要があります。

ブロードバンドEMI

ブロードバンドは、電波スペクトルの大部分と多くの異なる周波数に影響を及ぼします。多くの場合、機器の誤動作によって発生する。広帯域EMIの発生源としては、サーモスタット、電圧調整器、点火装置、レーダー、通信送信機、パルス発生器、パーソナルコンピュータなどが挙げられる。

出典

先に説明したように、EMIは発生源の種類によって、自然EMIと人為的EMIに分類される。

発生源別のEMIは、以下のように分類されます。

• 人為的な機器・装置
• 自然界に存在する資源や事象

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EMIはどのように伝わるのですか？

EMIの伝達方法には様々なものがある。EMIカップリングメカニズムは、EMIがソースからレシーバーに移動する際の経路を記述しています。EMIが引き起こしている問題を解決するためには、EMIがどのようにレシーバーに到達しているかを理解することが重要です。

EMIの伝送方式。

• 伝導
• 放射線
• 静電容量方式
• 誘導性/磁気性

伝導によるEMI

EMI発生源と受信機をつなぐ導線（電線やケーブル）。これは電力線に非常によく見られる。

放射線によるEMI

EMIは、EMI発生源と受信機が物理的に接続されていない状態で放射・放出される-これが最も一般的なカップリングの形態である。

静電容量方式EMI

これは、接続された2つのデバイスで起こります。EMIソースの電圧に変動があり、それが容量的にレシーバーに電荷を移動させるのです。

誘導性/磁気性EMI

これは、電磁誘導の原理を利用し、光源とターゲットの間の磁場を変化させることでターゲットに電流を誘起させるものである。

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EMIの測定方法は？

EMIは、スペクトラムアナライザー、オシロスコープ、広帯域RFフィールドメーターを用いて測定することができる。これらの機器は、与えられた環境における電磁信号の強度と周波数を検出し、測定することができる。また、EMIの発生源を特定し、それが安全レベル内か、他の電子機器に干渉を起こしているかを判断するために使用することもできる。

電磁波障害を検出または測定する装置

• スペクトラムアナライザー
• オシロスコープ
• 広帯域RFフィールドメーター

スペクトラムアナライザー

信号の周波数を測定し、干渉の有無を判断することができます。意図的なもの、非意図的なものを問わず、EMIを検出することができる。スペクトラムアナライザーは、信号の振幅と周波数領域を測定します。

オシロスコープ

送電線などの高電圧信号のEMIを特定するために使用されることが多い。信号の振幅と時間領域を測定し、スペクトラムアナライザーと組み合わせて使用されることが多い。

広帯域RFフィールドメーター

一定範囲のEMIの量を測定するものです。EMIを検出・測定するための最も一般的なツールの1つです。

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EMIからの保護

電子機器が共存するためには、互いに悪影響を及ぼさないように動作させる必要があります。設計の中で電子部品から発生するEMIを低減するためには、いくつかの方法があります。

静電容量方式タッチパネルの設計に多く採用されている方法のひとつです。 TFTや静電容量方式のタッチスクリーンの設計では、EMI を低減させるために、ポリマーコーティングされた EMI シールド層と ポリマーコーティングされたEMIシールド層と、接続するフラットリボンケーブルをカバーする追加アースを含めることです。

当社の多くの の多くは、ディスプレイのPCB上のジャンパーパッドで設定できる接地オプションを提供しています。 オプションには、前面の金属フレームをDCグランドに接続したり、電気グランドから絶縁してシャーシグランドに直接接続したりするものがあります。

LCDディスプレイの取り付け穴にも同じ接地オプションが適用されます。 はんだパッドジャンパは、シャーシグランドまたはDC電気グランド接続を選択するように構成することができます。

これらのオプションや、お客様のニーズに合わせてカスタマイズされた接地ソリューションの導入をご希望の場合は、ニューヘイブンにお問い合わせください。

EMIを減らすには？

ここでは、新しい設計の中でEMIノイズを低減するための追加的な設計上の推奨事項を説明します。

• データケーブルとインターフェイスケーブルをシールドしてください。
• 電源ライン、データライン、コントロールラインをフィルタリングする。

データおよびインターフェイスケーブルのシールド

シールドケーブル、フェライトシールド、あるいは銅テープなどを使用して、ノイズの放射を抑えたり、ノイズの伝搬を防いだりしてください。

電源、データ、コントロールラインのフィルタリング

データ線と制御線に少量の直列抵抗を加えることも，ノイズの伝搬を抑えるのに有効です。 電源ラインにフィルターコンデンサを追加することも良い設計方法です。

抵抗、コンデンサ、インダクタ、フェライトなどのフィルタリング部品をノイズの発生源に近づけると、より効果的な結果を得ることができます。

スイッチング電源やDC-DCコンバータに比べ，EMIノイズが少ないレギュレータ回路で出力電圧を生成することを検討してください。

フロントベゼル、マウントブラケット、EMIメッシュ、ITOシールドなどの追加部品がある場合は、これらの部品がグランドへのショートパスで接続されていることを確認してください。

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当社のアプリケーションエンジニアは、お客様のご質問にお答えし、お客様のディスプレイプロジェクトでEMIを低減するためのオプションやソリューションを提供するお手伝いをいたします。