CISPR 25（車載機器のラジオ妨害特性）の詳細教えて

CISPR 25（車載機器のラジオ妨害特性）の詳細教えて

ChatGPT:

もちろんです。CISPR 25 は、自動車やトラックなどの車載機器の ラジオ妨害特性（EMI） を評価する国際規格で、車載電子機器の EMC（Electromagnetic Compatibility）試験で非常に重要です。以下に詳細を整理します。

1. CISPR 25 の概要
   正式名称：“Vehicles, boats and internal combustion engines – Radio disturbance characteristics – Limits and methods of measurement for the protection of receivers”
   発行団体：IEC/CISPR (International Special Committee on Radio Interference)
   適用範囲：
   自動車、トラック、バスなどの車載電子機器
   ボート、内燃機関搭載機器も対象
   目的：
   車載電子機器が周囲のラジオ受信機や通信機器に干渉しないことを保証
   ラジオ妨害電力（Radiated/Conducted Emissions）の測定と規制
2. 測定対象と方法
   2.1 測定対象
   車載ECU、インフォテインメント、CAN/HV回路、モーター制御ユニットなど
   電源ライン経由（伝導妨害 / Conducted Emission）
   空間放射経由（放射妨害 / Radiated Emission）
   2.2 測定環境
   電波暗室（Semi-anechoic / Fully Anechoic Chamber）
   電源ライン測定用 LISN（Line Impedance Stabilization Network）
   ケーブルやアンテナの長さ・配置も規定
   2.3 測定周波数帯
   伝導妨害：150 kHz – 108 MHz
   放射妨害：30 MHz – 2.5 GHz（最新改訂では上限 4 GHz）
3. クラス分類
   CISPR 25 では、用途に応じて車載機器を クラス 1–5 に分類し、許容妨害電力を設定しています。
   クラス 用途 特徴
   Class 1 車内受信機の保護 最も厳しい制限（例：AM/FMラジオ、車内オーディオ）
   Class 2 バス・トラック Class 1より緩やか
   Class 3 車載商用電子機器 中間レベル
   Class 4 車外補助機器 緩やかな制限
   Class 5 バッテリー制御など特殊機器 最も緩い制限
4. 規制値の例（概略）
   伝導妨害（150 kHz – 108 MHz）
   Class 5：最大 66 dBµV（30–108 MHz）
   放射妨害（30 MHz – 1 GHz）
   Class 5：最大 44 dBµV/m @ 3 m測定距離
   測定距離やアンテナ高さも規定される
5. 試験手順のポイント
   車載機器を電波暗室内に設置
   電源ライン経由の妨害測定（LISN使用）
   放射妨害測定（アンテナ距離 3 m）
   周波数スイープでピーク値測定
   クラス規定値との比較で合否判定
6. 実務上の注意
   車載ECU設計では CISPR 25適合が必須
   EMIフィルタ（LC、RC）、シールド、PCB設計で妨害低減
   高電力デバイス（モーター制御、インバータ）ほど放射妨害が大きくなる
   CISPR 25に適合していないと、AM/FMラジオ受信障害などの苦情につながる
   💡 まとめ
   CISPR 25は 車載機器のラジオ妨害特性を規定する国際規格
   電源伝導妨害・放射妨害の両面で測定
   クラス1–5で用途に応じた制限値を規定
   車載ECUやモーター制御ユニット設計では、フィルタ・シールド・PCB設計 が重要
   希望であれば、次に CISPR 25試験におけるECU設計上の典型的対策例（フィルタ・シールド・PCBパターン） を図解で示すこともできます。
   作りますか？

はい。お願いします。

ChatGPT:

では、CISPR 25 に準拠する 車載ECUの典型的EMI対策設計例 を図解イメージで整理します。文章で図のように表現します。
車載ECUのCISPR 25対策フロー（図解イメージ）
[電源ライン入力]
│
├─ RCフィルタ / LCフィルタ
│ （LISN対策、伝導妨害低減）
│
▼
[ECU内部]
│
├─ CPU / MCU
│ └─ AES暗号等の処理（ソフト側対策）
│ ├─ タイミングランダム化
│ └─ 鍵マスキング
│
├─ PCB設計
│ ├─ 多層GNDプレーン
│ ├─ クロックライン分離
│ └─ 電源プレーン最短配線
│
▼
[筐体/外装]
│
├─ 金属シールドケース
│ └─ CPU/MCU周辺を囲む
└─ 高周波吸収材
└─ ケース内部やPCB周囲に配置
[アンテナ/放射経路]
└─ 放射妨害低減
├─ ケーブルシールド
└─ EMIゲートフィルタ（外部入出力）
対策ポイント

1. 電源ライン対策（伝導妨害低減）
   RC / LC フィルタで高周波ノイズ吸収
   LISNを用いた伝導妨害測定で規制値確認
2. PCB設計
   多層GNDプレーンで電流ループ最小化
   クロック・高周波ラインを分離
   高速信号はシールド配線やツイストペアで干渉抑制
3. CPU/MCUソフト対策
   暗号処理やスイッチング処理で発生するEM波をランダム化
   演算タイミングやデータパターンを変化させ、統計解析耐性を向上
4. 筐体・外装シールド
   CPUやMCU周辺を金属ケースで覆い放射妨害を低減
   ケース内の高周波吸収材で残留EM波を吸収
5. 外部I/O対策
   入出力ケーブルにシールドやEMIゲートフィルタ
   放射妨害の経路を断つ
   💡 まとめ
   CISPR 25 適合のためには 伝導妨害 + 放射妨害の両面対策 が必須
   車載ECUでは、電源フィルタ・PCB設計・CPU処理・筐体シールド の四重防御が基本
   この設計例により、AM/FMラジオや通信機器への干渉を最小化できる
   希望であれば、次に CISPR 25の試験における「ECU実測例」や周波数ごとの妨害スペクトル例 も紹介できます。
   作りますか？

はい。お願いします。

ChatGPT:

では、CISPR 25 試験における 車載ECUの実測例と周波数ごとの妨害スペクトルイメージ を整理します。文章で図のように表現します。

1. 実験環境（CISPR 25 準拠）

試験室：電波暗室（3 m 半無響室）

測定距離：アンテナ距離 3 m

対象：車載ECU（モーター制御＋インフォテインメント接続）

測定器：

スペクトラムアナライザ（30 MHz – 1 GHz）

LISN（150 kHz – 108 MHz、伝導妨害用）

電源：標準車載電圧 12 V、エンジンOFF

1. 放射妨害スペクトル例（概略）
   放射妨害レベル [dBµV/m]
   ↑
   50│ ┌─── Peak @ 120 MHz (CPUクロック)
   │ │
   45│ ┌──────┘
   │
   40│ ┌─── Peak @ 450 MHz (モーターPWM)
   │ │
   35│ ┌───┘
   │
   30│ ┌─┘
   │
   25│
   └────────────────────────→ 周波数 [MHz]
   30 100 200 400 600 800 1000

CPUクロック関連のピーク（100–150 MHz）

モーターPWM周波数関連のピーク（400–500 MHz）

それ以外は背景ノイズレベル（25–30 dBµV/m）

1. 伝導妨害スペクトル例（概略）
   伝導妨害レベル [dBµV]
   ↑
   70│ ┌─── Peak @ 60 MHz (CPU/MCU処理)
   │
   65│ ┌───┘
   │
   60│
   │
   55│
   └────────────────────────→ 周波数 [MHz]
   0.15 1 10 50 100

CPU/MCUの高速演算で電源ラインにノイズが乗る

RC/LCフィルタでピークを 5–10 dB下げることが可能

1. 防御効果の比較（概略）
   対策 放射妨害ピーク低減 伝導妨害低減
   PCB GNDプレーン増設 5–8 dB 3–5 dB
   CPU処理ランダム化 2–4 dB 1–2 dB
   フィルタ（RC/LC） – 10–15 dB
   金属筐体 + 吸収材 10–15 dB 5–10 dB

複合対策で合格範囲内（クラス5規制値以下）に調整可能

💡 まとめ

CISPR 25 では 放射妨害（30 MHz–1 GHz） と 伝導妨害（150 kHz–108 MHz） を測定

CPUやPWMモータの周波数にピークが現れやすい

PCB・フィルタ・筐体・ソフトウェアの複合対策で規制値に収める

実測スペクトルを見ることで、どの周波数帯に対策を集中すべきか判断可能

希望であれば、次に 「車載ECUでCISPR 25に合格させるための設計チェックリスト」 を作って、実務で使える形にまとめることもできます。

作りますか？

あなた:
はい。お願いします。
ChatGPT:

では、CISPR 25に準拠する 車載ECU設計チェックリスト を作りました。実務で設計・評価の指針として使える内容です。

車載ECUのCISPR 25 設計チェックリスト

1. ハードウェア（物理・PCB）
   チェック項目 対策 備考
   PCB多層GND 3層以上推奨、信号と電源プレーン分離 高周波ループ減少
   高速信号ライン クロック・データライン分離、ツイストペア・シールド 放射妨害低減
   外部I/O シールドケーブル、EMIゲートフィルタ 放射妨害、伝導妨害両方
   筐体シールド CPU/MCU周囲金属ケース＋吸収材 放射妨害ピーク低減
   電源入力 RC/LCフィルタ、LISN準拠 伝導妨害低減
2. 回路・電源
   チェック項目 対策 備考
   電源ラインノイズ RC/LCフィルタ、チョーク 高周波除去
   TVSダイオード 電源・I/Oライン 過渡電圧、スパイク吸収
   クロックライン シールド・最短配線 放射ピーク抑制
   接地ループ 最小化、スターグランド採用 放射ノイズ低減
3. ソフトウェア / MCU処理
   チェック項目 対策 備考
   高速処理ノイズ 演算タイミングランダム化 統計的解析耐性向上
   暗号処理 / 機密データ 鍵マスキング EM波解析による情報漏洩防止
   ダミー命令挿入 任意演算を追加 波形パターン複雑化
   PWM制御 フィルタ付き/スロープ制御 モータ駆動での放射低減
4. 評価・測定
   チェック項目 方法 備考
   伝導妨害 LISN + スペクトラムアナライザ 150 kHz–108 MHz 規制値クラス確認
   放射妨害 電波暗室、アンテナ距離3 m 30 MHz–1 GHz ピーク周波数帯重点測定
   改善効果 防御対策ごとにピーク低減確認 PCB変更やフィルタ追加の効果検証
   記録 スペクトル、ピーク値、合格判定 設計変更時の比較用
5. 推奨フロー

初期設計段階：PCB・筐体・フィルタの設計反映

試作評価：CISPR 25伝導・放射妨害測定

問題箇所特定：ピーク周波数・ライン・電源など

対策実施：ハード/回路/ソフト修正

再評価：規制値内であること確認

量産設計：対策を反映して量産

💡 まとめ

CSPR 25適合には「物理＋回路＋ソフト」の三層防御と評価が必須

PCB設計やフィルタ設計は事前に規制値シミュレーションすると効率的

実測スペクトルのピークを見て対策優先度を決めるのが現実的

必要であれば、次に CISPR 25 合格のための「CPU/MCU周辺回路例（図解）」 を具体的に描き、フィルタやシールドの配置位置まで示すこともできます。

作りますか？

あなた:
はい。お願いします。
ChatGPT:

では、CISPR 25 合格を意識した CPU/MCU周辺回路設計例 を図解イメージで示します。文章で図のように表現します。

車載ECU CPU/MCU周辺回路例（CISPR 25 対策）
┌─────────────┐
│ 車載電源 12V │
└─────┬───────┘
│
┌────▼────┐
│ LC / RC │ ← 電源ラインフィルタ（伝導妨害低減）
└────┬────┘
│
┌─────▼─────┐
│ TVSダイオード │ ← 過渡電圧吸収
└─────┬─────┘
│
┌─────▼─────┐
│ MCU / CPU │
│ │
│ ┌─────┐ │
│ │ AES │ │ ← ソフト防御
│ └─────┘ │ ・鍵マスキング
│ │ ・演算タイミングランダム化
└─────┬─────┘
│
┌─────▼─────┐
│ PCB GND層 │ ← 多層GNDプレーン
│ クロック分離│
│ 信号分離 │
└─────┬─────┘
│
┌───────▼────────┐
│ 筐体 / シールド │ ← 金属ケース＋吸収材
│ EMI吸収材配置 │
└───────────────┘
│
┌────────▼────────┐
│ 外部I/Oライン │
│ シールド＋EMIフィルタ │
└────────────────┘

ポイント解説

電源ラインフィルタ (RC/LC)

伝導妨害の主な経路

高周波ノイズを吸収してCISPR 25規制値に対応

TVSダイオード

過渡電圧・スパイク吸収

EMI干渉だけでなくサージ保護も兼ねる

CPU/MCUとソフト防御

AES暗号や高速PWM処理のEM波をソフトで複雑化

鍵マスキングやタイミングランダム化によりEM統計解析耐性

PCB設計

多層GNDプレーン、クロック・信号分離

電流ループ最小化で放射妨害抑制

筐体 / シールド

CPU/MCU周辺を金属ケースで囲む

内部に吸収材を置くことで高周波ノイズ吸収

外部I/O

ケーブルをシールド

EMIゲートフィルタで放射・伝導妨害を防止

💡 まとめ

CISPR 25 対策は 電源→CPU→PCB→筐体→外部I/O の経路を順に防御するイメージ

各層を組み合わせることで、伝導妨害・放射妨害ともに規制値内に収める

実測・シミュレーションを繰り返すことが重要

希望であれば、次に 「CISPR 25 合格に必要な試験前チェックリストと評価順序」 を具体的に作って、実務でそのまま使える形に整理することも可能です。

作りますか？

あなた:
はい。お願いします。
ChatGPT:

では、CISPR 25 合格に向けた 車載ECUの試験前チェックリストと評価順序 を作りました。実務でそのまま使える形に整理しています。

CISPR 25 合格向け試験前チェックリスト（車載ECU）

1. ハードウェア（PCB・筐体）
   チェック項目 対策内容 チェック方法
   PCB GND層 多層GNDプレーン配置 PCB設計図確認
   高速ライン分離 クロック線・データ線分離 PCB配線レビュー
   ケーブルI/O シールド付きケーブル、EMIゲートフィルタ 部品リスト確認
   筐体シールド CPU/MCU周囲金属ケース＋吸収材配置 筐体組立確認
2. 回路・電源
   チェック項目 対策内容 チェック方法
   電源ラインフィルタ RC/LCフィルタ、LISN対応 試作段階で伝導妨害測定
   TVSダイオード 電源・I/Oラインに設置 部品配置図確認
   クロック線シールド 配線最短、シールド／ツイストペア PCBレビュー
   接地ループ最小化 スターグランド設計 PCBレビュー
3. ソフトウェア
   チェック項目 対策内容 チェック方法
   高速演算ノイズ 演算タイミングランダム化 ソースコードレビュー / シミュレーション
   暗号処理耐性 AES鍵マスキング ソースコードレビュー
   ダミー命令挿入 波形パターン複雑化 コードレビュー / EM測定
4. 試験順序（推奨）

伝導妨害事前確認

電源ラインにLISN接続

スペクトラムアナライザで150 kHz–108 MHz確認

RC/LCフィルタ、TVSの効果をチェック

放射妨害事前確認

電波暗室で30 MHz–1 GHzスイープ

CPU/MCU周辺のピーク周波数確認

改良対策

PCBやフィルタ修正、ソフト防御追加

高周波吸収材や筐体シールド追加

再測定

伝導・放射妨害の両方で規制値以内を確認

記録

スペクトル、ピーク値、改善効果

設計変更履歴として保存

1. 合格の判断基準

伝導妨害：規定クラスのdBµV以下

放射妨害：規定クラスのdBµV/m以下

マージン：ピーク値が規制値より少なくとも5 dB低いことが望ましい

💡 まとめ

試験前に ハード・回路・ソフトの三層チェック を済ませることが重要

試験順序に沿って確認・改善を繰り返すことで効率的にCISPR 25合格可能

改善効果を測定して記録することで量産設計でも再現性を確保

希望であれば、次に 「CISPR 25対応の車載ECU実践設計フロー」を図解して、各層の防御ポイントと評価タイミングを一枚にまとめる」 こともできます。

作りますか？

あなた:
ＲＣフィルタとＬＣフィルタの違いを教えてください。
ChatGPT:

もちろんです。RCフィルタとLCフィルタは、どちらも 高周波ノイズを抑制するためのフィルタ ですが、構造・特性・使いどころに違いがあります。整理して説明します。

1. RCフィルタ（抵抗＋コンデンサ）
   構造

抵抗 (R) とコンデンサ (C) を直列または並列に接続

代表的な構成：R直列＋C接地（ロー・パスフィルタ）

電源 ── R ──●── 出力
|
C
|
GND

特性

周波数特性：単極の1次フィルタ

20 dB/decade の減衰（高周波成分を徐々に減衰）

カットオフ周波数：

𝑓
𝑐

1
2
𝜋
𝑅
𝐶
f
c
​

=
2πRC
1
​

利点

部品が少なく簡単に実装可能

低周波ノイズもある程度抑制可能

小型化しやすい（低電力回路向き）

欠点

高周波では減衰能力が弱い

大電流が流れるラインには抵抗による電圧降下が問題

1. LCフィルタ（インダクタ＋コンデンサ）
   構造

インダクタ (L) とコンデンサ (C) を組み合わせる

代表的な構成：L直列＋C接地（ロー・パスフィルタ）

電源 ── L ──●── 出力
|
C
|
GND

特性

周波数特性：2次フィルタ

高周波で急峻に減衰（40 dB/decade）

カットオフ周波数：

𝑓
𝑐

1
2
𝜋
𝐿
𝐶
f
c
​

=
2π
LC
​

1
​

利点

高周波ノイズを強力に抑制

車載ECUのスイッチング電源やPWM制御ラインに適用しやすい

欠点

インダクタが必要で部品が大きくなる

抵抗分や寄生成分で設計がやや複雑

小電流ラインでの設計は注意が必要

1. RCフィルタ vs LCフィルタ 比較表
   特性 RCフィルタ LCフィルタ
   構成 抵抗＋コンデンサ インダクタ＋コンデンサ
   減衰特性 20 dB/decade 40 dB/decade（急峻）
   高周波抑制 弱い 強い
   部品サイズ 小さい 大きい（特にインダクタ）
   電圧降下 抵抗分で発生 ほぼ無視可能（理想インダクタ）
   適用例 低周波ノイズ除去、低電力回路 高周波ノイズ除去、PWM/スイッチング電源

💡 まとめ

RCフィルタ：軽量・簡単、低周波対策向き

LCフィルタ：高周波ノイズに強力、車載ECUのスイッチングラインやPWMに適する

実務では RC＋LCの組み合わせ で、広帯域ノイズを効率よく低減することも多い

希望であれば、次に 車載ECUの電源ラインでの RC vs LC フィルタの使い分け例（回路図付き） も示せます。

作りますか？

あなた:
はい。お願いします。
ChatGPT:

では、車載ECUの電源ラインでの RCフィルタとLCフィルタの使い分け例 を示します。文章で図解イメージにします。

車載ECU 電源ライン フィルタ例
[バッテリー / 電源 12V]
│
│
┌──▼──┐
│ RC │ ← 低周波ノイズ除去
│ (R+C)│
└──┬──┘
│
┌──▼──┐
│ LC │ ← 高周波ノイズ強力除去
│ (L+C)│
└──┬──┘
│
┌──▼──┐
│ ECU │
│ CPU │
└─────┘

ポイント解説

RCフィルタ

電源入力直後に配置

低周波ノイズ（数kHz～数MHz）を減衰

部品が小型で簡単、軽量化に向く

LCフィルタ

RCフィルタの後、CPU/MCU直前に配置

高周波ノイズ（PWMスイッチング、CPUクロック由来）を強力に減衰

インダクタで急峻に減衰できるため、CISPR 25規制値対応に有効

組み合わせの効果

RCで低周波ノイズを先に吸収 → LCで高周波ノイズをさらに抑制

広帯域ノイズ対策が可能

伝導妨害と放射妨害両方に効く

具体的な設計例（目安）
フィルタ R / L C 効果
RCフィルタ 10 Ω 1 µF 低周波ノイズ 20–500 kHz 減衰
LCフィルタ 10 µH 1 µF 高周波ノイズ 500 kHz–50 MHz 減衰

💡 まとめ

RCフィルタ：軽量・低周波向き

LCフィルタ：高周波向き・強力減衰

車載ECUでは RC + LCの組み合わせ が標準設計

CISPR 25やEMC試験に対応するには、この広帯域防御が有効

希望であれば、次に PWM駆動モータ付きECUでの RC/LCフィルタ＋PCB設計の統合例 も図解できます。

作りますか？

あなた:
はい。お願いします。
ChatGPT:

では、PWM駆動モータ付きECUでの RC/LCフィルタ＋PCB設計の統合例 を図解イメージで整理します。

PWMモータ付き車載ECUのEMI対策回路例
[バッテリー 12V]
│
│
┌──▼──┐
│ RC │ ← 低周波ノイズ除去
│ (R+C)│
└──┬──┘
│
┌──▼──┐
│ LC │ ← 高周波ノイズ強力除去
│ (L+C)│
└──┬──┘
│
┌──▼──┐
│ ECU │
│ CPU │
│ PWM│
└──┬──┘
│
┌──────▼──────┐
│ PCB設計 │
│ ├─ 多層GND層 │
│ ├─ クロック線分離 │
│ └─ PWM配線短絡回避 │
└──────┬──────┘
│
┌─────▼─────┐
│ 筐体 / シールド │
│ CPU・PWM周辺金属ケース│
│ 高周波吸収材配置 │
└─────┬─────┘
│
[PWMモータ / 外部負荷]
│
┌────▼─────┐
│ EMIゲートフィルタ│ ← 外部I/O放射低減
└─────────┘

ポイント解説

RCフィルタ

電源ライン入力直後に配置

バッテリー由来の低周波ノイズを減衰

LCフィルタ

CPU/PWM直前に配置

モータPWM周波数の高周波ノイズを強力に除去

PCB設計

多層GNDで電流ループ最小化

PWMラインはクロックやデータラインと分離

高速信号のクロストーク抑制

筐体シールド

CPU・PWM周辺を金属ケースで囲む

高周波吸収材で残留ノイズを吸収

外部I/O

PWMモータやセンサへの配線にEMIゲートフィルタ、シールドケーブル

放射・伝導妨害の経路を遮断

設計の効果

RCで低周波、LCで高周波ノイズを抑制

PCB配線とシールドの組み合わせで放射妨害も低減

PWMモータ搭載でもCISPR 25規制値内に収めやすい

電源・CPU・PWM・外部I/Oの全経路で防御する「多層防御」が基本

💡 まとめ

車載ECUでは 電源フィルタ＋PCB設計＋筐体シールド＋外部I/O対策 が必須

RC/LCの使い分けで広帯域ノイズ対策

PWMモータ付きでも規制値を満たす設計フローが明確になる

必要であれば、次に 「RC/LCフィルタ＋PCB＋筐体シールドの設計手順をCISPR 25試験順序に合わせてチェックリスト化」 することも可能です。

作りますか？

あなた:
はい。お願いします。
ChatGPT:

では、PWMモータ付き車載ECUの RC/LCフィルタ＋PCB＋筐体シールド設計手順をCISPR 25試験順序に合わせたチェックリスト を作りました。

車載ECU EMI対策チェックリスト（PWMモータ付き、CISPR 25対応）

1. 電源ラインフィルタ確認
   項目 対策 チェック方法
   RCフィルタ バッテリー直後、R+C構成 回路図・部品配置確認
   LCフィルタ CPU/PWM直前、L+C構成 回路図・部品配置確認
   フィルタ性能 低周波→高周波ノイズ減衰確認 スペクトラムアナライザで事前測定
2. PCB設計確認
   項目 対策 チェック方法
   多層GNDプレーン 3層以上、信号・電源分離 PCBレビュー
   クロック線分離 PWM・CPUクロック・データライン分離 PCBレビュー
   PWMライン配線 高速ライン短絡回避、ループ最小化 PCBレビュー / シミュレーション
   配線シールド 必要に応じてツイストペア・シールド PCBレビュー
3. 筐体・シールド確認
   項目 対策 チェック方法
   CPU/PWMシールド 金属ケース＋高周波吸収材 組立確認
   EMI吸収材配置 PCB周辺・筐体内 組立確認
   放射経路遮断 外部I/Oケーブルシールド ケーブル接続確認
4. 外部I/O対策
   項目 対策 チェック方法
   PWMモータ配線 シールドケーブル＋EMIゲートフィルタ ケーブル接続確認
   センサ/通信ライン EMIゲートフィルタ設置 ケーブル接続確認
5. ソフトウェア対策
   項目 対策 チェック方法
   高速演算ノイズ 演算タイミングランダム化 コードレビュー / シミュレーション
   暗号処理耐性 AES鍵マスキング コードレビュー
   PWM波形複雑化 ダミー演算挿入 コードレビュー / EM測定
6. 試験順序（CISPR 25準拠）

伝導妨害事前測定：RC/LCフィルタの効果確認

放射妨害事前測定：PCB＋筐体＋外部I/Oの防御確認

ソフトウェア対策確認：高周波ピークへの影響を確認

改良対策：フィルタ追加・PCB修正・筐体シールド改善

再測定：伝導・放射妨害とも規制値内か確認

記録：スペクトル、ピーク値、改善効果を保存

💡 ポイント

RC/LCフィルタ → PCB → 筐体 → 外部I/O → ソフトウェアの順でチェック

各ステップで測定し改善 → CISPR 25規制値内に収める

記録を残すことで量産設計でも再現可能

必要であれば、次に 「実際のPWM周波数やCPUクロックを例にした、フィルタ値の設計例とピーク抑制効果のシミュレーション表」 も作れます。

作りますか？

あなた:
はい。お願いします。
ChatGPT:

では、PWMモータ付き車載ECUでの フィルタ値設計例とピーク抑制効果のシミュレーション表 を作成しました。

車載ECU 電源ライン フィルタ設計例（PWM/CPUノイズ対策）
前提条件

電源：12 V バッテリー

PWMモータ：20 kHz

CPUクロック：120 MHz

伝導妨害測定範囲：150 kHz – 108 MHz

放射妨害測定範囲：30 MHz – 1 GHz

1. RCフィルタ設計例（低周波ノイズ用）
   フィルタ R C カットオフ周波数 f_c 効果
   RC入力フィルタ 10 Ω 1 µF 15.9 kHz バッテリー由来の低周波ノイズを減衰
   RC追加フィルタ 5 Ω 0.1 µF 318 kHz CPU周辺の低中周波ノイズを軽減

計算式：

𝑓
𝑐

1
2
𝜋
𝑅
𝐶
f
c
​

=
2πRC
1
​

1. LCフィルタ設計例（高周波ノイズ用）
   フィルタ L C カットオフ周波数 f_c 効果
   LCフィルタ 10 µH 1 µF 50.3 kHz PWMスイッチング周波数の高周波ノイズ抑制
   LC追加フィルタ 2 µH 0.01 µF 1.13 MHz CPUクロック由来の高周波ノイズ抑制

計算式：

𝑓
𝑐

1
2
𝜋
𝐿
𝐶
f
c
​

=
2π
LC
​

1
​

1. ピーク抑制効果（シミュレーション例）
   周波数帯 フィルタ未使用ピーク RC適用後 RC+LC適用後 コメント
   20 kHz (PWM) 70 dBµV 60 dBµV 45 dBµV LCフィルタで急峻に低減
   120 MHz (CPU) 55 dBµV/m 50 dBµV/m 35 dBµV/m 高周波はLCフィルタ必須
   500 kHz 50 dBµV 42 dBµV 38 dBµV RCで低周波対策、LCで補強
   30 MHz 40 dBµV/m 38 dBµV/m 33 dBµV/m 放射ピークもLCで低減
2. 設計ポイントまとめ

RCフィルタ：低周波ノイズ（PWM基準周波数以下）に有効

LCフィルタ：高周波ノイズ（CPUクロックやPWM高調波）に有効

RC+LCの組み合わせ：広帯域ノイズを効率的に低減

PCB・筐体・I/O対策と併用でCISPR 25規制値に対応可能

💡 次のステップ

実測データを基にフィルタ値を微調整

CPUクロックやPWM周波数が変わる場合はカットオフ再計算

EMIシミュレーションツールでフィルタ効果を事前評価

希望であれば、次に 「PWMモータ付きECUの回路全体図にRC/LCフィルタを配置した統合例」 を作って、設計者向けに一枚で理解できる図にまとめることもできます。

作りますか？

あなた:
CPUクロックやPWM周波数が変わる場合はカットオフ再計算　を教えてください。
ChatGPT:

もちろんです。CPUクロックやPWM周波数が変わった場合に RC/LCフィルタのカットオフ周波数を再計算する方法 を具体的に整理します。

1. RCフィルタの場合（1次ロー・パス）
   基本式

RCフィルタのカットオフ周波数
𝑓
𝑐
f
c
​

は次の式で計算できます。

𝑓
𝑐

1
2
𝜋
𝑅
𝐶
f
c
​

=
2πRC
1
​

𝑅
R：抵抗値 [Ω]

𝐶
C：コンデンサ値 [F]

𝑓
𝑐
f
c
​

：カットオフ周波数 [Hz]

設計手順

ノイズ周波数を特定

PWMモータの基本周波数やCPUクロック周波数の高調波を確認

カットオフ周波数を決定

通常、フィルタのカットオフ
𝑓
𝑐
f
c
​

は ノイズ周波数の1/3～1/2程度 に設定

R または C を変更

必要に応じて抵抗
𝑅
R またはコンデンサ
𝐶
C の値を変更

計算例

PWMが 40 kHz → カットオフを 15 kHz にしたい場合

𝐶

1
2
𝜋
𝑅
𝑓
𝑐
C=
2πRf
c
​

1
​

例：R = 10 Ω

𝐶

1
2
𝜋
⋅
10
⋅
15,000
≈
1.06
𝜇
𝐹
C=
2π⋅10⋅15,000
1
​

≈1.06μF
2. LCフィルタの場合（2次ロー・パス）
基本式

LCフィルタ（L直列＋C接地）のカットオフ周波数
𝑓
𝑐
f
c
​

は次の式で計算します。

𝑓
𝑐

1
2
𝜋
𝐿
𝐶
f
c
​

=
2π
LC
​

1
​

𝐿
L：インダクタ [H]

𝐶
C：コンデンサ [F]

𝑓
𝑐
f
c
​

：カットオフ周波数 [Hz]

設計手順

ノイズ周波数を特定

PWM高調波やCPUクロック周波数を確認

カットオフ周波数を決定

通常はノイズ周波数より少し低めに設定して急峻に減衰

L または C を変更

L または C の値を変更して
𝑓
𝑐
f
c
​

を調整

計算例

CPUクロック 120 MHz → 高調波は 240 MHz, 360 MHz…

LCでカットオフ 50 MHz にしたい場合

𝐶

1
(
2
𝜋
𝑓
𝑐
)
2
𝐿
C=
(2πf
c
​

)
2
L
1
​

例：L = 10 µH

𝐶

1
(
2
𝜋
⋅
50,000,000
)
2
⋅
10
⋅
10
−
6
≈
1.01
 nF
C=
(2π⋅50,000,000)
2
⋅10⋅10
−6
1
​

≈1.01 nF
3. 設計のポイント

RCフィルタ：低周波ノイズ向け、簡単に調整可能

LCフィルタ：高周波ノイズ向け、カットオフ設定が正確で急峻

PWMやCPU周波数が変わる場合：

高速周波はLCフィルタで急峻に減衰

低速ノイズはRCフィルタで抑制

カットオフ周波数はノイズ周波数の半分以下 を目安にすると効果的

💡 まとめ

ノイズ周波数を把握

RC:
𝑓
𝑐

1
/
(
2
𝜋
𝑅
𝐶
)
f
c
​

=1/(2πRC) で計算

LC:
𝑓
𝑐

1
/
(
2
𝜋
√
(
𝐿
𝐶
)
)
f
c
​

=1/(2π√(LC)) で計算

必要に応じて R/L/C を変更

設計後は必ず シミュレーションや実測 でピークを確認

希望であれば、次に PWM周波数が変動した場合の RC/LCフィルタ値自動計算シート例 を作って、周波数を入力すると抵抗・インダクタ・コンデンサ値を自動算出できる形も示せます。

作りますか？