本公開涉及噪聲分析裝置、噪聲分析方法以及程序。

背景技術(shù)：

1、為了預(yù)測因電子設(shè)備或功率變換器的半導(dǎo)體元件的開閉（switching）而產(chǎn)生的電磁噪聲，已知有使用信息處理裝置來仿真并導(dǎo)出噪聲觀測點(diǎn)的噪聲的技術(shù)（以下稱為“噪聲分析技術(shù)”）。

2、例如，已知一種進(jìn)行電路仿真的噪聲分析技術(shù)，在該電路仿真中，通過電阻、電感器及電容器的電路元件的組合對噪聲的傳播路徑進(jìn)行建模。另一方面，在難以通過電路元件的組合進(jìn)行建模的情況下，已知利用通過電磁場分析得到的噪聲傳遞函數(shù)的噪聲分析是有效的。

3、例如，在日本特開2013-242649號公報(bào)（專利文獻(xiàn)1）中公開了如下噪聲分析技術(shù)：將被進(jìn)行開閉控制的半導(dǎo)體元件作為噪聲源，預(yù)先對包含該半導(dǎo)體元件的接通（turn?on）時(shí)及斷開（turn?off）時(shí)這兩者在內(nèi)的瞬態(tài)波形（例如電壓波形）進(jìn)行傅里葉變換來計(jì)算噪聲源的頻譜（以下簡稱為“噪聲源譜”）。

4、此外，根據(jù)專利文獻(xiàn)1的噪聲分析技術(shù)，通過在計(jì)算噪聲源譜之后將從噪聲源到噪聲觀測點(diǎn)的噪聲傳遞函數(shù)與噪聲源譜相乘，由此能夠考慮了噪聲的復(fù)雜傳播特性而高精度地導(dǎo)出噪聲觀測點(diǎn)的噪聲。

5、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

6、專利文獻(xiàn)

7、專利文獻(xiàn)1：日本特開2013-242649號公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明所要解決的技術(shù)課題

2、在進(jìn)行比較簡單的開閉控制的dcdc轉(zhuǎn)換器中，在穩(wěn)定工作狀態(tài)下，半導(dǎo)體元件的導(dǎo)通（on）期間長度及截止（off）期間長度大多被視為恒定。在這種情況下，通過將1個(gè)開閉周期的瞬態(tài)波形作為噪聲源來處理，能夠?qū)崿F(xiàn)噪聲分析，其中該1個(gè)開閉周期的瞬態(tài)波形與穩(wěn)定工作狀態(tài)下的半導(dǎo)體元件的導(dǎo)通期間長度及截止期間長度相對應(yīng)地分別包含接通時(shí)的一個(gè)瞬態(tài)波形及斷開時(shí)的一個(gè)瞬態(tài)波形。

3、高頻域中的噪聲分析精度越高，則需要使瞬態(tài)波形的時(shí)間步長（step）越短，例如通常設(shè)為幾[ns]左右。與此相對，半導(dǎo)體元件的導(dǎo)通期間長度及截止期間長度例如需要幾十[μs]，與上述時(shí)間步長相比比較長。

4、因此，當(dāng)將1個(gè)開閉周期、即1次接通及1次斷開的瞬態(tài)波形作為噪聲源數(shù)據(jù)時(shí)，時(shí)間步長數(shù)目也變多。此外，當(dāng)將多個(gè)開閉周期的瞬態(tài)波形作為噪聲源數(shù)據(jù)時(shí)，則會擔(dān)心由于作為傅里葉變換的對象的時(shí)間步長數(shù)目增大而導(dǎo)致傅里葉變換需要較長時(shí)間。

5、如上所述，如果是比較簡單的dcdc轉(zhuǎn)換器，則能夠使用對1個(gè)開閉周期的瞬態(tài)波形進(jìn)行傅里葉變換得到的噪聲源譜來進(jìn)行作為傅里葉變換的對象的時(shí)間寬度被抑制的噪聲分析。

6、然而，近年來功率變換電路的開閉控制不斷進(jìn)步，即使在穩(wěn)定工作狀態(tài)下，導(dǎo)通期間長度及截止期間長度有時(shí)也會變化。尤其是，已知在pwm（pulse?width?modulation，脈沖寬度調(diào)制）逆變器中，原則上半導(dǎo)體元件伴隨著導(dǎo)通期間長度及截止期間長度的變化而被進(jìn)行開閉控制。當(dāng)將這種功率變換器作為噪聲分析的對象時(shí)，在將如上述那樣分別含有1個(gè)接通時(shí)及1個(gè)斷開時(shí)的瞬態(tài)波形作為噪聲源進(jìn)行分析時(shí)，在噪聲源中不再能夠反映噪聲的相位因?qū)ㄆ陂g長度及截止期間長度的變化而變化的行為。結(jié)果是擔(dān)心噪聲分析的精度會降低。

7、為了將上述導(dǎo)通期間長度及截止期間長度發(fā)生變化的行為反映在噪聲源中，存在如下選項(xiàng)：使用對分別包含多個(gè)接通及斷開的多個(gè)開閉周期的瞬態(tài)波形進(jìn)行傅里葉變換得到的噪聲源數(shù)據(jù)來進(jìn)行噪聲分析。另一方面，由于為了得到這種噪聲源數(shù)據(jù)，作為傅里葉變換的對象的時(shí)間寬度增大，因此傅里葉變換所需時(shí)間變長。由此，噪聲分析的時(shí)間變長，這成為技術(shù)課題。

8、本公開是鑒于上述問題而做出的，其目的在于，提供一種噪聲分析技術(shù)，即使在半導(dǎo)體元件的導(dǎo)通期間長度及截止期間長度發(fā)生變化的情況下，也能夠高速且準(zhǔn)確地導(dǎo)出觀測噪聲的計(jì)算結(jié)果。

9、用于解決技術(shù)課題的技術(shù)方案

10、根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供一種噪聲分析裝置。噪聲分析裝置計(jì)算由作為半導(dǎo)體元件的接通及斷開中至少之一的開閉所產(chǎn)生的噪聲的合計(jì)譜。噪聲分析裝置具備第1獲取部、相位變換部和第1加法部。第1獲取部獲取表示在包含半導(dǎo)體元件的多次開閉的噪聲分析對象期間中多次開閉分別發(fā)生的多個(gè)發(fā)生時(shí)刻的信息。相位變換部生成與由第1獲取部獲取到的多個(gè)發(fā)生時(shí)刻分別對應(yīng)的多個(gè)相位差信息，該多個(gè)相位差信息用于對半導(dǎo)體元件在開閉時(shí)的噪聲譜執(zhí)行反映多次開閉的時(shí)間差的相位變換。第1加法部計(jì)算將多個(gè)噪聲譜相加得到的合計(jì)譜，該多個(gè)噪聲譜是利用多個(gè)相位差信息分別對半導(dǎo)體元件在開閉時(shí)的噪聲譜進(jìn)行相位變換而得到的。

11、根據(jù)本公開的另一方面，提供一種噪聲分析方法。噪聲分析方法計(jì)算由作為半導(dǎo)體元件的接通及斷開中至少之一的開閉所產(chǎn)生的噪聲的合計(jì)譜。在噪聲分析方法中，（1）獲取表示在包含半導(dǎo)體元件的多次開閉的噪聲分析對象期間中多次開閉分別發(fā)生的多個(gè)發(fā)生時(shí)刻的信息，（2）生成與多個(gè)發(fā)生時(shí)刻分別對應(yīng)的多個(gè)相位差信息，該多個(gè)相位差信息用于對半導(dǎo)體元件在開閉時(shí)的噪聲譜執(zhí)行反映多次開閉的時(shí)間差的相位變換，（3）計(jì)算將多個(gè)噪聲譜相加得到的合計(jì)譜，該多個(gè)噪聲譜是利用多個(gè)相位差信息分別對半導(dǎo)體元件在開閉時(shí)的噪聲譜進(jìn)行相位變換而得到的。

12、發(fā)明效果

13、根據(jù)本公開，能夠提供一種噪聲分析技術(shù)，即使在半導(dǎo)體元件的導(dǎo)通期間長度及截止期間長度發(fā)生變化的情況下，也能夠高速且準(zhǔn)確地導(dǎo)出觀測噪聲的計(jì)算結(jié)果。

技術(shù)特征：

1.一種噪聲分析裝置，計(jì)算由作為半導(dǎo)體元件的接通及斷開中至少之一的開閉所產(chǎn)生的噪聲的合計(jì)譜，該噪聲分析裝置具備：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噪聲分析裝置，其中，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噪聲分析裝置，還具備：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噪聲分析裝置，其中，

5.根據(jù)權(quán)利要求2~4中任一項(xiàng)所述的噪聲分析裝置，還具備：

6.根據(jù)權(quán)利要求2~4中任一項(xiàng)所述的噪聲分析裝置，還具備：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的噪聲分析裝置，其中，

8.根據(jù)權(quán)利要求2~6中任一項(xiàng)所述的噪聲分析裝置，其中，

9.根據(jù)權(quán)利要求2~8中任一項(xiàng)所述的噪聲分析裝置，還具備：

10.根據(jù)權(quán)利要求1~9中任一項(xiàng)所述的噪聲分析裝置，還具備：

11.根據(jù)權(quán)利要求1~10中任一項(xiàng)所述的噪聲分析裝置，其中，

12.根據(jù)權(quán)利要求1~11中任一項(xiàng)所述的噪聲分析裝置，其特征在于，

13.一種噪聲分析方法，計(jì)算由作為半導(dǎo)體元件的接通及斷開中至少之一的開閉所產(chǎn)生的噪聲的合計(jì)譜，其中，

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的噪聲分析方法，其中，

15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的噪聲分析方法，其中，

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的噪聲分析方法，其中，

17.根據(jù)權(quán)利要求14~16中任一項(xiàng)所述的噪聲分析方法，其中，

18.根據(jù)權(quán)利要求14~16中任一項(xiàng)所述的噪聲分析方法，其中，

19.根據(jù)權(quán)利要求14~18中任一項(xiàng)所述的噪聲分析方法，其中，

20.根據(jù)權(quán)利要求14~19中任一項(xiàng)所述的噪聲分析方法，其中，

21.根據(jù)權(quán)利要求13~20中任一項(xiàng)所述的噪聲分析方法，其中，

22.根據(jù)權(quán)利要求13~21中任一項(xiàng)所述的噪聲分析方法，其中，

23.根據(jù)權(quán)利要求13~22中任一項(xiàng)所述的噪聲分析方法，其中，

24.一種程序，用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求13~23中任一項(xiàng)所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
時(shí)間范圍設(shè)定部（14）獲取半導(dǎo)體元件的多次開閉分別發(fā)生的多個(gè)發(fā)生時(shí)刻（ton（i）、toff（i））。相位變換部（14a、14b）生成用于對半導(dǎo)體元件在開閉時(shí)的噪聲譜執(zhí)行反映多個(gè)發(fā)生時(shí)刻的時(shí)間差的相位變換的多個(gè)相位差信息。加法部（18）通過將利用多個(gè)相位差信息分別對半導(dǎo)體元件在開閉時(shí)的噪聲譜（SPNon、SPNoff）進(jìn)行相位變換得到的多個(gè)噪聲譜（NSon（i）、NSoff（i））相加來計(jì)算由半導(dǎo)體元件的開閉產(chǎn)生的合計(jì)譜的計(jì)算結(jié)果（RTNS）。

技術(shù)研發(fā)人員：高橋慶多
受保護(hù)的技術(shù)使用者：三菱電機(jī)株式會社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26