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なるほどノイズ(EMC)入門2

多機能化する携帯電話の新たなノイズ問題

 2010年頃に実現するといわれる4G(第4世代)端末も視野に入れて、携帯電話の進化はとどまるところを知りません。デジタルカメラ、iモード、電子マネー、ワンセグ放送、デジタル音楽プレーヤなどの多彩な機能に加え、最近ではフル・キーボードを備え、パソコンがわりに使える端末も登場。しかし、多機能化やデータ伝送の高速・大容量化とともに、携帯電話には新たなノイズ対策が必要になっています。

機器自身の内部ノイズがアンテナに回り込む"自家中毒"問題
 今や通話機能はオマケともいえるほど高度なマルチメディア端末となった携帯電話。しかし、携帯電話は無線通信機器であることに変わりありません。電源ONされた携帯電話は、待機中でもたえず基地局との間で電波を送受信して位置情報を交換し、すぐに通話できるようにスタンバイしています。いわば基地局からの電波を受け取るべく、携帯電話のアンテナはたえず耳をそばだてているわけです。
 ところが、内部のデジタル回路などから発生するノイズをアンテナが受信してしまうと、通話品質や液晶ディスプレイ(LCD)の画像品質を劣化させたりします。これが携帯電話における"自家中毒"というノイズ問題です。同様のノイズ問題は、ワンセグ放送を受信するためのアンテナに、機器内部のノイズが飛び込むことによっても発生します。
 もともと自家中毒というのは無害であるはずの物質が、体内で有害物質に変化して、中毒を起こすことをいう医学用語です。電子機器においては、たとえ外部からの伝導ノイズ・放射ノイズを完全にシャットアウトしても、回路内部で発生するノイズにより、電子機器の性能に悪影響を及ぼすことをいいます。送受信用アンテナを有する携帯電話においては、多機能化が進めば進むほど、自家中毒の問題が増大することになります。
 携帯電話の内部回路で大きなスペースを占めるのは、通信機能に直接関わらないLCD回路や各種アプリケーションの回路。LCDとCPUをつなぐ配線は、いわばアンテナのような働きをしてノイズを放射することがあり、自家中毒を起こす原因の一つになるのです。
 携帯電話の多機能化にともない、この配線の信号線数は40本以上にも増加し、現在主流の2つ折り携帯電話では、FPC(フレキシブルプリント配線板)が使われています。ベースフィルムの上にハーネス(信号線の束)を形成したもので、しなやかに曲がるので、ヒンジ(蝶つがい)部での2つ折りが可能になるのです。ところが、FPCに信号電流が流れると、ハーネスがンテナとなって電磁ノイズが放射されてしまいます。このためFPCの末端部ではノイズをシャットアウトするEMC対策が不可欠となります。

携帯電話の回路ブロック例と自家中毒問題

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