EMC（イーエムシー）

2025年10月15日

EMC（イーエムシー）

英語表記: EMC (ElectroMagnetic Compatibility)

概要

EMCとは、「電磁両立性」と訳され、コンピュータの構成要素が、周囲の電磁環境に対して適切に機能し、同時に他の機器に対して許容できない電磁妨害（ノイズ）を与えない能力のことを指します。特に「電源とクロック」といった高速で動作する回路においては、ノイズ発生源となりやすいため、EMC対策は安定稼働のための必須要件となっています。この対策は、機器からノイズを「出さない」こと（EMI対策）と、外部や内部のノイズによって「影響を受けない」こと（EMS対策）の両側面を含んでいます。

詳細解説

EMC対策が求められる背景（電源とクロックの文脈）

私たちが扱うコンピュータは、非常に多くの電子部品が密接に連携して動作しています。特に電源ユニットやマザーボード上のクロック回路は、デジタル信号を高速で切り替える（スイッチング）動作を行っています。この高速なスイッチングこそが、意図しない電磁波（ノイズ、すなわちEMI: ElectroMagnetic Interference）を発生させる主な原因となります。

コンピュータの構成要素のうち、「電源とクロック」は、まさにノイズの発生源であり、同時にノイズの被害者にもなり得る、非常にデリケートな部分です。例えば、電源回路におけるDC-DCコンバータは、電力効率を高めるために高周波でON/OFFを繰り返しますが、この動作が強力なノイズを発生させます。もしこのノイズが適切に抑制されなければ、他の部品（メモリやCPU）の誤動作を引き起こしたり、最悪の場合、コンピュータの筐体外へ漏れ出して、近くにある無線機器やテレビの受信に悪影響を及ぼしてしまいます。

EMCは、この問題を解決するための総合的なアプローチです。単にノイズを減らすだけでなく、機器自体がノイズに耐える力（EMS: ElectroMagnetic Susceptibility）も高めることが求められます。

EMCを実現する具体的な対策技術

「ノイズ・EMI 対策」として、コンピュータの構成要素には様々な技術が組み込まれています。

シールド（遮蔽）:
最も分かりやすい対策の一つがシールドです。電源ユニットが金属製の筐体で覆われているのは、内部で発生したノイズを外に出さないようにするため、そして外部からのノイズを内部に入れないようにするための電磁波シールドの役割を果たしています。マザーボード上の特定の高周波回路（特にクロックジェネレータ周辺）も、金属製のカバーで覆われていることがあります。これは、ノイズの拡散を防ぐ「電磁波の壁」を作るイメージですね。
フィルタリング（濾過）:
電源ラインや信号ラインには、ノイズを吸収・除去するためのフィルタが組み込まれています。代表的なものに、フェライトコア（高周波ノイズを熱に変えて吸収する部品）、コンデンサ、インダクタなどがあります。これらの部品を適切に組み合わせることで、ノイズだけを取り除き、必要な電力や信号だけを通すように設計されています。まるで、水道の蛇口に浄水器を取り付けるようなイメージです。
グラウンディング（接地）と基板設計:
ノイズ対策において、基板の設計は非常に重要です。特に高速なクロック信号を扱う配線では、ノイズが回り込まないように最短距離で設計したり、ノイズを大地に逃がすための接地（GND）を徹底したりします。設計者の緻密な計算とこだわりが詰まっている部分です。

これらの対策は、コンピュータの「電源とクロック」が安定的に機能し、かつ周囲に迷惑をかけないための、目に見えない努力の結晶と言えるでしょう。

具体例・活用シーン

1. 良い隣人としてのEMC（アパートの比喩）

EMCを理解するための最もわかりやすい比喩は、「アパートの住人」としての振る舞いを考えることです。

コンピュータの筐体全体を一つのアパートだと想像してください。
* 電源ユニット：アパートの1階に住む住人です。彼は朝早くから夜遅くまで、高性能なミキサー（高周波スイッチング）を使ってスムージーを作っています。このミキサーの振動や騒音（EMI）が、他の住人にとって迷惑となります。
* CPUやメモリ：アパートの上の階に住む住人です。彼らは集中して高度な計算作業（精密なデータ処理）をしています。

EMCの役割は、このアパートでの調和を保つことです。

もし電源ユニットがEMC対策（防音壁や防振マット）を怠れば、ミキサーの騒音（ノイズ）が上階に響き渡り、CPUやメモリは計算ミス（誤動作）を起こしてしまいます。これがEMIの放出です。逆に、外部で工事（外部ノイズ）が始まったとしても、CPUがその振動に耐えられる（EMS）ように、部屋の構造を頑丈にしておくことも重要です。

つまり、EMC基準を満たす高性能な電源ユニットやマザーボードは、「アパート内で発生するノイズを最小限に抑え、かつ外部の騒音にも動じない、非常にマナーの良い住人」であると言えます。

2. 高価な電源ユニットの秘密

私たちが高性能なゲーミングPCなどで高価な電源ユニットを選ぶ際、出力ワット数だけでなく、その重さや品質も重視されます。安価な電源ユニットと比べて重いのは、内部に大容量のコンデンサや、大型のフェライトコア、そして厚い金属製のシールド筐体が使われているためです。これらはすべて、高周波スイッチングによって発生するノイズを徹底的に抑制し、厳しいEMC基準をクリアするために必要な「ノイズ・EMI 対策」の部品群なのです。

3. 法規制と認証マーク

日本国内で販売されるIT機器は、VCCI（情報処理装置等電波障害自主規制協議会）などの基準を満たす必要があります。このVCCIや、欧州のCEマーク、米国のFCCマークなどは、機器が所定のEMC基準を満たしていることを示す認証です。これらの認証がないと、そもそも市場で販売することができません。これは、コンピュータの構成要素が、国や地域の定める「ノイズ・EMI 対策」のルールを遵守していることの証明となります。

資格試験向けチェックポイント

IT資格試験、特にITパスポートや基本情報技術者試験では、EMCの概念や関連用語の区別が問われることが多いです。「コンピュータの構成要素」における安定性を保証する技術として、以下の点を押さえておきましょう。

定義の区別（最重要）:
- EMC（電磁両立性）：ノイズを出しにくく、ノイズに強いという両方の性質を兼ね備えている状態全体を指します。
- EMI（電磁妨害）：機器からノイズを「放出」すること。EMC対策の目標は、EMIを最小限に抑えることです。
- EMS（電磁感受性・耐性）：外部からのノイズによって機器が「影響を受ける度合い」。EMC対策の目標は、EMSを高めることです（ノイズに強くする）。
対策技術と発生源の関連:
- 「電源とクロック」は、コンピュータ内部で最も高周波ノイズ（EMI）を発生させやすい部分であることを理解しておきましょう。
- ノイズ対策の基本手段として、「シールド（遮蔽）」「フィルタ（除去）」「グラウンディング（接地）」の役割を説明できるようにしておく必要があります。
法規制の役割:
- EMCは、製品が市場に出回るための必須の品質基準（VCCI, FCCなど）と結びついており、単なる性能向上だけでなく、「ノイズ・EMI 対策」の義務付けであることを理解しておきましょう。
応用情報技術者試験レベル:
- ケーブルのインピーダンス整合や、差動伝送方式など、より高度なノイズ対策技術が問われることがあります。EMCを実現するための物理層の設計知識も重要になります。