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    • Mar 23, 2017

    産業用システム設計向け電源内蔵の強化絶縁アイソレータ

    ファクトリ・オートメーションやグリッド・インフラストラクチャ向け機器をはじめとした産業用アプリケーションへの需要が高まるにつれて、システムへの機能追加のニーズも増加しています。これによって、電源管理システムには、装置の温度を上昇させずに多様な回路に電源を供給するという、より厳しい要件を課されるようになりました。 過去のブログ記事で、システムの低電圧側と高電圧側の間でのアイソレータ製品の使用について説明しました。データ・アイソレータ製品を使うことで、信号絶縁機能を簡単に実現できますが、...
    • Mar 21, 2017

    車載デュアル・バッテリ・システムの48V レールと12Vレールを相互接続

    主としてCO2(二酸化炭素)排出削減に関する政府の規制によって、自動車業界の電子化がこれまでになく急速に進んでいます。欧州連合は、2020年には新型車両のCO2排出を95g/kmまで削減する目標を掲げており、中国ほかの国々も、同様の規制を制定しつつあります。自動車メーカ各社は、これらの標準規格に適合するため、通常の12V車載バッテリに、二次の高電圧バッテリを追加した マイルド・ハイブリッド電気自動車 に移行しつつあります。 既に、ドイツの複数の自動車メーカは48Vバッテリを中心としたシステムの定義...
    • Mar 21, 2017

    双方向コンバータによる制御手法の選択

    最近、 マイルド・ハイブリッド電気自動車 では、48Vと12Vのデュアル・バッテリ電源システムが一般的になってきました。自動車のダイナミックな動作条件では、これら2本のバッテリ・レール間で最大10kWの電力交換が必要になることもあります。走行中の自動車のあらゆる種類の動作シナリオに対応し、電力フローを双方向にリアルタイムで制御しなければならないため、動作はやや複雑になり、デジタル制御手法による知的な機能が必要です。このため、48V-12V双方向電力コンバータの開発を開始した主要な自動車メーカやTie...
    • Mar 15, 2017

    HUDの未来を推進するAR機能

    クルマ向けのHUD(ヘッド・アップ・ディスプレイ)の技術は、今後数年で普及する大きな可能性を秘めています。調査会社HIS Automotiveの予測では、HUDを装備したクルマの世界販売台数は2012年の120万台から、2020年までには910万台に増加する見通しです。この中には、既存のクルマで使用するアフターマーケットのHUDソリューションの台数は含まれていません。 開発者やOEMの方々は、次世代の統合型車載やアフターマーケット向けソリューションに、いつHUDを取り付けるべきかを考えることで...
    • Mar 13, 2017

    Bluetooth low energy で広がるIoTの世界

    ステファン・リモージュ(Stephen Limoges), Texas Instruments はじめに 過去10年間、組み込みデバイスはムーアの法則に従って急激な発展を遂げ、IoT(モノのインターネット)の展開を促進してきました。いずれハードウェアは共通化され、機能の差別化はソフトウェアで実現する日が来るでしょう。この変化によって、ソフトウェアを適応させるだけで別の用途に簡単に転用できる、柔軟なプラットフォームが可能になります。この記事で後述するように、民生用のリモコンと、進歩したインダスト...
    • Mar 9, 2017

    スマート・ゲート・ドライブ・アーキテクチャとは何か(Part 2):TDRIVEについて

    このシリーズの Part 1 では、ゲート・ドライブ電流をダイナミックに制御し、それによりMOSFETスルーレートを制御するIDRIVE機能を取り上げました。今回取り上げるテーマは、モーター・ドライブ・システムの堅牢性と効率を向上する内部ゲート・ドライブ・ステート・マシンのTDRIVEです。 TDRIVEはMOSFETハンドシェーク・スキーム、ゲート・フォルト検知、dV/dtターンオン防止の3つの主要コンポーネントで構成されています。最初のコンポーネントであるMOSFETハンドシェーク・スキームは、...
    • Mar 9, 2017

    スマート・ゲート・ドライブ・アーキテクチャとは何か(Part 1):IDRIVEについて

    制御、効率、保護・・・ 新しいICに関連してこうした用語を耳にしますが、これらは何を意味するのでしょうか?私はデバイスのすべてについては話すことはできませんが、テキサス・インスツルメンツがモーター・ゲート・ドライバとともに導入しようとしている新しい技術については語ることができます。ブラシ付きDC、ステッパ、ブラシレスDCモーター・アプリケーション向けのTIのモーター・ゲート・ドライバは、スマート・ゲート・ドライブと呼ばれる新しいアーキテクチャを採用しています。このブログ・シリーズでは、スマート・...
    • Mar 9, 2017

    新製品!SensorTagキットのファミリにWi-Fi®を追加!

    IoT(Internet of Things)クラウド・アプリケーションのデモンストレーションが、これまでにないほど簡単になりました。SimpleLink™ SensorTagファミリに新しく加わったSimpleLink Wi-Fi® CC3200 SensorTagキットを使用すれば、より高速かつ簡単にクラウドへ接続できます。 新発売の SimpleLink Wi-Fi SensorTagキット は、TIの低消費電力SimpleLink Wi-Fiデバイスである CC3200 を利...
    • Mar 2, 2017

    ADAS/自動運転向けにスマート・センサの動作状態を監視するIC

    増加している車載用カメラ、レーダ、およびその他の高速センサ・モジュールのネットワークの動作状態を監視することは、ますます複雑になってきています。プロセッサを内蔵しているスマート・センサが自らの動作状態を管理できますが、ローデータ・センサはこの作業を実行するためのマイコンを内蔵していない場合が多いです。このため、中央電子制御ユニット(ECU)のプロセッサがすべてのセンサを個々に監視しなければならなくなります。 しかし、ローデータ・センサをよりスマートにすることができます。スマート・ヘルス・モニタリ...
    • Feb 24, 2017

    3D検査でPCBの品質を改善する

    DLP®製品 に携わってきた20年のうちに、DLPテクノロジを活用した幅広いアプリケーションが現れてきました。プリント回路基板(PCB)の製造と検査における2Dから3Dへの自動光学検査 (AOI)の移行も例外ではありません。民生用エレクトロニクスが小型化し続けることは、新しい機会をもたらし、3D AOI戦略のように検査方法を改善し、それが製造コストの節約につながります。AOI装置設計者は、DLPソリューションを活用して、PCBハンダ・ペーストやハンダ接合、正確な部品の配置をうまく検査するの...
    • Feb 20, 2017

    IoT機器の電源設計について

    IoT(モノのインターネット) という言葉には、寿命を終えた電化製品を救う甘い響きがあります。一度消え去ったデバイスが今は見られ、一度は通信できなくなったものがまた通信できるようになります。電化製品はこれらの機能により、電話などの家電製品とシームレスに互いに繋がり動作するようになりますが、それは簡単なことではありません。多機能化は、より多くの電力を必要とするためで、すべての注目が新しい通信機能に注がれている中、IoT機器を完全に動作させるためには電源の設計を見直さなければなりません。 残念ながら...
    • Feb 14, 2017

    パワー・モジュールのデータシートを読み解く – パート2

    パート1 では、パワー・モジュールのデータシートの表紙の記載事項以外に、集積機能やソリューション・サイズに関した、総合的な情報を得ることが大切なことを説明しました。このパート2では、同様の問題として、パワー・モジュールの過渡応答特性と効率について説明します。 過渡応答特性は、パワー・モジュールのデータシートの表紙に記載された箇条書きのうち、最も読み取ることが困難なものの一つです。このせいで、「超高速の過渡応答」というメーカーの宣伝文句が全く無意味になる危険性もあります。敏感なデジタル負荷では、超...
    • Feb 14, 2017

    パワー・モジュールのデータシートを読み解く – パート1

    私たちが理解していると思っている規格や条件でも、本当の意味で理解されていないものがあります。時間をかけてまで、小さな文字で書かれた注釈を読みますか? 他の重要な資料と同様に、データシートにも注釈があります。良さそうなことだけを書いてあるデータシートの1ページ目の仕様に続いて、20ページもの注釈が付いていることもあります。これは特に、パワー・モジュールに当てはまります。それは多くの機能を集積することで、デバイスの重要な詳細事項が隠されてしまうことがあるためです。データシートの表紙だけを読んで評価を...
    • Feb 9, 2017

    USB充電器をType-AからType-Cへアップグレードする際の要件

    USB充電器はますます普及しており、汎用品になりつつあるようです。USBポートはコンピュータにしか付いていなかった頃から、壁などのコンセントやクルマのパネル、航空機の座席などで利用されるようになっています。 従来のUSB Type-A充電器は、一つの電圧しか扱えませんでした。これでは、簡単な高位設計にしか役に立ちません。図1に簡単な回路図を示します。RFBL とRFBUで構成された抵抗分割回路は、閉ループで安定化した出力電圧をVBUSに印加します。この回路構成では、左のフライバック・コ...
    • Feb 3, 2017

    デルタ・シグマ変調器を使用した絶縁高電圧測定

    モーター駆動やパワー・インバータなど、多くのアプリケーションでは電流と電圧の絶縁測定が必要になります。TIの絶縁型デルタ・シグマ変調器は、電流検出向けに最適化されていますが、電圧測定でも高い性能を提供します。 こうしたアプリケーションでは、抵抗分割器の選択時に忘れてはならない重要な点があります。 例えば、パワー・インバータへの入力電圧のモニタが必要な場合を想定してみます。インバータへの最大入力電圧が390VACでリニア入力範囲が±250mVのデルタ・シグマ変調器(TIの AMC130...
    • Feb 3, 2017

    16ビットD/Aコンバータを使って、18ビット D/Aコンバータの 伝達関数をコスト効率良く実現する手法

    近年、多数の高分解能の高精度D/Aコンバータ製品が、産業用テスト・計測機器に採用されるようになりました。設計者は総システム・コストを削減するため、しばしば、低分解能を余儀なくされることがあります。本稿では、まず1個の16ビットD/Aコンバータと2個のオペアンプを使って18ビットD/Aコンバータを構成する手法について解説します。その後、18ビット精度の出力が得られる2種類の回路トポロジを解析します。その一つは1チャネルの16ビットD/Aコンバータを、もう一つは4チャネルの16ビットD/Aコンバータ...
    • Feb 3, 2017

    SAR ADCの応答時間:インターフェイス・トポロジによる違い(Part 3)

    このシリーズの Part 2 では、サンプルSの変換結果を、変換完了後でかつ次の変換の開始前にホスト・コントローラに伝送するシリアル・インターフェイスについて解説しました。また、このタイプのインターフェイスでは、低速クロックを使用した場合、 アナログ/デジタル・コンバータ(ADC) のスループットと応答時間が遅くなることも指摘しました。 インターフェイス・タイプ3:ADCが次のサンプル変換を行う時にデータ・ビットを伝送 このタイプのADCでは、サンプルSの変換結果は、ADCがサンプルS+1の変換を行って...
    • Feb 3, 2017

    SAR ADCの応答時間:インターフェイス・トポロジによる違い(Part 2)

    前稿 では、各データ・ビットを分解し、伝送するシンプルなシリアル・インターフェイスについて解説しました。また、このタイプのインターフェイスの使用は通常、低分解能または低速のADCに限定されることも述べました。 最新の高分解能(12ビット超)の 逐次比較型(SAR)アナログ/デジタル・コンバータ(ADC) は、ほとんどの場合、冗長/エラー補正技術の採用により、特に高スループット・レートでのADCの性能を向上しています。こうしたADCでは、最終的な変換結果は、すべての変換処理の完了後にのみ得られます。 イ...
    • Feb 3, 2017

    SAR ADCの応答時間:インターフェイス・トポロジによる違い(Part 1)

    本稿では、インターフェイス・トポロジが逐次比較型(SAR)アナログ/デジタル・コンバータ(ADC)のスループットと応答時間に与える影響について検討します。 SAR ADC は一般的にアクイジションと変換の2つの動作フェーズで構成されており、次のように機能します。 Ÿアクイジション・フェーズでは、サンプル・ホールド・スイッチが閉じており、SAR ADCは外部アナログ入力をサンプリング・コンデンサに取り込みます。その後、ホスト・コントローラが変換開始(SOC)信号を発して、アクイジション・フェーズを...
    • Feb 3, 2017

    SAR ADCの評価にコヒーレント・サンプリングとFFTウィンドウを活用(Part 1)

    アナログ/デジタル・コンバータ(ADC)を評価する際に、多くの設計者がADCのダイナミック特性を解析するために高速フーリエ変換(FFT)法を使用しています。このダイナミック特性テスト手法は、ADCの入力側に純シングルトーン正弦波信号を加え、ADCデータの周波数領域解析を行い、スペクトルに含まれるノイズと歪み成分を数量化します。ADCの特性を調べる際にコヒーレント・サンプリングを用いると、FFTのスペクトル成分を正確に分解することができます。コヒーレント・サンプリング基準に対応できないアプリケーシ...
    • Feb 3, 2017

    デルタ・シグマ変調器とデジタル・フィルタ使用時のシステム・トレードオフ

    デルタ・シグマ変調器の性能について分析する際、メーカーは一般に変調器をローパス・デジタル・フィルタと組み合わせることを前提にしています。その際、選択されるフィルタのタイプは多くの場合、3次sincフィルタです。 図1に代表的なsinc 3フィルタの周波数応答を示します。 図1:20MHz、OSR=256のsinc 3フィルタの周波数応答 sincフィルタは、CIC(カスケード積分コム)フィルタと呼ばれるデジタル・フィルタ・ファミリに属します。CICフィルタはハードウェア構造の効率が非常に高く、他...
    • Feb 3, 2017

    デルタ・シグマADCの基礎:デルタ・シグマ・ブロックについて

    デルタ・シグマ(ΔΣ)アナログ/デジタル・コンバータ(ADC)に関するブログ・シリーズの 最初の2回 では、デルタ・シグマADCで使用される2つの基本ビルディング・ブロック、すなわち変調器とデジタル・フィルタについて解説しました。しかし、デルタ・シグマADCには、それ以外にも多くのICが使用されています。機能ブロックと並んで、その個々のブロックにはさまざまなタイプが使用されていることから、多数のデルタ・シグマADCがアプリケーションに応じてカスタマイズされています。 本稿では...
    • Feb 3, 2017

    デルタ・シグマADCの基礎:デジタル・フィルタの機能

    デルタ・シグマ・アナログ/デジタル・コンバータ(ADC) を使用することにより、設計中のシステムで最高の分解能を実現できるかもしれません。しかし、このアーキテクチャのメリットを最大化するには、測定分解能の向上を可能にするためにADCのデルタ・シグマ変調器とデジタル・フィルタをどのように組み合わせればよいかを理解する必要があります。私が執筆した 「デルタ・シグマADCの基礎」シリーズ は、測定分解能を向上するために変調器とデジタル・フィルタを組み合わせる方法について解説しています。 Planet Ana...
    • Feb 3, 2017

    デルタ・シグマADCの基礎:デルタ・シグマ変調器について

    デルタ・シグマ・アナログ/デジタル・コンバータ(ADC)はデルタ・シグマ変調器とデジタル・フィルタで構成されます。変調器はアナログ入力をデジタル・ビット・ストリームに変換し、一方、デジタル・フィルタはビット・ストリームを、アナログ入力の大きさを表すデータ・ワードに変換します。 まず、変調器の働きを見ていきます。図1に示す、1次デルタ・シグマ変調器トポロジの非常に基礎的な分析から開始します。 図1:デルタ・シグマ変調器内部のブロック図 変調器は入力のサンプリング間隔を決定する変調器クロックから動作...
    • Feb 3, 2017

    ドローン・メーカーの設計課題を解決

    CES 2017で60を超える出展者がドローン技術のデモを実施し、ドローンがこの世界最大のエレクトロニクス展示会の重要な技術であることが証明されました。 荷物の配達や航空写真から、セキュリティ/監視モニタリング、通信に至るまで、ドローンはさまざまな方法で利用されています。しかし、ドローン開発者にはバッテリ駆動時間と飛行時間という2つの大きな技術的課題が残っています。空飛ぶロボットの障害物回避を可能にするために、ドローン・メーカーが方向制御やセンシングなどの機能を追加する中で、重量が増えており、ド...