Japan

Recent technical articles

Yurina O.
- Mar 26, 2020
車載テレマティクス・アプリケーションでの暗電流測定

現在の自動車は、20年前の携帯電話が持っていたよりも多くのインテリジェンスと接続性を備えています。これらの車は、サブスクリプション・ベースの通信サービスや組み込みのセルラー機能を介して、ほぼ常時、世界とつながった状態にあります。さらに将来は、車両間通信の導入も進むでしょう。外の世界との通信を制御する中心的な機器が、テレマティクス制御ユニット（TCU）です（図1）。図1：車両を世界とつなぐ標準的な接続オプション車両の走行中に行われる通信に加えて、車両の停止中にも、モジュール・ファームウェアのダウンロード、クラウド・サービスへの診断情報アップロード、ロケーション・サービスの通知など、各種の通信ニーズがあります。内燃エンジンで走行する車両の場合、車両停止時の通信は常にバッテリを消費します...
Yurina O.
- Mar 24, 2020
シングル・ボード・コンピュータの設計に高性能DC/DCを使用する方法

産業用アプリケーションでのシングル・ボード・コンピュータは、かつてはヒューマン・マシン・インターフェイス（HMI）を処理するためのロジック・コントローラとしてのみ利用され、各種の制御機能やネットワーク通信を提供していました。現在、シングル・ボード・コンピュータは、産業用ロボット、マシン・ビジョン、ファクトリ・オートメーションなどで使用される複雑なシステムの頭脳として機能しています。必要な処理を実現するために、最新世代のシングル・ボード・コンピュータは、16コアの中央処理装置（CPU）、256GBのDDR 4 メモリ、複数の10ギガビット Ethernet およびUSBポート、デジタルI/O、シリアルATAインターフェイスを搭載しています。次世代のシステムには、フィールド・プログラマブル...
Yurina O.
- Mar 24, 2020
車載Bluetooth Low Energyに関するコネクティビティのトレンド

世界中どこでもつながるという動きは、自動車業界でも間違いなく勢いを増しています。車のオーナーの多くは、車載ワイヤレス接続といえば、車内のインフォテインメント・システムと単純なやり取りをするものだと考えていますが、実はさまざまな新しい活用例が生まれています。たとえば、オーナーと車とのやり取りをパーソナライズしたり、キーオフ時に低電力で接続動作ができるパスを構築したり、スマートフォンをキーとして使用する Phone-as-a-Key（PaaK）アプリケーションでパッシブ・エントリを実現したり、といったことです。この数年、ヘッド・ユニット、タイヤ圧力監視システム（TPMS）、テレマティクス制御ユニット（TCU）、 PaaKによるカー・アクセス、およびその他のアクセサリなど、車に搭載されたいくつもの構成要素の接続に...
Yurina O.
- Mar 24, 2020
機械的な衝撃や振動がある環境でTIのBAW共振器テクノロジを試す

エンジンの機械的な振動や衝撃にさらされている車載部品の状態が分かったり、自動化された工場内の激しい機械的振動がある環境で動作するシステムの状態について情報を得ることができたりしたら、素晴らしいと思いませんか。このような情報があれば、予知保全を行って、疲労した部品が完全に壊れる前に取り換えることができ、車のトラブルや工場のダウンタイムをかなり減らせるでしょう。下記のビデオでは、水晶振動子不要のTIのワイヤレスBAWテクノロジに関する試験のデモを紹介しています。今回の技術記事は、その詳細を説明します...
Yurina O.
- Mar 23, 2020
DIN VDE V 0884-11:2017-01規格が絶縁設計に与える影響

2020年1月時点で、DIN（ドイツ規格協会）V VDE（Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik）V 0884-10:2006-12は、磁気および容量性のガルバニック絶縁製品における固有の絶縁特性と高電圧性能の評価に使われる認証規格として有効ではなくなりました。これで、2017年にDIN VDE V 0884-11:2017-01更新規格が発表され��ときにICメーカーに与えられた、3年間の移行期間が終了したことになります。ICメーカーは今や��新しい認証要件にアップグレードするか、対象��データシートからVDE認証を削除する必要に迫られています。この規格は、基本および強化型のデジタル・アイソレータ向けに作成された唯一のコンポーネント...
Yurina O.
- Mar 23, 2020
信号の分解：デルタ-シグマADCを使用するときの電源ノイズの影響の低減（第12部）

第11部では、電源ノイズについて取り上げ、ノイズが多い電源になる原因や、A/Dコンバータ（ADC）に与える影響などにつ��て述べました。また、ノイズ除去において電源の影響の度合いを測定する方法として、電源除去（PSR）を紹介し、電源ノイズが各種のADC電源に与える影響を分析しました。最終回となる第12部では、ADS127L01評価モジュール（EVM）を使用した設計例を用いて、引き続き電源ノイズについて考察します。この設計例を用いることで、システムのPSRを高めようとする際に、どの電源が最も重要かがわかりやすくなります。最後に、電源ノイズを低く保つベストプラクティスと、システムの総ノイ��特性を改善するデバッグのヒントについても説明します。 AVDD 、 DVDD 、 LVDD ...
Yurina O.
- Mar 11, 2020
ハイブリッド車/電気自動車向けワイヤレスBMSに関する3つの課題

リチウム電池は、今も低価格化と電力密度の増加が続いており、ハイブリッド電気自動車（HEV）や電気自動車（EV）をより遠くまで、長時間走らせることができます。この進歩をうけて、設計者の関心は、バッテリ管理システム（BMS）のサイズを縮小して軽量化することで、さらに効率化を図ることです。バッテリ管理システムの背景については、「 HEV/EVのバッテリ管理システムの簡単な説明」（英語）をご覧ください。従来からある有線BMSアーキテクチャは、ワイヤ・ハーネスを使ってデイジーチェーン構成でバッテリ・パックを接続します。そのため、製造が複雑で大掛かりになり、メンテナンスも頻繁に必要で、保守が困難です。この課題を解決するために、ワイヤレスBMSへの進化が注目されています。このアーキテクチャでは...
Yurina O.
- Mar 9, 2020
SoC電源設計：3つのステップで熱最適化された電源を設計する方法

この記事では、通信基地局や試験・計測機器、データ・センターといった、システム・オン・チップ（SoC）アプリケーションの電源設計について解説します。熱最適化された電源設計が簡単だったことなどありませんが、最近のSoCに必要な電力要件により、ますます難しい作業になっています。20年ほど前に初めて市場に出たFET（電界効果トランジスタ）内蔵型の降圧コンバータは、基板面積の制限が厳しくなる一方で、より大きな電力をポイント・オブ・ロードで供給する必要があるという、産業界が直面し始めた大きな課題の解決を目指していました。この課題への取り組みが最優先なのは現在も変わりませんが、昨今の電源設計者は、増加し続けるSoCの電力要件、周囲温度の上昇、コンバータのスイッチング周波数の上昇という、熱管理がこれまで以上に重要となる流れにも直面しています...
Yurina O.
- Mar 6, 2020
グレード0のデジタル・アイソレータにより高温絶縁設計の課題を解決する

自動車業界がハイブリッド電気自動車（HEV）に48Vシステムを引き続き採用する中で、車内ネットワークでの信号絶縁の必要性がさらに重要になっています。低電圧回路に対して効果的で信頼性の高い保護を適用しなければ、高電圧の特長や利点は大きく損なわれてしまいます。ただし、48V車両内での高電圧事象から信号を絶縁する必要性について理解することは、対策の半分にすぎません。完全な電気自動車（EV）とは異なり、HEVはバッテリ・システムに加えて従来の内燃エンジン（ICE）も搭載しています。ICEは高熱を発し、多くの場合は125°Cを超えます。そのような環境で確実に動作するために、車載システムおよびその構成部品は、AEC-Q100「故障メカニズムに基づくパッケージ集積回路のストレス試験認定」で定義される高い温度に耐えられる必要があります...
Yurina O.
- Mar 6, 2020
アプリケーションに適した絶縁ソリューションを見つける方法

絶縁がどういうものかについて、すでによく理解していると思いますが、それぞれの種類については不明な点があるかもしれません。この技術記事では、絶縁の主な4つの種類の定義を述べてから、設計においてTIの新しい完全統合型トランス・テクノロジがどのように役立つかを説明したいと思います。このテクノロジには、他の強化絶縁ソリューションと比較して利点がいくつかあります。簡単に言うと絶縁とは、システム内の分かれた部分同士の間で、不要な直流電流と交流電流を遮断しながら、必要な信号や電力を伝えることです。電源回路やモーター駆動回路のハイサイド・ゲート・ドライバへの電力供給、高電圧システム内の低電圧回路（例えば電気自動車システムのプロセッサ）の保護、電圧レベルが異なるシステム間での通信の分離、高電圧機器を扱うエンド...
Yurina O.
- Mar 5, 2020
信号の分解：電源ノイズがデルタ-シグマADCに与える影響の理解（第11部）

これまで「信号の分解」シリーズでは、A/Dコンバータ（ADC）の外付けあるいは内蔵のアナログ部品から生じるノイズに注目してきましたが、このシリーズの最後のトピックでは電源に起因するノイズを分析します。このノイズは、ADCの外側で発生します。ノイズの多い電源をクリーンにする低ドロップアウト（LDO）レギュレータや、入力電圧範囲を拡張するチャージ・ポンプといった、電源管理機能を内蔵するADCもありますが、これらの機能だけでなくADC自体にも、外部の電源からの給電が必要です。そして、ミクスト・シグナル...
Yurina O.
- Feb 20, 2020
水晶を使わない業界初のワイヤレス・SimpleLinkマイコンで、設計戦略をサポート

半導体業界のイノベーションは、多くの場合、既存製品に「足していく」ことですが、設計においては「引いていく」ことが重要視されます。TIでは、SimpleLink TM ワイヤレス・マイコン周辺の電子部品表（BOM）を詳しく調べて、機能を犠牲にせずに外付けの高周波水晶振動子を取り除けないかと考えました。こうして、革新的な BAW（バルク弾性波）共振器テクノロジが登場しました。設計スペースに限りのあるビル・セキュリティ・システムであれ、過酷な実環境で使われる電動工具であれ、BAW共振器テクノロジを活用することができます。 TIは、BAW共振器をマルチプロトコル2.4GHzマイコンに統合することで、水晶を使わない世界初のワイヤレス・マイコン・デバイス、『CC2652RB』を生み出しました...
Yurina O.
- Feb 18, 2020
信号の分解：クロックが高精度ADCに与える影響（第10部）

信号の分解の第9部でも述べたように、データ収集（DAQ）システムにはすべて基準点が必要です。第9部でのその基準点は、出力コードの生成のためにアナログ入力信号と比較される電圧レベルでした。しかし、DAQシステムには別の種類の基準点も必要であり、それは必ずしも電圧に関連したものではありません。 DAQシステム内では、すべてのコンポーネントが同期して動作できるようにする時間的基準としてクロックが使用されます。A/Dコンバータ（ADC）に関して言えば、クロックが正確で安定していることによっ...
Yurina O.
- Feb 4, 2020
オペアンプとは？

多くの教科書や参考書では、オペアンプは、増幅、加算、減算など、さまざまな機能や動作を行うICとして定義されています。この定義に同意はしますが、デバイスの入力ピン電圧の重要性にも着目する必要があります。入力電圧が等しい場合、オペアンプは通常、線形動作をしています。オペアンプが前述の機能を正確に実行しているのは、この線形動作の間です。しかしながら、入力電圧を等しくするためにオペアンプができるのは、出力電圧を変えることだけです。従って、オペアンプ回路の出力は通常、何らかの形で入力に接続されています。これは一般的には電圧帰還と呼ばれています。この記事では、汎用の電圧帰還オペアンプの基本動作を説明し、さらに詳しく学ぶための他のコンテン��を紹介します。オペアンプによる設計 ...
Yurina O.
- Feb 4, 2020
あなたが電源設計者かもしれない7つの特徴

意欲的な電子工学の学生が何を専攻しようかと迷っているとき、私はパワー・エレクトロニクスを検討するよう強く勧めています。どんな新しい電気製品や電子機器にも電源は必要なので、仕事に困ることはありません。デバイスの小型化や高効率化への要求に伴い、この分野は手ごたえのある仕事や革新の機会に満ちあふれています。デジタル設計者のように格好良くはないかもしれません。しかし、進む人が少ない分野を選べば、手ごたえのある革新的な仕事に恵まれ、最終的には、デジタルから離れた人々の緊密なコミュニティに身を置くことになるでしょう。電源設計者にも、さまざまなタイプの人がいます。それでも、電源のコミュニティ全体を織り成す各設計者の行動や考え方には、いくつかの共通した特徴が見られます。以下に挙げる条件に当てはまるなら...

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