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Recent technical articles

Yurina O.
- Oct 28, 2020
10BASE-T1Lシングル・ペア・イーサネットにより少ないケーブルでネットワーク・エッジを近づける方法

店舗のPOSシステムから競技場のデジタル・サイネージまで、イーサネットは身の回りのあらゆるところに存在し、産業用オートメーション・プロセスの一部にも使われています。どこにでも活用されているイーサネットですが、広く常用されるようになるのはまだこれからの領域もあります。この記事では、特にその領域の1つである、遠隔での産業用、ビル・オートメーション、プロセス・オートメーションといったアプリケーションに使われる10Mbpsの長距離（1km超）2線式ネットワークを取り上げます。図1のフィールド・センサはその一例です。図 1 ： 10BASE-T1L イーサネット対応フィールド・センサこれらのアプリケーションにイーサネットがまだ「届いていない」理由はいくつかありますが、一番大きいのは、最近までこのケーブル長をサポートするイーサネット規格がなかったことです...
Yurina O.
- Oct 26, 2020
Bluetooth® Low Energyを活用したワイヤレスのソーシャル・ディスタンスおよび接触確認ソリューションの設計

Bluetooth ® Low Energyテクノロジは、コストと消費電力の低さから、さまざまなアプリケーションを支える土台となっています。例えばBluetoothビーコンは、機器や人の所在を特定できるリアルタイム位置情報システムの構築に利用されています。この種のアプリケーションでのBluetoothの役割は何でしょうか。アセット追跡に使用されるBluetoothタグは、物や人が近くにいるかどうかを効果的に監視するために、別のタグとの間でデータを送受信して自律的に通信を行います。人と人とが近くにいることを監視する目的は何でしょうか。最近の感染力の高い病気に関して言えば、人と人とが安全に交流するための対策が非常に重要です。スポーツジムやスーパーに行くといったプライベートな状況であろうと...
Yurina O.
- Oct 21, 2020
低ノイズ降圧コンバータによりノイズとリップルを最小限に抑える

ノイズを最小限に抑えることは、試験/計測や無線アプリケ��ション向けのクロック、データ・コンバータ、アンプなど、ノイズの影響を受けやすいシステムの電源を設計するエンジニアに共通の課題です。人によって「ノイズ」という用語の意味するものは異なると思いますが、この記事ではノイズのことを、回路の中の抵抗やトランジスタにより発生する低周波数の熱ノイズと定義します。ノイズは、スペクトル・ノイズ密度曲線（単位はμV/√Hz）により、また出力積分ノイズ（単位は2乗平均平方根（RMS）μV）として確認することができ、一般的に100Hz～100kHzの特定の範囲にわたります。電源のノイズはA/Dコンバータの性能を低下させ、クロック・ジッタの原因になるおそれがあります。従来のクロックや...
Yurina O.
- Oct 20, 2020
高速データ・コンバータを使用した設計を迅速に成功させるポイント

航空宇宙/防衛システム、試験/計測機器、車載LIDARアナログ・フロントエンド（AFE）など、最新の高速データ・コンバータを使用したハードウェアの設計では、高周波数の入力、出力、クロック・レート、デジタル・インターフェイスなどに関して困難な課題に直面します。主な問題としては、FPGA（フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ）との接続、最初の設計パスを確実に機能させること、構築前のシステムの最適なモデリング方法の決定、などがあります。この記事では、それらの各課題について詳しく見ていきます。迅速なシステム開発新しいハードウェア設計を開始する前に、エンジニアは多くの場合、最も重要なチップを自身のテスト・ベンチで評価します。標準的な評価基板を動作させるのに必要な機器を用意したら...
Yurina O.
- Oct 16, 2020
クルマの電動化による車載電圧ボード・ネットの発展

この記事では、次世代の車載アーキテクチャ向けの電圧ボード・ネットについて考察します。自動運転機能が普及し、快適で便利な各種機能やインフォテインメントなどの人気も高まる中、車の内部で必要となる電気エネルギーが急増しています。現在の車両では、センサやアクチュエータに加え、センサの情報を読み取りアクチュエータを制御する電子制御ユニット（ECU）が増え続けています。また、ハイブリッド車や電気自動車の需要の高まりから、電力効率が重要な設計目標になります。なぜなら、効率が向上すれば車の走行距離が伸びるからです。車載設計の電力効率を高めるために、より高電圧のボード・ネットが車に組み込まれるようになっています。高電圧ボード・ネットを使用すれば、（例えばハーネスの重量の減少により）車両が全体的に軽量化するだけでなく...
Yurina O.
- Oct 14, 2020
車載用カメラ・モジュール電源の選択

車載用カメラ・テクノロジの解像度、ダイナミック・レンジ、フレーム・レートの向上に伴って、特定の使用用途の要件に合った電源アーキテクチャの構築が必要になっています。この記事では、車載用カメラ・モジュールの電源に適用できる次の3つの考え方を見ていきます。完全ディスクリート完全一体化部分的一体化この記事では、データ処理機能を持たず、生のビデオ・データを別の電子制御ユニットに出力する小型カメラ・モジュールに焦点を当てます。このようなモジュールは、サラウンド・ビューやドライバー監視、スマート・ミラーなどのシステムによく使われており、ビデオ・データ出力と同じ同軸ケーブルによりレギュレーション前の電源電圧が供給されます。カメラ・モジュールに必要な電力の見積もり...
Yurina O.
- Oct 14, 2020
車載および産業における機能安全認証の合理化

機能安全設計は、正しく行うために厳密であること、文書化に加えて、時間も要します。このホワイトペーパーでは、工場のフロア用に設計する場合でも、高速道路の自動車用に設計する場合でも、機能安全設計する際にICを簡単に見つけて使用できるようにする方法について説明します。ホワイトペーパーを読む　「車載および産業における機能安全認証の合理化」（日本語PDF） ※すべての登録商標および商標はそれぞれの所有者に帰属します。 ※上記の記事はこちらの技術記事（2020年10月7日）より翻訳転載されました。 ※ご質問は E2E Support Forum にお願い致します。
Yurina O.
- Sep 29, 2020
デバイス・レベルの機能とパッケージ・オプションで車載設計のEMIを削減する方法

車載システムの進化が続く中、電力をさらに必要とするアプリケーションの数がますます増えています。高電力システムを設計するエンジニアは、低ドロップアウト（LDO）レギュレータから、効率が高く熱特性も良いDC/DC降圧コンバータに切り替えようとします。しかし、DC/DC降圧コンバータはLDOレギュレータに比べて電磁干渉（EMI）がかなり大きくなります。 EMIは、AM/FMラジオ受信機や運転アシスト・センサといった感度の高いコンポーネントに影響する場合があり、実際に多量のEMIは正常なシステムの動作を低下させたり、妨害したりもするので、CISPR（国際無線障害特別委員会）25クラス5のような公的規格では、内燃エンジンを有する車両および船舶に対してEMIの制限が定められています。基板レイアウトの制約の裏をかく...
Yurina O.
- Sep 24, 2020
流量計のバッテリ寿命を延ばす5つの事例

この技術記事では、昇降圧コンバータを塩化チオニル・リチウム（LiSOCl 2 ）バッテリと組み合わせたときに、バッテリ寿命を最大限に延ばしつつ、全体として必要な保守およびコストが減少する、5つの事例を見ていきます。水道メータとガス・メータは、電源として二酸化マンガン・リチウム（LiMnO 2 ）バッテリとLiSOCl 2 バッテリを使用します。LiMnO 2 バッテリに比べてLiSOCl 2 バッテリはエネルギー密度が高くワットあたりの費用対効果が良いため、スマート・メータによく使われます。しかし、LiSOCl 2 バッテリはインパルス応答が悪いため、過渡電流負荷の際に電圧が大きく低下する可能性があります。 LiSOCl 2 バッテリと一緒にハイブリッド層コンデンサ（HLC）や電気二重層コンデンサといったバッファ素子を使用することでパルス負荷能力を高めることは可能ですが...
Yurina O.
- Sep 23, 2020
60GHzレーダーによる産業および車載マーケットの発展を考察する

人が操作していた機械や乗り物が、ほんの数十年の間で自律的に動作する、もしくは人がほぼ介入する必要がないインテリジェントな機械へと置き換わりつつあります。こういった進歩にともない、産業および車載マーケットでは、ビルや街や自動車がその周囲を感知してよりスマートに判断を下せる革新的なセンシング・テクノロジが必要とされています。エンジニアは、高分解能の検知能力、さまざまな環境に対応できる柔軟性、プライバシーを侵害しないといった、アプリケーションでミリ波（mmWave）レーダーによるセンシングを使用した場合のメリットを深く理解しようとしています。ミリ波センサは、高齢者モニタリングや、自動車の車室内モニタリング、ロボティクスなど、今後もさまざまなアプリケーションに組込まれていくでしょう。周波数規制により...
Yurina O.
- Sep 16, 2020
世界を変えた半導体チップ

今から約60年前の1958年に、テキサス・インスツルメンツでエンジニアとして働いていたジャック・キルビーが集積回路（IC）を発明しました。この技術記事では、この発明がどのように車の安全性、水漏れ検出可能なスマートメータおよびポケットサイズの超音波を実現しているのかをご紹介します。「 IC が電子機器のコストを 100 万分の 1 にまで下げることになるとは思ってもいなかった」 – ジャック・キルビー (Please visit the site to view this video) ジャック・キルビーが最初のICを発明したとき、これがやがて私たちの現在の生活に欠かせない多くの電子機器の実現につながるとは知る由もなかったでしょう。なぜなら、それは...
Yurina O.
- Sep 15, 2020
PSpice for TIを使用して複雑なアナログ電源および信号チェーン回路をシミュレーションする方法

多くのハードウェア技術者は、厳しいプロジェクト日程の中で結果を出すことを求められます。回路設計者やシステム設計者はすべてのツールを駆使して、正確で堅牢な設計を初回で正常に動くように作り上げなければいけません。このような要望や昨今の在宅勤務の増加もあり、リモートで使用できる回路シミュレーションおよび検証ツールの需要がこれまで以上に高まっています。アナログ回路の設計とシミュレーション用のソフトウェア・ツールは、ほぼすべてのハードウェア技術者が日常的に利用しています。TIでは、Excelをベースにした単純な計算ツールから予想性能を視覚的に表現するものまで、ほぼすべてのTIデバイス・ファミリの設計を補助する多数の設計ツールを用意しています。 WEBENCH ® Power Designer...
Yurina O.
- Sep 14, 2020
TIのクラウドベースのツール群を使い簡単な3ステップで開発をスタート

新しい開発キットを受け取ったらすぐに設計を始めたくなることでしょう。使っているツール群が、正しいツールやリソースを自動で検索してくれないのであれば、面倒なインストール作業を手動でしなければなりません。 TIのクラウドベースの開発ツール群を使うことで、ローンチパッド開発キットを接続してすぐにソフトウェア例を実行できるほか、アプリケーションの開発とデバッグができるようになります。その手順は次の3ステップです。開発キットが到着したら、 TI DevTools page に接続します。キットをPCに接続します。接続すると、キットとクラウド上のツール群が通信するために必要な小容量のソフトウェア・エージェントをインストールするよう促されます。ツール群がキットを認識すると、開発の開始についてのステップ...
Yurina O.
- Aug 31, 2020
優れた測定システムにより、高ノイズ環境でのEV/HEVのバッテリの健全性を改善する方法

電気自動車およびハイブリッド電気自動車（EV/HEV）が主流として受け入れられるには信頼性が不可欠ですが、信頼性を高めるには、車内のバッテリ・セルの測定精度が向上しなければなりません。測定精度のレベルを上げるには、データを取得する際や取得したデータをメイン・プロセッサに伝送する際の妨げとなる、高レベルのノイズへの対策が必要です。バッテリ・セルの電圧、温度、電流を高い精度で測定するだけでは不十分であり、これらを同期させることが要求されます。図 1 ：バッテリ・セルのモニタリングを要する電気自動車内の電源の例 EV/HEVのノイズ源は異なる周波数で発生し、振幅もさまざまなので、セルの電圧、温度、バッテリ・パックの電流の測定に影響しないようにノイズをフィルタリングする最適な方法を判断するのは...
Yurina O.
- Aug 28, 2020
高速アンプを用いた設計によくある3つの疑問

高速アンプを使って設計する際には、共通の仕様に精通し、考え方をある程度理解しておくことが重要です。この技術記事では、ゲイン帯域幅積（GBW）が50MHz以上を高速オペアンプとしますが、それ以下の速度のデバイスにもここで紹介する考え方が当てはまる場合もあります。高速アンプを用いる場合に設計者がよく抱く疑問をいくつか紹介していきます。 Q ：一部の高速オペアンプの仕様に最小ゲインが規定されているのはなぜですか？ A ：不完全補償型オペアンプには閉ループの最小ゲイン安定仕様がありますが、ユニティ・ゲイン安定アンプと比べて不完全補償型オペアンプは、消費電流が同じ場合にGBWが広くノイズが低くなります。「不完全補償型」とは単純に、Aol（開ループ・ゲイン）の応答曲線上に0dBより上の2番目の極があることを意味します...

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