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Recent blog posts

Seidai.H
- Jan 20, 2020
豊富なセンサを備えたスマート・ストアで買い物がよりスムーズに

スーパーに行ったら買おうと思っていた商品が品切れだったり、レジに行列ができていたりして、思ったよりも時間がかかってしまうことが多々あります。データは光の速さで移動しますが、食料品はそうはいきません。張り巡らされた高速インターネットにより情報通信はますます高速化していますが、商品の売買に伴って必要になる物理的な業務の効率化は立ち遅れたままです。しかし、それも変わろうとしています。ホワイト・ペーパー（英語）「最先端の小売と物流のオートメーションを実現」を読む TIのシステム・エンジニアのGustavo Martinezは次のように述べています。「規模の大小にかかわらず多くの企業が、センサ・テクノロジと機械学習を使用し、ショッピング体験の向上を目指しています。顧客は、レジ待ちの長い列に並ぶこと、買いたい商品が店にあるかどうか、あったとしても他よりも値段が高い、等ということにうんざりしています...
Seidai.H
- Jan 20, 2020
HEV/EVバッテリ管理システムの標準的なアンプ機能

ハイブリッド型電気自動車（HEV）と電気自動車（EV）は、低またはゼロ排出、メンテナンス対象部品の少なさ、高効率、運転時の高パフォーマンスなどから、大きな注目を集めています。新しいHEV/EVメーカーが登場する一方で、既存の自動車会社もHEV/EVへの投資を増やして市場シェアを高めようとしています。 HEV/EVのパワートレインで最も重要な部分は、配電網から電気エネルギーを取り出してバッテリに蓄え、バッテリからエネルギーを取り出してモータを回転させ、車を動かすというシステムです。このシステムは、主に、オンボード充電器（OBC）、バッテリ管理システム（BMS）、DC/DCコンバータ（DC/DC）、インバータ/モータ制御（IMC）という4つのサブシステムで構成されています（図1参照）。HEV/EVのBMSでは、多くの場合、アンプの柔軟性とコスト・メリットが見過ごされています。そのため、本稿では、BMSに焦点を当て、このシステムで設計者がどのようにアンプを使用しているのかについて説明します...
Seidai.H
- Jan 17, 2020
オペアンプをコンパレータとして使用する際のヒント

コンパレータは、例えば、過電圧状態では論理レベルのHigh（5V）、通常動作ではLow（0V）を出力するといったように、システムの2つの状態を比較するのによく使われます。専用のコンパレータもありますが、オペアンプをコンパレータとして機能するよう構成することも可能です。オペアンプの場合、専用のコンパレータと比べて低コストで、必要なプリント基板（PCB）面積が最小限で済むなど、いくつかの利点があります。ただし、オペアンプをコンパレータとして構成するには、オペアンプのいくつかの仕様や特性を事前に検...
Seidai.H
- Jan 15, 2020
未来のレーダー・プロセッシングに求められるもの

レーダー（電波探知測距）システムは、何十年にもわたり、天気予報から防犯用途まであらゆるところで多方面に利用されてきましたが、21世紀に入る頃から自動車関連にも採用され始めました。この技術記事では、車載機器での典型的なユースケースとそれに関連したトレンドを詳しく見ていきます。現在、路上には24GHzベースのレーダー・システムが何百万台も存在し、さらに、 TIのRFCMOS AWRx製品ラインなど、次世��の76～81GHzをベースにしたシステムも登場しています。大まかにレーダー・システムの構成は図...
Seidai.H
- Jan 10, 2020
オーディオ・イノベーションの先駆者であり続けるTIのBurr-Brownテクノロジー

1982年、Burr-Brownが発表した16ビット、モノリシックD/Aコンバータ（DAC）は、これまでの音楽の聴き方や届け方をすっかり変えてしまいました。音楽を持ち歩けるようになっただけでなく、わずかなコストで録音スタジオと同じように忠実な音を再現できるようになったのです。それ以来、Burr-Brownテクノロジーは、高品質オーディオの代名詞となっています。 2000年にBurr-Brownを買収してからは、TIがプロフェッショナル・レベルのオーディオ・アプリケーション、スマートホームや車載アプリケーション向けに、 Burr-Brown TM オーディオ・デバイスの開発を引き継いでいます。 Burr-Brown の歴史 Burr-Brownのルーツは、ハイファイ・オーディオの始まりまでさかのぼります。エンジニアのロバート・ページ・バー（Robert Page Burr）とトーマス・R・ブラウンJr.（Thomas R...
Seidai.H
- Dec 20, 2019
TIのミリ波センサを活用した、プライバシーを侵害しない非接触型転倒検知システム

米フォーブス誌によると、世界の60歳以上の人口は、2050年までに20億人に達すると予想され、その数は世界人口の5分の1以上を占めることになります。高齢者が増え続けることで、家庭でのより高度な見守りが必要となりますが、同時に個人の自律性も保たれるようにしなければなりません。米国疾病管理予��センターによると、毎年、高齢者の4分の1近くが転倒しており、高齢者が外傷関連で入院する一番の原因が図1のような転倒です。本記事では、転倒検知システムがセンサ主導型ソリューションによる高精度な点群データを使用することで、非接触でプライバシーを侵害しないセンシングを実現する方法について解説します。図 1 ：高齢者、障がい者、および緊急時用モニタリング・システムでの姿勢検出に TI のミリ波センサを活用可能 TI のミリ波センサで現在の転倒検知システムの課題を解決するには TIの『 IWR6843 』ミリ波センサは...
Yurina O.
- Dec 19, 2019
信号の分解：高分解能デルタ-シグマADC回路のリファレンス・ノイズの低減（第9部）

「信号の分解」シリーズの第8部では、A/Dコンバータ（ADC）のノイズとリファレンス・ノイズの関係を説明し、リファレンス・ノイズを求める計算式を導き、システムのリファレンス・ノイズのレベルに与えるゲインの影響を確認しました。今回、第9部では、システム全体でこの影響を低減するための方法をいくつか分析し、リファレンス・ノイズについての説明をまとめていきます。低分解能ADCと高分解能ADCに対するリファレンス・ノイズの影響の違いも考察します。リファレンス・ノイズの影響の低減第8部で述べたように、...
Yurina O.
- Dec 19, 2019
信号の分解：デルタ-シグマADCでの電圧リファレンス・ノイズの影響（第8部）

業務用オーブンの温度を管理する高精度温度測定ユニットのような高分解能センサ測定システムを設計することになったと想定してみてください。このようなシステムを作成するためには、温度計測用の熱電対をオーブンに取り付け、熱電対のリード線を測定システムに接続します。すると、A/Dコンバータ（ADC）からデジタル・コードが出力されます。では、このコードに対応する実際の温度をどうやって判断するのでしょうか。アナログ回��設計ではベースラインとして電圧リファレンスを使用し、このベースライ��を基準にアナロ...
Yurina O.
- Dec 19, 2019
信号の分解：デルタ-シグマADCでのアンプ・ノイズの影響（第7部）

「信号の分解」シリーズの第6部では、出力換算ノイズと入力換算ノイズを定義し、それぞれに対する計算式を導き、単一段および複数段のアンプ構成を詳しく掘り下げ、ゲインの増加が低分解能および高分解能の A/Dコンバータ（ADC）に与える影響について検討しました。高分解能ADCに高ゲインの外部アンプを組み合わせるときは、アンプのノイズ特性を慎重に検討する必要があることも第6部でわかりました。この説を実証するために、第7部では、アンプが異なると同じ高分解能ADCのノイズにどう影響するのか、設計例を用いて分析...
Yurina O.
- Dec 19, 2019
信号の分解：デルタ-シグマADCでのアンプ・ノイズの影響（第6部）

多くのデータ収集（DAQ）システムで、低レベル入力信号の正確な測定が設計上の課題になることがよくあります。例えば、ファクトリ・オートメーションのアプリケーションの多くは、プログラマブル・ロジック・コントローラ（PLC）を使用し、温度センサや負荷セルの値を基に決定を下します。同様に、石油掘削施設では産業用差圧流量計を使用し、ミリリットルの精度で、油田から取り出した石油の量を判断します。このような工程内の変化を測定するために、さまざまな種類の最終製品で、測温抵抗体（RTD）や、熱電対、抵抗性ブリッ...
Yurina O.
- Dec 19, 2019
ドライバーレス・カーに不可欠となる透明ウィンドウ・ディスプレイ

現在は、ドライバーは他のドライバーや歩行者に、ライトを使って合図したり手振りをしたりするなどのさまざまな方法で意図を伝えています。しかし、車からドライバーがいなくなったらどうなるのでしょうか。自動運転車が現実化しつつあるということは、車に関する大事な情報を他のドライバーや歩行者に伝えるために使っている合図を、車と人間がやり取りしやすいように拡張する必要があることを意味します。ドライバーレス・カーには情報や意図を伝えるためのより効果的な方法が必要となり、ディスプレ��・テクノロジーが車とその周...
Yurina O.
- Dec 19, 2019
DC/DCスイッチング・レギュレータに使用するMLCCを削減する方法

多層セラミック・コンデンサ（MLCC）は、電子回路、特に電源のデカップリングによく使われる部品ですが、2018年頃から大きなケース・サイズのMLCCが供給不足で調達が困難になっています。市場の様子からは、少なくとも2020年まではこの状況は変わらないと見られます。そのため設計担当者は昨今、DC/DCスイッチング・レギュレータに使用するMLCCの数を削減する方法を模索しています。 DC/DCスイッチング・レギュレータのMLCC部品数を減らす方法の1つは、外付けコンデンサを削減しても機能できるデバイ...
Seidai.H
- Dec 19, 2019
妥協することなくリゾルバの性能を高める方法

電気自動車の主要部分であるモーター制御には、通常、永久磁石型ACモーター（PMAC）か誘導モーターが使われます。どちらのタイプにも利点があると同時にトレードオフが存在します。 PMACモーターには、リゾルバかエンコーダを使用します。リゾルバは、メカニカルな動きを、回転角度の絶対位置に関する電子情報に変換します。リゾルバは、1次巻線と2つの2次巻線で構成されます。固定子側の2次巻線は互いに90°の角度になるように配置され、1次巻線は回転子側に配置されています。可変磁気抵抗などの別のタイプでは、3つの巻線がすべて固定子側に配置されます。 1次巻線に励起電流が印加されると、サイン/コサインの2次巻線から、同じ周波数信号が90°位相をずらして出力されます。2つの2次巻線の振幅を使うことで、固定子に対するシャフトの正確な位置を算出できます。図1は、『ALM2402F-Q1』を用いたリゾルバ・ベースの回路の例です...
Seidai.H
- Dec 17, 2019
エッジのイノベーションが推し進めるオートメーションの未来

Processor部門Vice PresidentのSameer Wassonがオートメーションの未来とエッジのインテリジェンスについて語ります。インテリジェント・マシンの未来は、エッジにおけるイノベーションにかかっています。それはつまり、より動的に意思決定を行うための、リアルタイムでのセンシングと処理を可能にする組み込みテクノロジのことです。これまでのオートメーションは事前にプログラム設定されて動きが構築されていましたが、今では周りで起こっていることを機械がリアルタイムに理解し...
Seidai.H
- Dec 16, 2019
サーボ・ドライブとACドライブの出力段の設計に役立つ3つのヒント

インダストリー4.0が起こした革命により、さまざまな機械からデータを取得して分析することが可能になりました。そのおかげで、高速で自由度と信頼性が高く、より効率的な工程により、高品質の製品を低コストで生産できるようになりました。ただし、システム・レベルでは、DC/DC降圧レギュレータを使った電源設計について、インダストリー4.0による課題も生まれています。このような課題として挙げられるのは、信頼性の向上、放熱を最小限に抑えるための高負荷効率の向上、出力コンデンサを小型化するための過渡応答の高速化の...
Seidai.H
- Dec 13, 2019
低電力でノイズに強いシステム設計を可能にする新型ロジック・ファミリ

ノイズのせいでシステムが予想もしない動きをしたり、ひどければシステム障害も起こしたりしますが、原因を突き止めるのは非常に困難です。従来の高速CMOS（相補型金属酸化膜半導体）ロジックでは、ノイズにより信号に発振が生じることがあり、そのため電流消費量が増加したり、ときには信号エラーにつながったりします。これらのエラーは最終的にシステムの誤動作につながるため、より慎重な設計、場合によっては設計変更も求められます。この記事では、シュミット・トリガの利点およびシュミット・トリガを内蔵した新しい HCSロ...
Seidai.H
- Dec 11, 2019
基板面積の縮小に役立つ小型データ・コンバータ

システムの小型化がますます加速するなか、プリント基板（PCB）のわずかな面積も無駄にできなくなっています。それと同時に、データの需要の高まりから、モニタリングが必要なセンサの数も増えています。この記事では、TIの小型データ・コンバータを使って、PCBのフットプリントを大幅に削減し、チャネル密度を高め、他の部品や機能をより高度に統合することで、小型ながら高い価値を提供する方法を説明します。メリットその1：PCBフットプリントの削減設計やパッケージの技術の進歩に伴い、電子部品...
Seidai.H
- Dec 10, 2019
容量性ベースの絶縁を使用してACモーター・ドライブの寿命と温度の問題を解決

私たちは毎日、モーターで動くさまざまなシステムを目にしています。 ACモーター・ドライブは、最も一般的に使用されるモーター駆動方式です。これは商業ビルの空調設備やファクトリー・オートメーション機器など、各種の産業用アプリケーションで使用されています。このような産業用アプリケーションは高い電圧（通常400V以上）および電力レベル（通常キロワットまたはメガワット単位）で動作するため、作業者や高価な電子機器を安全に保護するための配慮が不可欠です。絶縁は、安全なACモーター・ドライブ・システム...
Seidai.H
- Dec 10, 2019
48Vハイブリッド車/電気自動車システムで信号絶縁が重要な理由

ガソリンエンジン車とハイブリッド電気自動車（HEV）あるいは電気自動車（EV）が大きく違うところは、1つにはバッテリや電圧レベルが複数あるということです。内燃エンジンは12Vか24Vのバッテリ1つで動作し、通常は鉛蓄電池を使用します。しかし、HEVとEVは、高電圧の充電型バッテリを使用し、その電圧はHEVで48V、EVならそれよりずっと高い400Vから800Vにも及びます。電圧レベルが複数ある場合、低電圧回路を高電圧から保護するために絶縁が必要になります。400V以上のバッテリに絶縁が必要な...
Seidai.H
- Dec 10, 2019
TI DLPテクノロジ搭載の構造化ライト・システムによりビン・ピッキングの精度を向上

産業環境では、さまざまな形状、大きさ、材質、光学特性（反射、吸収など）を持った部品を毎日扱わなければなりません。これらの部品は、処理のためにピッキングして特定の向きに置く必要があります。このような、部品がランダムに置かれる環境（コンテナなど）からのピック・アンド・プレース動作を自動化することを、一般的にビン・ピッキングと呼びます。このタスクでは、ロボットのエンド・エフェクタ（ロボット・アームの末端に取り付ける装置）が、つかみたい物体の正確な 3D 位置、大きさ、向きを知ることが課題となります。箱の壁や箱内部の他の物体を避けて移動するには、ロボットのマシン・ビジョン・システムで、 2D のカメラ情報に加えて、深度データを取得する必要があります。ビン・ピッキングでの物体 3D イメージ・キャプチャの問題は、構造化ライト手法で対応可能です。構造化ライト・テクノロジをベースにした 3D スキャナ / カメラは、スキャンする物体上に一連のパターンを投影し...
Seidai.H
- Dec 10, 2019
バッテリ保護は思ったより難しくない

『bq77905』 3S-5S、スタッカブル、高度な低消費電力バッテリ・プロテクタEVM 保護は、どんなタイプであっても単純なソリューションにしましょう。保護は一度設計して組み立てれば二度と心配しなくて済むようにしましょう。少なくともそうあるべきです。しかし、多様な優れたバッテリ保護に関しては、設計者はこれから発生する可能性のあるコストに悩むかもしれません。通常、バッテリ保護回路は目に触れないバッテリ・パックの内部にあります。一般的には、かっこよく、しゃれた新しいアプリケーションの機能...
Seidai.H
- Dec 10, 2019
全温度範囲で電力段を最大限に活用する - パート1

モーター制御の電力段を設計する場合、効率に関して特別な考慮をすれば、システム全体のコストを低減できます。これには、FET、スイッチ・ノード、制御アルゴリズムの最適化が含まれます。設計時に、過温度条件からシステムを保護する必要があります。過温度とは、システムがある温度レベルになると、プリント基板上の部品がその仕様範囲を超えることを意味します。この結果、部品にダメージを与え、ドライブ・システムの故障原因になります。温度センサは、電力段の部品を監視/保護して、ドライブ・システムを安全動作領域（SO...
Seidai.H
- Dec 6, 2019
エッジでの機械学習の推論を最大化するSitaraプロセッサの活用

工場で機械学習やニューラル・ネットワークを利用すると、マシン・ビジョン、無人搬送車（AGV）、ロボティクスのようなアプリケーションがよりスマートになり、作業効率が向上します。製造現場の反復作業を自動化するために何十年も前から組み込みのマイコンやプロセッサが使われてきましたが、組み込みシステムへの機械学習アルゴリズムの導入は依然として発展途上であり、研究プロトタイプの域を超えていません。工場での機械学習アプリケーションを1つ取り上げて見てみましょう。現在のAGVは、カメラやレーダーといったセン...
Seidai.H
- Dec 4, 2019
車載インフォテインメントやクラスタのシステムを熱から保護する方法

次世代車に搭載されるインフォテインメント・システムやクラスタ・システムは、ますます複雑さを増しています。しかし、最近の車は、電化された部分が増えたことで、消費するエネルギーも増大し、発生する熱も大きくなっています。それでなくても車のダッシュボードは、太陽光の熱や車内の熱による高温にさらされています。インフォテインメント・システムやクラスタ・システムによる発熱量が増加していることで、自動車メーカーは新たな熱管理の課題に対処する必要に迫られています。顧客を惹きつけるために機能豊富で快適な運転体験を提供しながら、これらのシステムの重要な機能を安全かつ高い信頼性で確実に動作させることを、限られた予算内ですべて実現する必要があります。図1に示すさまざまなインフォテインメントやクラスタのアプリケーションには、それぞれに熱に関する問題があります。この記事では、それらの問題に対するTIの温度センサやサーミスタ、温度スイッチを活用した解決策を説明します...
Seidai.H
- Nov 27, 2019
C2000マイコン・ファミリの最新デバイスを使用した、イーサネットによるVienna整流器の制御とモニタリング

自動車メーカーは電気自動車（EV）に多額の投資を始めていますが、最近発表されたレポートによると、EV市場は2019年の300万台から2030年までに2,700万台へと拡大すると予想されています。これは、21.1%の年平均成長率に当たります。このようなEV市場の成長に伴い、EV用の公共充電オプションの需要も急激に増大するでしょう。 EV充電ステーションは、電気自動車給電機器（EVSE）に関して3つのレベルに分類することができます。図1に、この3種類のEVSEの相違点を示します。図1：...