• Aug 29, 2019

    高インピーダンス・プログラマブル・ロジック・コントローラ(PLC)システムに低リーク電流のマルチプレクサを選択する理由

    高インピーダンス入力を受け取るマルチチャネル・アナログ入力モジュールの設計には独自の問題があります。この課題に対して、アナログ入力モジュールの設計をシンプルにするTIの超低リーク電流アナログ・マルチプレクサ『MUX36S08』と『MUX36D04』を用いたソリューションを説明します。 プログラマブル・ロジック・コントローラ(PLC)のメーカーで働く若手技術者が、24ビットのマルチチャネル・アナログ入力モジュールを設計していました。このモジュールの入力では、高インピーダンスのセンサから信号を受け取...
    • Aug 21, 2019

    ロボット掃除機の進化を支えるモータ・ドライバ

    2002年に最初のロボット掃除機が発売されて以来、その性能はめざましく向上し、使用可能な場所や用途などの選択肢は著しく広がっています。主なロボット掃除機の多くは世代交代を重ね、すでに第6世代となっています。ここでは、ロボット掃除機の主な機能と現在のトレンドを紹介するとともに、ロボット掃除機の要件にモータ・ドライバがどのように対応しているかについて解説します。 ロボット掃除機を語る上で欠かせないデバイスがモータ・ドライバです。モータを駆動(ドライブ)して正しく掃除が行われるようにする部品ですが、...
    • Jul 2, 2019

    信号の分解:高精度デルタ-シグマADCの 有効ノイズ帯域幅(ENBW)の理解(第4部)

    アナログ/デジタル・コンバータ(ADC)のノイズ を把握するのは、経験豊富なアナログ設計者であっても難しいものです。デルタ-シグマADCには、ADCの分解能、リファレンス電圧、出力電圧によりさまざまに異なる量子化ノイズと熱ノイズが複合して存在します。システムのレベルではさらにシグナル・チェーン部品が加わりますが、その多くは異種のノイズ特性を持ち比較が難しくなるため、ノイズ解析はより複雑になります。 しかし、システムのノイズを予測しようとするなら、各部品のノイズがどれくらい影響するか、ある1つの部品のノイズが他の部品にどのように影響するか、支配的なノイズ源はどれか、などを理解しなければなりません。難しいことのように思えるでしょうが、シグナル・チェーンの有効ノイズ帯域幅(ENBW)を用いれば、この作業が簡単になります。 そのためにも、 デルタ-シグマADC のノイズに関する本シリーズの第4部では、次のようなENBWについての基本的なトピックを主に扱います...
    • Jun 21, 2019

    CAN/LINシステム・ベーシス・チップ (SBC) 初心者向けガイド

    システム・ベーシス・チップ(SBC)とは SBCは、 コントローラ・エリア・ネットワーク(CAN)トランシーバ、またはローカル相互接続ネットワーク(LIN)トランシーバ と内部/外部の「電源部品」が統合されたシンプルな集積回路です。電源部品としては、低ドロップアウト・リニア・レギュレータ(LDO)かDC/DCコンバータのいずれか、または両方が統合されます。 設計者が出力電力を増やす必要がある場合や、レイアウト上、トランシーバとディスクリートのLDO(またはDC/DCコンバータ)の両方を使用するディス...
    • Jun 17, 2019

    絶縁デジタル入力とデジタル・アイソレータの違い

    絶縁 デジタル入力(関連製品: 『ISO1211』 、 『ISO1212』 )は、その名前から デジタル・アイソレータ (関連製品: 『ISO7741』 )と同じような機能に思えるかもしれませんが、実際には注目すべき違いがあります。内部構造や用途など、2つの絶縁機能の違いを簡単に見分けられるようになりましょう。 内部構造 デジタル・アイソレータは、ガルバニック絶縁のデジタル信号パスを提供するという基本的な、または強化された機能を果たしています。TI製品の絶縁構造は、絶縁バリアによる容量性絶縁であり、TIの相補型金...
    • Jun 4, 2019

    信号の分解:デルタ-シグマADC内のノイズの概要( 第3部)

    本シリーズの 第1部 と 第2部 では、アナログ/デジタル・コンバータ(ADC)のノイズ特性を、その特徴や原因から測定方法や規定方法まで、詳しく説明しました。本シリーズの第3部では、第1部と第2部で得られた理論的な理解を現実の設計例に当てはめていきます。最終的に、「自分の設計に本当に必要なノイズ特性は何か?」という問いの答えに必要な知識を読者につけてもらい、次のアプリケーションでは自信を持ってADCを選択できるようになることが目標です。 システム仕様 まず初めの例では、アプリケーションのシステム仕様を定義し、この仕様を目標となるノイズ特性パラメータに変換し、この情報を使って候補となるADCを比較します。図1に示すような4線式抵抗性ブリッジを使用する重量計アプリケーションを一例として分析しましょう。 図 1 :標準的な 4 線式抵抗性ブリッジ システム仕様について、感度が2mV/Vで励起電圧が2...
    • May 23, 2019

    スマート・ホーム・オーディオの設計に関する4つの課題

    近年、スマート・ホーム・テクノロジーが急速に拡大し、スマート・スピーカを使用する世帯はますます増えています。家電メーカーも、今やハイファイ・オーディオ出力を求められています。このタイプのオーディオ・テクノロジーは、冷蔵庫が食品リストを読み上げたり、照明スイッチが部屋から出る前に消灯を促したりすることを可能にします。 高度なオーディオ機能の追加はときに困難を伴い、既に制約のある設計をいっそう複雑にします。この記事では、スマート・ホーム・オーディオの設計に関連した4つの問題と、そのプロセスを単純にする方法を説明します。 1. 定義しづらいプロジェクト要件 家電製品にオーディオ機能をつけるプロジェクトは、簡単そうに見えるかもしれませんが、オーディオ出力には数多くの設計上の選択と課題が伴います。一見、すべてがよく似ているように思える多数の選択肢の中から、適切なアンプを選択するのは容易ではありません。 アンプの選択を簡単にするため...
    • May 22, 2019

    I2Cアイソレータに関するよくある6つの質問

    I2Cアイソレータを設計に活用する際の課題や疑問を、オンラインの技術質問ページ、 TI E2E™コミュニティ に多くいただいた質問を基に、絶縁型I2Cデバイスの消費電流や絶縁電力の生成などに関して解説します。実際の設計で、信号と電力を絶縁する際にお役に立てれば幸いです。 1. I2Cの絶縁が必要なのはどのようなときですか? 絶縁は、システム内の2つの部品間で直流電流(DC)と不要な交流電流(AC)の流れを阻止する一方、信号と電力の転送は行います。一般に、絶縁は電子部品や人を危険な電圧や電...
    • May 14, 2019

    過酷な環境に耐えられるRS-485トランシーバ設計

    RS-485トランシーバは、落雷といった電圧サージ・イベントに通信が影響されうる屋外での運用にも耐えられるほど堅牢でなければなりません。設計のゴールが、設計の単純化や基板面積の削減などであっても、自然の中での利用に対応するできることが前提です。 それでは、設計したRS-485通信が高電圧イベントに耐えられるかどうかはどのように把握したらいいでしょうか。 国際電気標準会議により、エンジニアがシステムのサージ保護レベルを判断できるIEC 61000-4-5サージ規格が規定されています。IEC 61000-4-5規格は、リモート無線ユニットや空調ユニット、インターネット・プロトコル(IP)監視カメラといった、屋外での通信を利用するアプリケーションで非常に重要です。 自然界からのいかなる影響にも耐えられるシステムにするには、この規格を理解することが不可欠です。この記事では、屋外で発生するサージ要因からシステムを保護するさまざまな方法に焦点を当てつつ...
    • Apr 25, 2019

    絶縁型RS-485トランシーバ設計におけるオプトカプラの懸念点

    オプトカプラは、LEDとフォトトランジスタを使用することで、電流を通さずに信号通信を行い、ガルバニック絶縁を実現できる低コストのソリューションとして40年以上にわたり利用されてきました。しかし、デジタル・アイソレーション・テクノロジーの進歩を考えると、RS-485システムでガルバニック絶縁を実現するうえでオプトカプラは本当に費用対効果の高い方法でしょうか? 図1は、オプトカプラを使用してガルバニック絶縁を実現するRS-485トランシーバの標準的な回路図です。このソリューションでは、2個の高速オプトカプラ(信号の送信用と受信用に各1個)と1個の方向制御用低速オプトカプラ、全部で3個のオプトカプラが必要です。このソリューションでは、シュミット・バッファ、シュミット・トリガ、抵抗器、バイパス・コンデンサなど、かなり多くの外付け部品も必要になります。これら部品はすべて、コストと基板面積の両方で増加要因となる可能性があります。 図...
    • Apr 17, 2019

    デジタル・アイソレータに関するよくある7つの質問

    デジタル・アイソレータに関するよくある質問をまとめました。デジタル・アイソレータの消費電力の確認方法や絶縁電力の生成についてなど、オンラインの技術質問ページ、 TI E2E™コミュニティ にお寄せいただいた疑問について解説します。 1. 基本デジタル・アイソレータと強化デジタル・アイソレータとの違いは何ですか? 基本デジタル・アイソレータは、DIN(ドイツ規格協会)V VDE(Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationst...
    • Apr 5, 2019

    信号の分解:デルタ-シグマADC内のノイズの概要(第2部)

    本シリーズの第1部 では、電子システムのノイズ、標準的なシグナル・チェーンでのノイズの原因、アナログ-デジタル・コンバーター(以下、ADC)の固有ノイズ、高分解能ADCと低分解能ADCの違いについて解説しました。 第2部では、以下のようなトピックを取り上げて、基本的なADCノイズの説明をしたいと思います。 ADCノイズの測定 ADCのデータシートにおけるノイズ仕様 絶対ノイズパラメータ-と相対ノイズパラメータ-の比較 ADCノイズの測定 テキサス・インスツルメンツでのADCノイズの測定方法につ...
    • Mar 22, 2019

    高分解能デルタ-シグマADCのノイズに関する10の疑問

    高分解能信号チェーン設計における基本的な課題の1つは、対象の信号をアナログ/デジタル・コンバータ(ADC)で分解できるように、システムのノイズ・フロアを十分に低く抑えることです。例えば、低ノイズの24ビット・デルタ-シグマADCであるTIの 『ADS1261』 を選択した場合、2.5SPSと128V/Vのゲインで、最小6nVRMSで入力信号を分解できます。 しかしシステム上で配慮が必要なのはADCのノイズだけではありません。アンプ、電圧リファレンス、クロック、電源などの構成要素すべてがノイズの原因と...
    • Mar 4, 2019

    信号の分解:デルタ-シグマADC内のノイズの概要(第1部)

    シグナルチェーン設計における基本的な課題の1つが、アナログ/デジタル・コンバータ(ADC)で対象とする信号を決定できるように、システムのノイズ・フロアを十分に低く抑えることです。消費電力の最小化、基板面積の縮小、コスト削減のための対策を行っていても、ノイズ・レベルが入力信号を上回れば、実質的にはどのような設計も役に立たなくなります。つまり、シグナルチェーン・ノイズやそのアナログ/デジタル変換に対する影響、およびその影響を最小限に抑える方法についての理解は、すべてのアナログ設計者にとって基本的な知...
    • Feb 18, 2019

    CAN信号は絶縁したけれど、電源はどうしますか?

    前回ブログ記事(「絶縁型CANシステムにおけるエミッションの低減とイミュニティの向上」) で紹介したように、絶縁型コントローラ・エリア・ネットワーク(CAN)規格の採用は産業と車載の両方の用途で増加しています。これらの最終製品においては、より高い電圧が使用されるため、低電圧のマイクロコントローラを保護しながらノイズも軽減する場合には、絶縁型の通信が必須になります。しかし、絶縁型CANトランシーバを追加しただけでは不十分です。 絶縁型電源は、絶縁型CANデバイスの両側に電力を供給するために必要です。...
    • Feb 1, 2019

    「宇宙家族ジェットソン」があなたの近くの電気自動車にやって来る?

    1960年代初頭にテレビ放送されたアニメーション作品「宇宙家族ジェットソン」では、2062年の空を飛ぶ自動車に乗っている家族が描かれています。こういった自動車はまだ実現していませんが、まもなく電気自動車(EV)から同じような音が聞こえてくるかもしれません。 EVには主に3つのタイプがあります。 ハイブリッド電気自動車(HEV):電気モーターと標準的な内燃エンジンを組み合わせて使用 プラグイン・ハイブリッド電気自動車(PHV):HEVのバリエーション。標準的な内燃エンジンと電気モーターを搭載。車...
    • Jan 24, 2019

    TINA-TIによるオペアンプ回路設計入門 - 1.2.2 半導体素子 (MOSFET)

    このブログはアナログシグナルチェーンの基本素子とも言うべきオペアンプの基本理論と応用回路技術の習得を目的とします。本格的な電子回路シミュレーション・ツールである TINA- TI を自分の手で実際に動かすことで直感的な理解が得られるよう工夫しています。 (Please visit the site to view this file)← クリックしてダウンロードして下さい TINA- TI によるオペアンプ回路設計入門 ← クリックすると ブログ本体 にジャンプします。
    • Jan 24, 2019

    TINA-TIによるオペアンプ回路設計入門 - 1.2.1 半導体素子 (BIPOLAR)

    このブログはアナログシグナルチェーンの基本素子とも言うべきオペアンプの基本理論と応用回路技術の習得を目的とします。本格的な電子回路シミュレーション・ツールである TINA- TI を自分の手で実際に動かすことで直感的な理解が得られるよう工夫しています。 (Please visit the site to view this file)← クリックしてダウンロードして下さい TINA- TI によるオペアンプ回路設計入門 ← クリックすると ブログ本体 にジャンプします。
    • Jan 23, 2019

    TINA-TIによるオペアンプ回路設計入門 - 1.1 電気回路の基礎と受動素子

    このブログはアナログシグナルチェーンの基本素子とも言うべきオペアンプの基本理論と応用回路技術の習得を目的とします。本格的な電子回路シミュレーション・ツールである TINA- TI を自分の手で実際に動かすことで直感的な理解が得られるよう工夫しています。 (Please visit the site to view this file)← クリックしてダウンロードして下さい TINA- TI によるオペアンプ回路設計入門 ← クリックすると ブログ本体 にジャンプします。
    • Jan 23, 2019

    TINA-TIによるオペアンプ回路設計入門 - 1.3.2 ボイルのオペアンプ・マクロモデル

    このブログはアナログシグナルチェーンの基本素子とも言うべきオペアンプの基本理論と応用回路技術の習得を目的とします。本格的な電子回路シミュレーション・ツールである TINA- TI を自分の手で実際に動かすことで直感的な理解が得られるよう工夫しています。 (Please visit the site to view this file)← クリックしてダウンロードして下さい TINA- TI によるオペアンプ回路設計入門 ← クリックすると ブログ本体 にジャンプします。
    • Jan 23, 2019

    TINA-TIによるオペアンプ回路設計入門 - 1.3.1 オペアンプの基礎

    このブログはアナログシグナルチェーンの基本素子とも言うべきオペアンプの基本理論と応用回路技術の習得を目的とします。本格的な電子回路シミュレーション・ツールである TINA- TI を自分の手で実際に動かすことで直感的な理解が得られるよう工夫しています。 (Please visit the site to view this file)← クリックしてダウンロードして下さい TINA- TI によるオペアンプ回路設計入門 ← クリックすると ブログ本体 にジャンプします。
    • Jan 23, 2019

    TINA- TI によるオペアンプ回路設計入門 - 序章 ICオペアンプの誕生まで

    このブログはアナログシグナルチェーンの基本素子とも言うべきオペアンプの基本理論と応用回路技術の習得を目的とします。本格的な電子回路シミュレーション・ツールである TINA-TI を自分の手で実際に動かすことで直感的な理解が得られるよう工夫しています。 (Please visit the site to view this file)← クリックしてダウンロードして下さい TINA- TI によるオペアンプ回路設計入門 ← クリックすると ブログ本体 にジャンプします。
    • Jan 18, 2019

    絶縁型CANシステムにおけるエミッションの低減とイミュニティの向上

    現在では、異なる電圧で動作しているシステムが増えているため、絶縁型CANトランシーバは、エレベーターから電気自動車、船舶システムに至る幅広い分野で必要な要素になっています。 これらのトランシーバは、コントローラ・エリア・ネットワーク(CAN)規格におけるプライオリタイゼーション機能とアービトレーション機能を、絶縁によるメリット(グランドループの除去、電位差への耐性、同相過渡電圧耐性など)と統合することにより、システム内の2つの電圧ドメイン間で信頼性の高い通信を維持するのに役立ちます。 非絶縁型C...
    • Jan 16, 2019

    絶縁型RS-485トランシーバの設計に関するよくある質問

    オンラインの技術質問ページ、 TI E2E™ Community にいただいた質問から、 絶縁型RS-485トランシーバ の設計課題に関する、よくある質問リストを作成しました。このリストから、RS- 485において信号および電力を絶縁する際に有益な見解を得ていただければ幸いです。 1. RS-485 バスの絶縁が必要なのはどのような時ですか? 絶縁は、システム内の2つの部品間における直流電流(DC)と不要な交流電流(AC)の流れを阻止する一方、2つの部品間の信号と電力の転送は行います。一般的に、絶縁は電気部品や人を危険な電圧や電流サージから保護します。人の安全のための絶縁を強化絶縁と呼びます。絶縁により、長距離のノード間通信において一般的なグラウンドループは形成されません。また、絶縁により、RS-485規格の規定値よりも大きい接地電位差を有するノード間での通信が可能になります。 2. RS-485 バスには何個のノードを接続できますか...
    • Dec 11, 2018

    超音波テクノロジによってホーム・オートメーションの利便性と性能を向上させる方法

    照明、ファン、サーモスタット、テレビ、音楽機器、ガレージ・ドア、玄関のチャイムなどの制御の自動化についての関心が高まっていることで、商用ビルディング・オートメーション・テクノロジを住宅に導入する傾向がますます強まっています。例えば、Amazon Alexa、Google Home、Apple HomePodおよびHomeKit、Winkのほか、多数のセントラル・ハブ製品が、住居内の各種電気/電子デバイスを制御および監視しています。(図1) 図1:動作検出や存在検出を備えた一般的なホーム・オートメ...