アナログ - Japan - TI E2E Community

Naoko Suzuki1
- 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...
Naoko Suzuki1
- 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...
Naoko Suzuki1
- 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...
Naoko Suzuki1
- 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...
Naoko Suzuki1
- 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...
Naoko Suzuki1
- 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...
Naoko Suzuki1
- 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...
Naoko Suzuki1
- Apr 5, 2019
信号の分解：デルタ-シグマADC内��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...
Naoko Suzuki1
- 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...
Naoko Suzuki1
- 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...
Naoko Suzuki1
- 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。...
Naoko Suzuki1
- 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...
Uda, Tatsuhiro
- 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。
Uda, Tatsuhiro
- 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)

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Uda, Tatsuhiro
- 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

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Uda, Tatsuhiro
- 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

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Uda, Tatsuhiro
- 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

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Uda, Tatsuhiro
- 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。
Naoko Suzuki1
- 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...
Naoko Suzuki1
- 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...
Naoko Suzuki1
- 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...
Naoko Suzuki1
- Dec 7, 2018
洗練されたロボットのための超音波式検出の利用

現在、人間が行っている作業の多くをロボットが行うようになる日は、遠い先のことではありません。私たちはすでに、ロボット掃除機に部屋の掃除をさせたり、ロボット芝刈機に庭の草刈りをさせたりしています。工場では、歯ブラシから自動車まで、私たちが使用する多くの製品をロボットが製造しています。中国や日本ではロボットが料理を運び、ドローンによる肥料の散布や商品の配送も行われています。ですから、ロボットが家を建てたり、道路を敷いたり、クルマを運転したりする日も近いことでしょう。しかし、そのような未来を現実にするための重要な要件の1つは、ロボットが人間と同じような感覚を持つことです。ロボット機器の最大の課題の1つは、壁や家具、設備、人間、他のロボットなどに衝突することのない移動経路をどのように見つけるかです。障害物を避けて効果的に作業を行うために、ロボットは数センチから数メートル先の障害物を検出し、別の場所に移動する時間を確保する必要があります...
Naoko Suzuki1
- Dec 3, 2018
超音波センサはどこに使われているのか？

超音波センサは、乗用車の超音波パークアシストのようなアプリケーションに長年利用されてきました。これは、車両の駐車の際に低速における物体検出を支援するものです。現在は、その他にもキック・ツー・オープン・リフトゲートと侵入検知アラームという2つの新たな超音波センサ・アプリケーションが登場しています（図1を参照）。この記事では、これら3つのアプリケーションで超音波センサが使われる理由とその仕組みについて説明します。図1：乗用車に搭載されている超音波センサ超音波パークアシスト超音波パークアシストは...
Naoko Suzuki1
- Nov 28, 2018
任意波形ジェネレータの高電圧、高周波信号生成における歪みを低下させる方法

毎日のように新しい技術が出現するなかで、より高速な高電圧信号の生成の必要性はますます高まっています。また、必要な条件もエンド機器によって頻繁に変化しています。これらのエンド機器は、任意波形ジェネレータ（AWG）や高電圧クロック・ジェネレータの速度の向上から、パワー電界効果トランジスタや半導体試験機器の入力の駆動まで、あらゆるものである可能性があります。高電圧や高電流からの速度増加の要件によって、動作の温度制限を維持しながら高周波正弦波信号に歪みが発生しないようにするには、最終段の出力駆動アンプに非常に大きな圧力がかかります。低抵抗、または大容量の負荷駆動が必要な場合、出力アンプでは高電圧、高周波信号生成がさらに困難になります。高周波で高電圧スイングが必要なアンプは、最大リニア出力電流駆動が制限されることがあります。スルー・レート制限によって出力信号の歪みが増加し、アンプは高い周波数で必要な出力電流をソースまたはシンクできません...
Naoko Suzuki1
- Sep 10, 2018
業界最小のオペアンプで超小型マイクロフォン回路を設計

音声コマンドは、市場で製品を差別化する機能として多くのアプリケーションで人気です。マイクロフォンは、音声や発話を使用するあらゆるシステムの基本コンポーネントであり、サイズ、コスト、性能の点でエレクトレット・マイクロフォンが広く採用されています。このブログでは、非常に小型でコストを最適化したエレクトレット・コンデンサ・マイクロフォンのプリアンプ設計について説明します。この設計で使用する『 TLV 9061 』は、業界最小のオペアンプで、0.8mm × 0.8mmの超小型リードレス・パッケ...