-懸念があってもご心配なく!-一見、難しすぎる作業に思えても、いざ実行してみると思っていたよりずっと簡単だったことに驚いたことはありませんか?最近、このような話を車載オーディオ設計のエンジニアから聞きました。カー・ラジオ・ソリューションのアンプを従来のクラスABからクラスDに変更したのです。この記事では、主な2つの懸念点となる、プリント基板(PCB)のサイズへの影響と電磁干渉(EMI)について取り上げます。約400kHzでアンプのオン/オフのスイッチングを行う標準的なクラスDオーディオ・アンプでは、適切なオーディオ性能を得るために8.2μHまたは10μHのインダクタを使用する必要があります。スイッチング周波数は2.1MHzです。2020HEV/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。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。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。オーディオ・デバイスの開発を引き継いでいます。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。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。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。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。(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。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。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。ACモーター(PMAC)か誘導モーターが使われ���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。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。)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。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。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。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。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。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。自動車メーカーが差別化を図る方法の1つに、最新インフォテインメント・システムの搭載があります。いくつかの高級モデルにはディスプレイ・パネルが10から15もあり、複雑な処理や機能が備わっています。その対極としてエントリーモデルでは、運転手用にベーシックなCID(センター・インフォメーション・ディスプレイ)とデジタル計器クラスタを用意した、最小限のデジタル・インフォテインメント・システムがあります。エントリーモデルでも、複合デジタル・プロセッサにより、費用対効果が高く、設置スペースをコンパクトにマルチ・ディスプレイを制御できるフル機能インフォテインメント・システムを提供しようとする動きも強くなっています。III製品ファミリを使用した、シングル・プロセッサによるマルチ・ディスプレイの制御を3つ解説します。現在、オペアンプには多すぎるほどの選択肢があり、設計エンジニアにとっては選択が難しくなっています。それに加えて、最近の製品サイクルはスケジュールが厳しいので、時間を掛けずに決める必要もあります。その選択を誤ると、時間もお金も無駄になります。含め、48種類のオペアンプがあり、業界最小のシングルチャネルおよびクワッド・チャネル・パッケージなど、16種類のパッケージで供給されています。この技術記事では、プリント基板(PCB)の面積削減に役立ち、シグナル・チェーンのゲインを高める汎用性の高い帯域幅オプションを備えたこの新型オペアンプ・ファミリで、さまざまなプロジェクトのニーズにどう応えるかを説明します。2019ハイブリッド電気自動車向け48Vシステムの絶縁型CAN電力インターフェイスを簡素化する今日における自動車の設計は綱渡り的な作業です。現在の自動車では、ますます厳しくなる排出規格への対応と、増��続けるオンボード・システムや機器への電力供給のために、高電力と同様に高い効率性も求められます。効率と電力をうまく融合させるため、エンジニアは、ハイブリッド電気自動車(HEV)のような、従来のガソリン・エンジンと48V電力動作を結合したシステムをこれまで以上に頼りにするようになっています。)についての基礎的なトピックを扱いました。