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ボード線図を描くためのデータは、ネットワークアナライザによって取得できるが、ほとんどのネットワークアナライザは入力インピーダンスが50Ω、75Ωに限定されており、それ以外の出力インピーダンスを持つ回路の信号を計測するにはバッファアンプが必要となる。そこで本稿では、バッファアンプを用意することなく50Ω、75Ω系以外の出力インピーダンスを持つ回路のボード線図を取得する方法を紹介する。
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キーサイト・テクノロジーは2017年7月12〜13日にかけて、プライベートイベント「Keysight World 2017 東京」を開催中だ。米国本社Keysight Technologies(以下、Keysight)プレジデント兼CEOのRon Nersesian氏は、記者説明会で「従来のハードウェア中心の成長戦略から、ソフトウェア中心の製品群を拡大する成長戦略へと舵を切る」と語った。
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キーサイト・テクノロジーは5G(第5世代移動通信)開発に向けたネットワークアナライザーと、PXI Express(PXIe)モジュール型マイクロ波信号発生器を発表した。キーサイトは、素材や部品、モジュール、コネクターといった分野のメーカーからの5G製品についての問い合わせが増えていると話す。
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連載2回目となる今回は、「USB 3.1/Type-Cコネクタ/ケーブルの評価」について解説する。特に、データレート10Gビット/秒(Gbps)を実現するインターコネクトの課題と、ネットワークアナライザを用いた検証方法について述べる。
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高速伝送や電力供給(PD:Power Delivery)機能をサポートするUSB 3.1およびType-Cが登場し、注目を集めている。USB 3.1およびType-Cコネクタを搭載した機器を開発するに当たって、システム設計者が知っておくべき試験/評価方法について解説する。
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さて、今回はEtherCATのメモリについてお話します。EtherCATのPDO通信、SDO通信は、ご主人様(マスタ)とメイド(スレーブ)は、このメモリを介した“テレパシー通信”によって、完璧なコミュニケーションを実現しています。それを説明した後に、いよいよ、本連載の山場の1つとして、SOEM(Simple Open EtherCAT Master)のデバッグ&トレース環境の作り方を紹介します。
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今回は、EtherCATの仕組みを信号レベルでご説明します。「ご主人様(EtherCATマスタ)」と「メイド(EtherCATスレーブ)たち」が、何をどのようにやり取りをしているのかを見てみると、「メイドたち」が某有名マンガのスナイパーも腰を抜かすほどの“射撃技術”を持っていることが分かります。後半では、SOEM(Simple Open EtherCAT Master)を使ったEtherCATマスタの作り方と、簡単なEtherCATの動作チェックの方法を紹介しましょう。
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何十台ものロボットが高速、かつ正確に動き、次々とモノを製造していく――。このような、いわゆるファクトリオートメーション(FA)を支えるネットワーク方式の1つに、EtherCATがあります。EtherCATは、高速・高精度にマシンを制御する産業向けのネットワークですが、私は、無謀(?)にも、これを使って自宅のホームセキュリティシステムを構築してみようと思い付いたのです。本連載では、その“手法”の全てを公開します。
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テレダイン・レクロイ・ジャパンは、USB3.1送信機/受信機コンプライアンス試験パッケージ「QPHY-USB3.1-Tx-Rx」を発表した。同社製デジタルオシロスコープやレシーバトレランステスタと組み合わせることで、USB3.1の物理層試験を短時間で行うことができる。
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キーサイト・テクノロジーは、ベクトルネットワークアナライザ「ENAシリーズ」として「E5080A」を発表した。従来製品に比べてダイナミックレンジを広げるなど基本性能を向上させることで、テスト時間を従来の1/10に短縮することが可能となる。また、操作性を高めることができる新たなGUIも採用した。
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アジレント・テクノロジーの電子計測事業から誕生したキーサイト・テクノロジー(Keysight Technologies/以下、キーサイト)は、ボックス型測定器で培ったRFテストに関する技術力やノウハウをベースに、モジュール型計測器の分野においても、5Gシステムの要素技術開発に向けた検証/測定器を提供している。
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キーサイト・テクノロジーは、「マイクロウェーブ展2014」で、世界最高レベルの性能を持つ測定器群を展示するとともに、第5世代移動通信(5G)システムの要素技術開発に向けた測定機器の提案を行った。
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キーサイト・テクノロジーは、モジュール計測器向けモジュラー製品を発表した。PXIe規格に準拠したベクトルネットワークアナライザ(VNA)と、掃引型スペクトラムシグナルアナライザである。測定コマンドはボックス型と互換性を有し、作業性もほぼ同一の操作環境を実現している。第5世代移動通信システム(5G)向けに機能拡張したAXIe規格準拠の12ビット高速デジタイザも発表した。
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ローデ・シュワルツは、最新の携帯電話通信方式である「LTE-Advanced」に対応する携帯端末機器、基地局用通信装置、および電子部品の開発や評価に必要となる測定機器/システムをWTP2014でデモ展示した。
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アジレント・テクノロジーは、プリント基板(PCB)のインピーダンス測定に向けた「Agilent E5063A PCBアナライザ」を発表した。新製品はフル校正(ECal)の誤差補正を行うことで、従来製品に比べて測定確度と測定再現性を高めた。静電気保護回路も内蔵しており、高い静電気耐性を実現している。5%以下の高い確度が要求される携帯端末向けプリント基板などのインピーダンス測定に向ける。
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「R&S ZN-Z84」は、ベクトルネットワークアナライザのポート数を最大24ポートまで拡張可能なスイッチマトリックスである。この装置をベクトルネットワークアナライザに2台接続すれば、最大48ポートまで拡張することが可能となる。
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アジレント・テクノロジーは、マイクロ波/ミリ波/サブミリ波に対応するシステムやデバイスの開発に向けて、最高レベルの性能を備えた測定器群を展示した。より高い周波数と広いバンド幅の要求が高まる無線通信領域に対して、同社は周波数が最大1.1THzに対応できるネットワークアナライザやスペクトラムアナライザ、標準信号源などを提供している。
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ローデ・シュワルツ・ジャパンの「R&S VTxシリーズ」は、HDMI2.0に対応したプロトコル試験が行えるビデオテスタである。最新の4Kテレビの設計/開発とロゴ認証試験用測定器として利用することができる。新製品は4K 60Hzでカラーフォーマットが4:2:0に対応したもので、今後は4:2:2や4:4:4といったカラーフォーマットに対応した製品もシリーズ化していく予定だ。
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「R&S ZNB20/40」はマイクロ波帯のベクトルネットワークアナライザである。ダイナミックレンジは135dBと広く、測定スピードは最高5ms(401ポイント測定)と速い。測定の基本性能を向上させたことに加えて、小型軽量化や操作性の向上も図っている。
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電子設計の世界では、マルチレーン高速バスの採用が一般化し、設計の複雑化と高速化が進行中だ。それによって、シグナルインテグリティに関わる新たな問題が生じている。そこで米国のEDN誌は、シグナルインテグリティの専門家を取材し、彼らの見解を仮想的なパネルディスカッションとして誌上に再構成した。なお、シグナルインテグリティには数多くの要因があるが、本稿ではクロストークとEMIに焦点を絞っている。
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“コミュニケーション術”といっても、構える必要はありません。ほんの少しコツを知っていれば十分です。例えば皆さんは、部下に「頑張ってね」と言いますか? それとも、「頑張ってるね」と言うでしょうか。たった1文字違うだけで、相手に伝わるメッセージは大きく異なります。
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スペアナとベクトルネットアナなどからなる「FieldFoxシリーズ」の新機種群は、最大26.5GHzのマイクロ波帯に対応した上、ダイナミックレンジやノイズ、パワー確度などの基本性能を大幅に改善した。衛星通信やレーダーなどのフィールド試験に加えて、研究開発の現場で手軽に利用できる補助的な測定器としての需要も見込む。
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アジレント・テクノロジーの「PS-X10-100」は、同社のネットワークアナライザ「E5061B」と組み合わせて使う解析ソフトウェアツールである。ワイヤレス給電用アンテナの入出力における交流電圧や電流、電力、電力効率を測定・解析することができる。
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1990年代には、設計品質の向上を掛け声に、電子機器設計の現場にシミュレーションの導入が盛んに進んだ。そして今、「シミュレーションとテストの融合」という新たな取り組みが始まっている。シミュレーションツールとテスト/計測機器それぞれのトップベンダが一堂に会し、その現状と将来像を語った。
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「測定器をうまく組み合わせて実測することが、トラブル解決の一番の近道」。こう主張するアジレントは、USB 3.0に対応したプロトコルアナライザなど、同社の最新の測定器を展示する。
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電子機器の内部で発生する電磁的なノイズの対策に使う。同様のノイズ抑制シートとしては、NECトーキンの「バスタレイド」がよく知られているが、展示品はノイズを抑制するメカニズムが異なり、薄く軽量な上に広い周波数範囲にわたって効果が得られる点が特長だという。
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今回は、設計した発振回路をどのように評価するのか解説しましょう。これまで、発振回路を評価するには、負性抵抗や発振余裕度という指標が大切であることを、詳しく述べました。今回は、さらに発展させて、水晶振動子と発振回路のマッチング評価に取り掛かります。
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東陽テクニカは、米Fluke Networks製の10M/100M/1G/10GbEおよび無線LAN対応のタブレット型ネットワークアナライザを発売した。
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スイッチング方式のAC-DC電源は、旧来型のリニア方式では得られない高い効率を実現するものとして急速に普及した。しかし、スイッチング方式は、従来は存在しなかった新たな課題ももたらした。結果として、AC-DC電源の設計は、従来よりもはるかに複雑なものとなった。では、その課題とはどのようなもので、それを解決するためには、どのような工夫を盛り込む必要があるのだろうか。
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3GHz機と4.5GHz機、8.5GHz機を用意した。測定性能と掃引速度、使い勝手を高め、消費電力を低く抑えつつも、価格については競合他社機と同じに設定したという。
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今回は、前回の内容を踏まえ、水晶振動子を使うとき知っておくべきことを幾つか紹介しましょう。
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ハイエンドのオシロスコープ市場では、“業界最高”の称号を得るべく、激しいスペック競争が繰り広げられている。しかし、多くのユーザーにとって現在いちばん注目すべきなのは、1GHz〜4GHzの帯域をサポートするミッドレンジ品であろう。実際、計測器メーカーは、このランクの製品についても注力しており、ユーザーには非常に幅広い選択肢が提供されるようになっている。
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かつては別々の機器に散らばっていた数々の機能が、現在では1つの機器に集約されるようになってきた。いまや携帯電話機もテレビも自動車も、多様な機能を複合的に備えている。そうした機器を高い品質で開発し、高いコスト効率で量産するには、複合的な機能が相互に及ぼす影響を包括的に評価できる計測システムが必要だ。所要の計測機能を過不足無く搭載し、さまざまな形態の信号を多チャンネルで同期をとりながら評価できるシステムを実現したい――。開発/製造現場のこうした声に応えるツールとして、モジュール型計測器の存在感が高まっている。
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昨今の組み込みシステムは、最先端の技術を取り込み、より高機能/高性能なものとして実現されるようになった。その開発過程では、さまざまな信号を効率良く計測/評価する必要がある。では、計測装置のメーカーや計測向けソフトウエアのメーカーは、現在、組み込みシステムの開発/試験向けに、どのような製品を展開しているのだろうか。そして、組み込み向けの計測技術は、今後どのように発展していくのだろうか。
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シグナルインテグリティの問題は、注意を怠ると後で災いとなって返ってくる。専用のソフトウエアツールを利用することにより、設計のなるべく早い段階で、その問題を回避するようにすることが肝要だ。本稿では、シグナルインテグリティへの対処の流れを簡単に説明した上で、各種ベンダーが提供するツールにはどのようなものがあるのかを紹介する。
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HDMI連載の最終回は、HDMI間のネット接続とオーディオ信号伝送を可能にするHDMI 1.4の新機能「HEAC」の測定を紹介
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複数のレイヤーから成るプリント基板において、不整合、損失、歪、EMIを生じさせることなく、数百MHz以上の周波数信号を扱うのは難しい。しかし、基板設計に関するいくつかの原則に従えば、信号品質を維持しつつ、十分な性能を実現することができる。本稿では、筆者らがギガサンプルレベルの高速A-Dコンバータ(ADC)のリファレンスボードに適用した基板設計手法を紹介する。
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テスト装置が進化を遂げる一方で、RFテストの現場では、装置が備える専用の測定/解析機能を使用せず、アルゴリズムやテストプログラム、テストの自動化手法を独自に開発/使用しているエンジニアも多い。本稿では4社のエンジニアに対して行った取材を基に、それぞれがどのような理由で、どのような取り組みを行っているのかを紹介する。
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本稿では、スイッチング電源回路のフィードバック制御ループの利得と位相の周波数特性を測定する手法を紹介する。測定にはネットワークアナライザは使わず、信号発生器とオシロスコープ、トランスを利用して、自らボード線図を描くことで特性を把握する。本稿の内容を、周波数特性評価の基本手法として活用していただければ幸いである。
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いつでも構成・再構成できるサーバとは異なり、帯域幅はネットワークを最初に構成する時点で最適化しておく必要がある。必要となる帯域幅は、どうやって求めればいいのだろうか。
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TDR測定は、ケーブルやコネクタ、プリント基板、LSIパッケージなどの検証やトラブルシューティングに用いられている。これを利用することによって、伝送される信号のシグナルインテグリティを保証することが可能になる。本稿では、まずTDR測定の歴史と基本原理を押さえた上で、それを利用するメリットや最新の測定環境について解説を加える。
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フルークは、ポータブル統合型ネットワークアナライザーの最新版「OptiView III V5.1」を発売した。ビジュアル的な測定結果分析が可能となった。
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ICの高速化/複雑化が進むに連れ、プローブテストでRF信号を扱う必要性が高まっている。本稿では、ウェーハ上でRF信号の測定を行う方法に焦点を当て、その基本となる事柄と測定時の注意点などを概観する。
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ストレージシステムの弱点はどこにあり、どのような形で攻撃を受ける可能性があるのか。
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マルチメディア機器の映像品質が向上するに連れ、オーディオ品質に対する要求もより高まってきた。もともと、大規模なシステムLSIにオーディオ機能を統合するのは音質その他の理由から困難だったが、従来の評価/テストでは検出できない新たな問題も顕在化してきている。開発者の前に立ちふさがる課題とは何なのか。
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計測精度や感度、ノイズフロアの低さ、自動校正機能などの点で、時間ドメインの計測器に、ネットワークアナライザを超えるものはない
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