しっかり分かる「雑音対策」
EDN Japanに掲載された記事の中から雑音対策に役立つ記事をまとめました。
徹底研究！ノイズの発生原因を理解する：
スイッチング方式のDC-DCコンバータは、その仕組みから、ノイズの発生源となってしまう可能性がある。これを避けるために、設計者は適切な対処法を知っておかなければならない。本企画では、2回にわたり非絶縁型/スイッチング方式のDC-DCコンバータのノイズ対策について実践的に説明する。今回は『理論編』として、ノイズの種類やノイズの発生メカニズムを中心に解説を行う。
徹底研究！ 設計/実装における具体策：
本稿では、非絶縁型/スイッチング方式のDC-DCコンバータにおけるノイズ対策について、2回にわたって解説している。前回は『理論編』として、ノイズの種類やその発生メカニズムについて説明した。その内容を踏まえ、今回の『実践編』では、ノイズの発生を抑えるための基板レイアウト設計の基本、部品の選択方法、付加回路による対策手法について具体的に解説する。
4社の事例で知る：
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。
イミュニティを高める設計技法：
携帯電話は電波をやりとりする代表的なシステムである。これが電磁波ノイズの原因となることは容易に想像がつく。しかし、実際にはインバータ方式の蛍光灯といった機器ですら、ほかの電子機器を誤動作させる電磁波ノイズの発生源となり得る。本稿では、RFノイズによって電子機器にどのような症状が起きるのか、またノイズ耐性（イミュニティ）を高める手法はどのようなものになるのかを解説する。
デバイスレベルとシステムレベルで異なる：
電子機器の動作にさまざまな影響を与えるESD（静電気放電）への対策を講じるには、ESDの試験法について理解しておく必要がある。本稿では、デバイスレベルとシステムレベルに分けてESD試験の手法を説明する。また、産業用機器の開発で利用する機会の多いイミュニティ（耐性）試験も紹介する。
電磁界シミュレーションは、電子機器の開発では必要不可欠なEMC対策において、大きな役割を果たすようになっている。しかし、効率的に電磁界シミュレーションを行うには、開発している機器の状態やシミュレーションの条件を理解した上で、適切なツールを選択する必要がある。本稿では、まず、電磁界シミュレーションを行う際に必要となる基礎知識をまとめた上で、各社解析ツールの動向や注意すべき事柄などを紹介する。
シミュレーションツールの活用で実現する：
半導体技術の進展によってICの動作速度が向上し、これらのICを搭載する機器の性能が向上していることは周知の通りだ。その一方で、ICに電力を供給するプリント基板のパワーインテグリティの重要性も増している。本稿の前編では、プリント基板のパワーインテグリティが重要になっている背景と、パワーインテグリティを実現する上で必須となっているシミュレーションツールの役割について説明する。
シミュレーションツールの活用で実現する：
「電源品質の確保」を意味するパワーインテグリティ。最先端のICを搭載するプリント基板で、このパワーインテグリティを実現することは容易ではない。本稿の後編では、高集積化が進むデジタルICに関連する電源品質の問題について簡単に説明してから、有力ベンダーが提供するパワーインテグリティ用シミュレーションツールの最新動向を紹介する。
EMI対策への第一歩！：
計測装置に代表される高性能機器の開発時には、ノイズ対策に注意を払わなければならない。例えば、システムの構築に必須のDC-DCコンバータが、EMIノイズの発生源となることは周知の通りだ。本稿では、DC-DCコンバータの磁界測定の実例を示しながら、EMI対策を行うために必要となる基本的な知識をまとめる。
伝送線路の評価に欠かせない：
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。
目指せ“パーフェクトタイミング”：
通信チャネルのデータ伝送速度が向上し、クロック信号の速度が高まるにつれて、ジッタと位相ノイズを高い精度で測定することがますます重要になっている。一方、測定の難易度は増すばかりで、高いコストが掛ってしまう。そこで本稿では、PLL ICの分周機能を活用して、測定器の性能限界を高める手法を紹介する。
デジタルオシロスコープによってTDT/TDR測定を行った結果から、ケーブルやバックプレーンなどのSパラメータモデルを構築する手法を紹介する。このようにして作成したモデルを用いたシミュレーションの結果は、実機での測定結果とよく一致する。実際、筆者らは、新たなデバイスを設計する際に、この手法を日常的に活用している。
アナログ関連の面白コラム「Baker's Best」
「A Baker's Dozen: Real Analog Solutions for Digital Designers」の著者であるBonnie Baker氏が、アナログ回路の基本を分かりやすく解説
シグナルインテグリティ対策の名物コラム「Signal Integrity」
シグナルインテグリティ（伝送信号の品質）を確保するために知っておくべき基本的な物理現象を分かりやすく解説
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