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Fig.4 のような電源、グランドパターンにおいて、Fig.5 のようにICを取り除きICの電源端子にポートを設定し、そのポートからのインピーダンスをシミュレーションしてみる。電源供給端子(Fig.4 のポート部分)はグランドに接続している。Fig.5 は225MHz における電流分布を示している。Fig.6 で示すように、240MHz 付近で共振がみられ、この周波数ではすでに電源入力端子側(パターンの左端)に電流が集中していることが覗える。 【特徴】 ○Fig.6は10MHz~500MHz までのインピーダンス特性を示している ○スミスチャートからも明らかなように、 先端短絡の伝送線路の特性を示している ○240MHz付近でインピーダンスは最大となっているので、この周波数で λ/4 の共振(先端短絡のショートスタブ)となっていると考えられる 詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。
伝送線路と応答波形の関係について調べてみる。 信号源から負荷までには、少なくとも3つの要素が存在する。 ひとつは信号源インピーダンス、次に伝送線路の特性インピーダンス、3 つ目は負荷インピーダンスである。 【特徴】 ○信号源インピーダンスと伝送線路インピーダンスを等しくしている ○Rdの値がどの場合でもVoの波形は問題なく伝送され、 負荷のインピーダンスにはほとんど関係していない ○伝送線路の入力端(Vi)での波形は矩形波を示していないが、 負荷端ではないのでどのような波形でも問題はない ○64高調波までの帯域に渡って一定値を示している 詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。
S・NAP-Fieldにより多層基板を解析することで、マイクロ波回路ばかりではなくデジタル回路の結合度なども解析することが可能である。応答波形を得るには、S・NAP-Fieldにより得られたSパラメータをもとにS・NAP-Pro を用いて波形解析を行うと波形レベルでクロストーク、応答波形を観測することができる。S・NAP-Proで波形解析を行う手法としては2種類あり、線形応答波形解析機能もしくはハーモニック・バランス解析機能を用いる方法と、畳み込み積分法を用いて過渡応答を求める手法である。これらの手法はそれぞれに特徴があり目的に応じて使い分けるとよい。このペーパーはこれらの手法の概要及び留意点につきまとめたものである。 【手法】 ○回路中に存在する信号源を抽出する ○信号源をフーリエ変換し、 各スペクトルの値を記憶し周波数テーブルを作成する ○2項で作成した周波数テーブルに従い、 AC解析を実行し観測端でのスペクトルを得る ○スペクトルを基に、各観測点での波形を再生する 詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。
プリントパターンの設計段階において、シミュレータを用いることで、効率のよい設計が可能となり本質的な問題点の把握も容易になる。マイクロ波で用いられるシミュレータには大別すると2 種類ある。回路シミュレータと電磁界シミュレータである。 回路シミュレータは回路モデルが限定されるが、キルヒフォッフの法則に基づいて回路計算を行うだけであるので、非常に高速なシミュレーションが可能である。電磁界シミュレータは、マクスウエルの方程式を厳密に解き、複雑な電磁現象を正確にシミュレーションできるが、回路シミュレータに比較し、非常に解析時間を要する。しかしながら、これらのシミュレータを適宜使い分けることによって、効率的に問題点の把握、対策を行うことができる。 【特徴】 ○効率のよい設計が可能となり本質的な問題点の把握も容易になる ○マイクロ波で用いられるシミュレータには大別すると2種類ある →回路シミュレータと電磁界シミュレータ ○これらのシミュレータを適宜使い分けることによって、 効率的に問題点の把握、対策を行うことができる 詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。
自励発振回路の発振条件は、例えばFig.1の回路において、仮想切断面a-a’から左右をみたインピーダンスをZa,Zbとすると、(1)式で表され、またこの発振条件は、任意の切断面において満たされる。 しかしながら、トランジスタのパラメータは発振の成長に伴い整合に漸近するため、小信号S パラメータを用いてこの整合条件の成立を確認することは難しい。 そこで、自励振のハーモニック・バランス技法を用いて定常発振状態をシミュレーションし、(1)式の発振条件を確認する。 【特徴】 ○発振条件は、任意の切断面において満たされる ○自励振のハーモニック・バランス技法を用いて定常発振状態を シミュレーションし、(1)式の発振条件を確認する 詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。
伝送線路の特性などを実測する場合、測定データ中にネットワークアナライザの校正基準面と被測定物との接続部におけるコネクタや同軸線路といった不要な要素が混入する場合がある。ネットワークアナライザの校正基準面として被測定物端で校正を行うことができれば最適であるが、校正治具の都合上現実的には難しい場合が多い。測定時に不要な要素の除去が困難な場合、正確な被測定物のデータを得るためには、後処理にて不要な要素を除去する必要がある。この不要な要素は多くの場合コネクタや同軸線路といった場合が多く、これらのデータが既知であるとすれば、計測後S・NAP-Pro を用いてこれらの要素を除去することが可能である。 【特徴】 ○データが既知であるならば、 容易に不要な要素を測定データから差し引くことができる ○単位長さあたりの減衰量は長さが短い場合‘0’で差し支えない 詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。
回路に大信号を入力する場合、回路に非線形素子が存在すると回路のSパラメータは小信号の場合と異なってくるのは周知の事実である。Sパラメータ解析においてアクティブデバイスの取り扱いは、一般にガンメルプーンモデルなどからバイアスポイントにおけるハイブリッドパイなどの線形等価回路を作成し、周辺素子を含めて線形解析を行う。バイアスポイントにおける線形等価回路はそのバイアス点が如何に歪んだ位置にあろうとも入出力関係は線形であり、出力に歪みを持たせることはない。大信号が入力される場合やバイアス点が高次の曲線部分に存在するばあいの回路特性を調べるためには、大信号を入力した状態でその基本波成分に対する入出力の割合からSパラメータを算出するのが最良である。 S・NAP-Proには直接大信号Sパラメータを求める機能はないが、ハーモニック・バランスを用いてこれを実現することは可能である。 【特徴】 ○Sパラメータ解析と同様にポートを設けた回路を作成する ○回路中各ポートの端子にはラベルを振る 詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。
トランジスタ増幅器の雑音指数は、トランジスタの入力に接続されたソースインピーダンスの関数になります。一般に、このインピーダンスを示す反射係数はΓopt と呼ばれており、このインピーダンスに入力側のインピーダンス(ソースインピーダンス)を整合させることで、トランジスタ内部で発生する雑音量を最小にすることができます。 【特徴】 ○トランジスタ増幅器の雑音指数は、 トランジスタの入力に接続されたソースインピーダンスの関数になる ○一般に、このインピーダンスを示す反射係数はΓopt と呼ばれている ○インピーダンスに入力側のインピーダンスを整合させることで、 トランジスタ内部で発生する雑音量を最小にすることができる 詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。
トランジスタに信号を増幅させる場合、できるだけ大きな信号を得るためには、信号源の持ちうる電力をすべてトランジスタに注ぎ込み、トランジスタが増幅した電力をすべて負荷に注ぎ込む必要があります。 電力を無駄無く注ぎ込むためには、入力する側とされる側が、うまく繋がっている必要があります。この仲立ちをするものが整合回路です。受け側となるインピーダンスを負荷インピーダンスZr とし、送り側のインピーダンスを電源インピーダンスZs とすると、Zr とZs が互いに共役になるときに、負荷に供給される電力は最大になります。これを「最大電力供給の定理」といいます。 【特徴】 ○テブナンの定理およびノートンの定理を用いることで、 複雑な回路網も簡略化することができる ○負荷側もまた同様で、任意の回路網の入力インピーダンスは一つの インピーダンスまたはアドミッタンスとして等価変換することができる 詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。
線形素子とは、その名の通り、入力に対して出力が線の形、つまり直線で変化するものです。例えば、抵抗について考えれば、抵抗に流れる電流は、Ir=Vr/R=G・Vr になり、抵抗の両端の電圧に比例した1次関数になっています。このような入出力関係を持つ素子を線形素子と言います。 【ポイント】 ○キャパシタもIc=jωC・Vcになり、やはりVc の1次関数である ○非線形素子とは、出力特性が入力の1次関数でないものを言う 詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。
SPICE に代表される回路シミュレータはなぜ任意の回路が自由にシミュレーションできるのでしょうか。学校で最初に習う回路解析では、解くべき回路が与えられて、その回路図を見ながら解析手順を考えました。ここには、‘任意の回路を解く’という概念はありません。しかし言い換えれば、問題集の回路をみて連立方程式を組み立てたということは、‘回路をみて式をたてる’という過程をプログラミングに置き換えれば、任意の回路を解くということになります。節点解析法は、あるルールに基づくことで、任意の回路の回路方程式を自動的に作成できるアルゴリズムです。 【特徴】 ○節点解析法は、‘1点に流れ込む電流の総和は0’という キルヒフォッフの法則を基に各節点における節点方程式をたてるものである ○節点というのは、同一電位の部分を一つの点と考える 詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。
伝送線路を含め、高周波回路の色々な問題を数式を用いて解くことは、複素計算になりますのでかなり面倒になります。しかし、P. H. Smith の考案したスミスチャートを用いると、このような複雑な複素計算を、図表上で簡単に行うことができるようになります。計算尺では、積は対数をとると和に置き換えることができる性質を利用し、掛け算を中尺を動かすだけで簡単に行います。同じようにスミスチャートは、等角写像を利用し、高周波計算を簡単に行うことができる便利な道具の一つです。 【特徴】 ○負荷インピーダンスZrが線路インピーダンスZ0に等しくない場合、 入射波の一部は反射波となって電源側に戻ってくる ○反射波と入射波との間の干渉で、線路上には定在波が現れる ○反射波と入射波の比を電圧反射係数と呼び、 一般にΓ、またはΓvで表わされる 詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。
低周波回路において、集中定数部品である抵抗、コイル、コンデンサをつなぐ導線は、単なる接続する役目をするものであると考えられてきましたが、周波数が高くなるに従い、また、導線が長くなるに従い、このような取り扱いは許されなくなります。導線やパターンに電流が流れると、その周囲を磁力線がとりまき、交流的な変化を生じます。これがインダクタンスの効果であり、また、高周波電流は導線の表面にのみ流れるという表皮効果を含めて抵抗が考えられます。また、プリント基板の比誘電率εr に比例して静電容量は増加し、不十分な絶縁性のためにリーケージコンダクタンスが生まれます。このように、素子を接続する導線、またはパターンは、微少インダクタンスΔL と微少抵抗ΔR が連続し、グランド間には微少コンダクタンスΔG と微少キャパシタンスΔC が分布している構造とみなさなければいけません。 【特徴】 ○Zrという負荷にlの長さの線路がつながることで、 線路を含めたインピーダンスはZrではなくなる ○βlが非常に小さい場合は、Z=Zr になる 詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。
数種類のプレーン共振問題を検証した。 対向するプレーンサイズが異なる場合でも好結果が得られる。 【特徴】 ○2層基板の伝送特性について論文発表されているデータと比較する ○結果は実験値ともほぼ一致する 詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。
モータがスイッチング動作時の伝導ノイズを検討。 CPU内に制御パルス源を設定。 ドライバトランジスタ、FETを駆動しモータに電流が流れる。 電源端子には基本波成分で-50dBVのノイズが確認できる。 【特徴】 ○CPU内でスイッチングパルスを発生 ○FETをスイッチング(SPICEモデルによる非線形動作) 詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。
DCDCコンバータがスイッチング動作時の伝導ノイズを検討。 電源端子の0.1uFを追加すると高域ノイズが下がるが、6.7MHz付近では増加することが確認できる。 【特徴】 ○MOSFETスイッチを用いてスイッチング特性を模擬 ○SPICEモデルによる非線形動作 詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。
同相のノイズ信号を印加しコモンモードフィルタの特性を検討。 広帯域の周波数にわたってどのメーカのフィルタが最適かなどが容易に確認できる。 【特徴】 ○電源端子に2つの同相のノイズを印加 ○コモンモードフィルタの有無によるノイズ電圧の相違 ○フィルタあり・なし時の電流分布特性 詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。
上側に層を追加しアンテナ相当のものを作ることで外来高周波ノイズを模擬が可能。 基板改良後に対ノイズ性がUPしたかどうかは、基板を作成しなくても見当をつけることができる。 【特徴】 ○上部アンテナから900MHzを放射した場合の全端子電圧 ○改良後の基板は誘起電圧が下がっていることがわかる ○アートワークが完成した時点で良否の見当をつけることができる 詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。
6層データレコーダ基板の静電ノイズ解析を行った。 複数のグランド端子を持つBGAのグランド間電位差を観測。 基板内に実装したバイパスコンデンサの有り無しではノイズ電圧の差は少なく、パスコンの効果はあまり見られない。 この現象は各グランド端子を経由するコモンモード電流の差と考えることができる。 このような現象を解析するためには、部品実装状態で基板全体を解析する必要がある。 【特徴】 ○6層基板(100x50mm)静電ノイズ解析 ○絶対グランドとコネクタFG端子間にESDノイズ信号を印加 詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。
制御基板におけるモータブラシノイズの解析を行った。 ブラシノイズを想定したインパルス信号を加えた場合、CPUの通信信号端子に大きなノイズが重畳することが確認できる。 モータ端子に0.1μFのコンデンサを挿入することでCPU端子のノイズはかなり抑圧できることがわかった。 ノイズキラーコンデンサに電解コンデンサなどの低い周波数で自己共振を有するものを用いると、CPU端子のノイズレベルはコンデンサを入れない場合より悪化することが判明した。 【特徴】 ○通信信号は、X1→IC3→CPUの経路でCPU通信端子に入っている ○モータ端子にインパルスノイズを加えた場合の影響を調べる ○ノイズ解析では実装部品を含めた基板全体の解析が必要である 詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。
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レンタルS-NAPは、お客様が用意されたコンピュータ上でS-NAPを1ヶ月単位でご利用いただくもので、ソフトウェアの買取が不要になり、常に最新版がご利用いただけます。 また解析規模によってモデルを選択できますので経済的にご利用いただけます。 【ラインナップ】 ○マイクロ波・高周波回路設計ツール S-NAP Microwave Suite ○プリント板解析ツール S-NAP PCB Suite 詳しくはお問い合わせ下さい。
『S-NAP Microwave Suite』は回路シミュレーターと回路設計ソフト、 回路用電磁界シミュレータの3種類で構成されたマイクロ波EDAツール。 回路シミュレーターは直流からマイクロ波回路まで対応でき、 回路設計ソフトではマイクロ波だけでなく様々な回路を設計可能です。 また回路用電磁界シミュレータでは部品を実装した状態で解析が行えます。 【特長】 ●線型/非線形マイクロ波の回路解析・最適化が可能 ●マイクロ波回路の自動設計が可能 ●ブレーナ回路・平面アンテナ電磁界解析が可能 ※詳しくはカタログダウンロード、もしくはお問い合わせください。
『S-NAP PCB Suite Ver.2』は部品を実装した状態のプリント基板の ノイズ状況を解析できる電磁界シミュレーションソフト。 コンピュータ上で再現された部品実装状態の基板に触れるだけで、 ノイズの波形や信号を可視化。ノイズ状況を簡単に解析できます。 また「パターン解析」と「実装素子解析」で用いる解析エンジンを分けることで、 素子変更や負荷条件を変更した場合でも特性の違いを高速で解析可能です。 【特長】 ●Windows Vista/7/8に対応 ●5種類の解析モードと3種類のサポートツールを搭載 ●開発期間と製作費用を大幅に削減 【マイクロウェーブ展2014のご案内】 パシフィコ横浜にて開催されます「マイクロウェーブ展2014」の出展企業セミナーにおいて、 講演を行います。 是非、この機会にご来場頂きますようお願い致します。 12月10日(木)12:30~13:15 展示ホールD Room5 “プリント基板におけるノイズ解析について” ※詳しくはカタログダウンロード、もしくはお問い合わせください。
プリント基板解析用の電磁界シミュレータ『S-NAP PCB Suite(Ver.2)』は、電磁界解析と回路解析を融合。10層以上の実装状態の大規模プリント板を高速に解析します。部品端子に触れるだけでリアルタイムに波形やスペクトルを観測でき、信号に重畳するノイズ量の確認が簡単! さらに「電圧」「電流密度分布」「ノイズの分布箇所」も容易に把握。基板全体を解析し、複雑なノイズの結合状態が分かり、ノイズ対策にかかる時間が大幅に短縮できます! また、(株)システムデザイン研究所との技術連携で、操作技術から対策提案までの充実したサポートをご提供。他にも、マイクロ波用の回路・電磁界シミュレータ「S-NAP Microwave Suite」をご用意。マイクロ波回路やアンテナ、超高速ロジック回路の設計解析が可能です。
S-NAP Microwave Suiteは、線形/非線形回路シミュレータ(S-NAP/Pro)と自動設計ソフトウエア(S-NAP/Design)及びモーメント法電磁界シミュレータ(S-NAP/Field)の3つのソフトウエアより構成されているマイクロ波用のEDAツールです。 S-NAP/Fieldは、標準でハーモニック・バランス解析エンジンが搭載され、レクティナアンテナなどの非線形解析が電磁界シミュレータ上でいながらにして可能です。 マイクロ波回路やパターンアンテナ、超高速ロジック回路のパターン設計、解析が可能です。 ※詳細はカタログをダウンロード下さい
S-NAP PCB Suite(Ver.2)は、実装状態のプリント板の電磁界シミュレーションを行うソフトウエアで、実装状態の大規模プリント板全体の電磁界解析(M-FDM法)を行います。さらに、大規模回路ソルバを実装しており、素子変更や負荷条件を変更した場合などの特性の違いを容易に解析可能です。テストベンチでは以下のような機能を実装しています。 ・オシロスコープモード ・テスターモード ・スイープジェネレータモード ・Sパラメータモード ・電圧、電流密度分布解析モード (株)ワイ・ディ・シーとの技術連携でプリント板CADインターフェイスをサポートし、(株)システムデザイン研究所との技術連携で、操作技術から活用方法まで、S-NAP PCB Suiteユーザーを強力にバックアップします。 ※詳細はカタログをダウンロード下さい
S-NAP(R)PCB Suiteは部品実装状態のプリント基板全体をシミュレーションするソフ トウェアです。基板全体を解析することで、複雑なノイズの結合状態を知ることがで き、インパルスノイズの影響や電源変動による影響などを解析可能です。す。また、 ソルバを2段階に分割することで、ユーザーに電磁界解析負荷のストレスを与えない 操作性になっています。 【解析対象】完成したアートワーク【解析内容】SI,PI,EMIなどの電気的特性。 基 板全体の電圧分布の可視化
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