LTspiceを用いて、全抵抗が非理想で自動車温度範囲（-40°C〜+125°C）で温度変化する条件下でのカレントポンプ回路精度を解析 先週、2つのオペアンプと5つの抵抗で構成される定電流源回路について2本の記事を公開しました： 精密カレントポンプの回路図。Analog Devices提供画像   第2回では、LTspiceで不完全な抵抗マッチングが出力に与える影響を評価しました。誤差はシミュレーション負荷電流とアプリケーションノートの解析式による予測値の差として定義しました。 $$I_{OUT}=\frac{V_{IN}\left(\frac{R4}{R2}\right)}{R1

電気自動車バッテリーシステムが満たすべき重要な安全試験と規格を概説 電気自動車（EV）の急速な普及が、メーカーにより安価なモデル投入を迫っています。あらゆるEVバッテリーとBMS設計の核心は安全性です。業界の安全性は厳格な規制、認証、そして何より包括的な試験によって達成されます。 以下のセクションで、バッテリー規格がカバーする主要試験領域と、実用展開における重要性を検証します。 EVバッテリーは商用利用の安全性を証明するため徹底的な試験を受ける必要がある。UL（Underwriter Laboratories）提供画像。 EVバッテリー試験が重要な理由 EVは従来燃料より単位質量あたり多くの

リチウムイオン電池システムにおける熱暴走とは？BMSはどう故障を軽減し安全性を高めるか？技術解説 リチウムイオン電池は管理された環境下では一般的に安全です。しかし、安全保証はBMSとセル製造プロセスの質に依存します。実践ではBMSは不完全なので、設計者はリチウムイオン化学の固有物理に対抗するレジリエントなBMSアーキテクチャを優先すべきです。 BMS基礎の概説に続き、本稿では特に熱暴走に焦点を当てた故障モードと実証済み緩和策を探ります。また、高密度バッテリー技術の進化する要求に応える新世代BMSコンポーネントも展望します。 バッテリー管理システムにおける熱暴走 熱暴走は火災危険に至るクリティカ

リチウムイオン電池の熱暴走メカニズムとBMSによる保護策 リチウムイオン電池は、適切に管理されたパラメータ内で運用すれば安全とされます。しかし、どのBMS（バッテリー管理システム）や製造プロセスも完璧ではありません。より堅牢なBMS設計により、リチウムイオン技術の固有物理に対抗し、重要用途の安全性を高められます。 本稿はBMS入門記事に続き、潜在的故障モードと緩和策を掘り下げます。また、次世代バッテリー技術を支える新たなBMSコンポーネントも紹介します。 バッテリー管理システムにおける熱暴走 熱暴走は電力システムでよく知られた故障モードで、火災危険と密接に関連します。BMS故障では、ハードウェ

EVにおける電力変換：ハーフブリッジに焦点を当てて 電気自動車は、高圧DC-DCコンバータ、トラクションインバータ、バッテリー充電器など、エネルギーをある形から別の形へ変換する電力変換ステージのネットワークに依存しています。各ステージの中心にはハーフブリッジトポロジーがあり、ハイサイドとローサイドのパワーデバイスが負荷を正負の高圧レール間で切り替えます。 ハーフブリッジ構成 ハーフブリッジでは、ゲートドライバが各スイッチのゲートを迅速かつ正確に駆動する必要があります。IGBTではゲート-エミッタ電圧（VGE）が閾値を超えてオン、SiC FETではゲート-ソース電圧（VGS）が同役割。本稿はIG

ミリ波とは何か、低周波帯域とどう異なるか ミリ波（mmWave）は、波長1-10 mm、周波数30-300 GHzの電磁波スペクトル領域です。国際電気通信連合（ITU）はこの帯域を極超高周波（EHF）に指定しています。基本物理は単純：波長が短くなれば周波数は比例して高くなります（f = c/λ）。 図1はmmWave帯域がスペクトル全体のどこに位置するか、そして5Gモバイル無線、自動車レーダー、空港セキュリティスキャナなど主要応用を示しています。 図1. ミリ波スペクトル概観。Analog Devices提供画像 基礎を押さえたところで、mmWave信号の伝播特性を見ていきましょう。 ミリ波

MacroFabのリード電気エンジニア兼共同創業者であるParker Dillmanが、PCB設計をスムーズな製造・実装に向けて準備するための必須戦略を共有します。 ハードウェア開発者はしばしばタイトな期限に直面し、欠陥のあるプロトタイプPCBはプロジェクトを数週間停滞させる可能性があります。基板を最初から正しく、速く、クリーンに、かつコンプライアンスに準拠して実装することは、タイムラインを守る上で極めて重要です。 以下は、一般的な落とし穴を回避し、生産を加速するためのベストプラクティスの簡潔なチェックリストです。 フットプリントとパッケージの二重チェック フットプリントがコンポーネントパッケ

3GPPリリース16は、新しい信号特性の活用と多様な非セルラー技術の統合により、より安価で信頼性の高い高精度位置情報サービスを実現し、ハイブリッドポジショニングへの扉を開きます。 スマートフォンでGPS座標をタップすると、統計的推定値が表示されます。その値は確率を表し、多くの場合50%の確率で、報告された位置から特定の半径（例：1メートル）内にデバイスが存在します。この数値をどれだけ信頼できるかは、基盤データがどう生成・検証されたかによります。 全球測位衛星システム（GNSS） GNSSは長らく精密測位のゴールドスタンダードでしたが、安全性が重要な高精度アプリケーションへの需要の高まりにより、

DSPタスクで優れた性能を発揮するMCUの選定方法 デジタル信号処理（DSP）は、オーディオアンプから産業制御システムまで、無数の電子製品で中核的な機能となっています。幸い、多くの最新マイクロコントローラ（MCU）は、専用DSPチップやFPGAを使わずにDSPアルゴリズムを実装するために必要な計算能力、柔軟性、コスト効率を備えています。 本記事では、システムコントローラとDSPエンジンの両方として機能するMCUを選択する際に評価すべき主要な属性を検証します。焦点は、ビット幅、クロック速度、演算サポート、MIPS（1秒あたり百万命令）などの総合的なパフォーマンス指標といった、実践的でエンジニアリ

マイクロコントローラのDSP能力に特に重要な機能と特性についての議論を続けます。 本記事では、堅牢なデジタル信号処理（DSP）アプリケーションに不可欠なマイクロコントローラの属性について詳しく解説します。 マイクロコントローラは、ウェアラブル機器、医療機器、オーディオ機器、その他のシステムにDSPを組み込むための便利でコスト効率の高い手段を提供します。しかし、MCUは主に制御タスク向けに設計されています。そのDSPポテンシャルを最大限に引き出すには、周辺機能の慎重な選定が不可欠です。 前回の記事では、ワードサイズ、クロック速度、命令サイクル、浮動小数点サポートなどのCPU特性を取り上げました。

Time-of-Flightセンサーはどのように距離を決定するのか？ 例として3Dカメラを用いてToFカメラについて学びます。 Time-of-Flightセンサーはどのように距離を決定するのか？ 例として3Dカメラを用いてToFカメラについて学びます。 あなたの携帯電話や自動車のスペースを争う3大3Dイメージング技術があります。それらはステレオ撮像、構造化光投影、Time-of-Flight（ToF）カメラです。これらのデバイスが生成するデータは、歩行者検出、顔認証、手の動き検出、SLAM（同時定位とマッピング）アルゴリズムへの入力を提供できます。 この分野の2大プレイヤーはamsとInfi

電源システム設計者は、設計から製造までのサイクルをスケジュール通りに進めながら、コンパクトで信頼性が高く効率的なソリューションを提供するという課題に直面しています。 今日の急速なエレクトロニクス環境では、モバイル通信、産業オートメーション、輸送、組み込みコンピューティングにおいて高電力密度モジュールが求められています。密封パッケージと堅牢な熱性能により、設計者は最も過酷な産業環境でも長期信頼性に自信を持てます。 消費者は今、サイズが最小限で、性能が高く、コスト効率の良い製品を期待しています。安価な基板実装電源ソリューションを選択することは第一歩に過ぎず、そのモジュールはシームレスに統合され、

テラヘルツスペクトル、その主要特性、拡大するユースケースを発見 「THzギャップ」という用語を目にしてそれが何を意味するか疑問に思った方のために、この記事では専門家の裏付けに基づく明確な説明を提供します。 テラヘルツスペクトル テラヘルツ（THz）放射は、100 GHz（3 mm）と10 THz（30 µm）の間の電磁波帯域を占有し、ミリ波と赤外線領域にまたがります。この帯域はサブミリ波、遠赤外線、近ミリ波とも呼ばれます。 1 THzでは、THz波は以下を示します： 波長： 自由空間で300 µm 周期： 1 ps 光子エネルギー： 4.14 meV その温度相当値（hf/k_Bで与え

ブラウンアウトリセットは、電源電圧が安全レベルを下回った際に不安定な動作を防ぐことでマイクロコントローラの信頼性を高める重要機能です。この記事では、BORが電力品質問題からどのように保護するかを掘り下げ、天文センサーアレイでのサイレント障害をBOR有効化で解決した実例を紹介します。 ブラウンアウトリセットの理解 「ブラウンアウト」は、マイクロコントローラの電源電圧が信頼性のある動作に必要な閾値を一時的に下回る現象です。最新のMCUの多くには、この低下を検出してデバイスを自動的にリセットし、電源復帰時にクリーンなスタートを保証する保護回路が内蔵されています。この動作をブラウンアウトリセット（B

この記事では、完全なMIL-STD製品とCOTS製品の間のギャップを埋め、COTS製品の安全性に対する追加的な信頼を提供する安全試験標準である過酷環境試験（SET）を紹介します。 電気インターコネクトは、多様な保存環境と動作環境で動作する多くの産業で重要なコンポーネントです。エンドユーザーは、特定のアプリケーションでの信頼性の高い性能を保証するために厳格なテストを要求します。過酷環境試験（SET）は、設計者がCOTSインターコネクトをシステムに自信を持って統合するために必要な保証を与えるために作られました。 SETイニシアチブの起源 商用オフザシェルフ（COTS）製品は長年商業セクターで使用

シリコン光電増倍管：現代科学と産業向けの高利得・高感度光子検出器 シリコン光電増倍管（SiPM）は、単一光子を測定可能な電気パルスに変換するコンパクトな固体デバイスです。ガイガーモード雪崩フォトダイオード（APD）のアレイを活用し、SiPMは例外的な利得、ナノ秒オーダーのタイミング、磁場への耐性を提供し、医療画像から高エネルギー物理学まで幅広い用途に最適です。 SiPMが際立つ理由 低バイアス電圧（≤60V）で高利得（最大10⁶） 200〜1100 nm波長域での単一光子感度 高レート測定向けの高速回復時間（数十ナノ秒） 磁場と機械的衝撃への堅牢性 拡張性のある設計—UAV用小型マイクロキ

マイクロコントローラ タイマーシリーズ第3回：リアルタイムクロック（RTC）の内部 今回はマイクロコントローラベースのリアルタイムクロック（RTC）の核心に迫ります。前回はタイマーの基礎とパルス幅変調を扱いました。この記事では、RTCがいかに正確な1秒間隔を維持し、時刻と日付を管理し、ドリフトを補償し、改ざんから保護するかを説明します。 RTCの役割 RTCは、安定した1秒ティックを生成し、連続カウントを維持する専用ハードウェアです。シンプルなタイミング図は、ティックジェネレータ、秒カウンタを読み取るソフトウェアルーチン、3秒後に発火するアラームを示します。主要な要件は精度と連続動作です。

超広帯域（UWB）は、短距離シナリオで驚異的なデータレート、超低消費電力、センチメートル級の位置精度を提供するワイヤレス標準です。 超広帯域の概念は1世紀以上前からありますが、チップ設計と信号処理の最近のブレークスルーにより、UWBはコンシューマーデバイスでBluetoothやWi-Fiの有力な競合相手となりました。インテル、アップル、ファーウェイ、サムスン、シャオミ、NXP、ソニー、ボッシュ、Xtreme Spectrumなどの業界リーダーがUWB研究に多額の投資を行っており、アップルはすでにiPhone 11以降のすべてのモデルにUWBチップを搭載し、精密な「Time-of-Flight

インターミディエイトバスアーキテクチャ：省スペース電源設計技術 電力エレクトロニクスは水銀アーク整流器から現代のIGBTへと進化し、クリーンエネルギー、EV、データセンターでより小型でコスト効率の良いシステムへの需要を牽引しています。注目されるソリューションの一つがインターミディエイトバスコンバータ（IBC）で、効率を高く保ちながらPCBフットプリントを縮小できます。 分散電力アーキテクチャ（DPA）がポイントオブロード（POL）設計の業界標準であり続ける中、インターミディエイトバスアーキテクチャ（IBA）は、低電圧・低インダクタンスのPOLコンバータを使用できる2段階アプローチを提供します

コックピットインターフェース進化の基礎を探る All About Circuits/Moores Lobbyポッドキャスト第10回で、NASA宇宙飛行士マシュー・ドミニクとエンジニアのデイブ・フィンチが、戦闘機コックピットにおけるタッチスクリーンとボタンインターフェースの選択がなぜ重要かを探りました。この記事では、これらの決定を形作る主要技術を解説します。 メカニカルボタンとキーパッドインターフェース 触覚応答を提供するレガシーインターフェースは、特に手袋着用ユーザーにとって依然として価値があります。メカニカルキーパッドは各キーを分離し、隣接ボタンの誤作動を減らします。軽量、安価、ゴミがタッ