アナログ･ビデオ･チャネル

LTpowerCAD: LTCのμModuleとモノリシックのDC/DCレギュレータ向けの完全なスイッチング・レギュレータ設計ツール
with Sam Young, Applications Engineer, Power Products

スイッチング電源の設計は課題が多く、多くの時間を要する場合がしばしばあります。また、一般に、制御ループ補償、ICの動作と機能、フィルタ処理、さらにはDC/DCスイッチング・レギュレータに関連する電力損失メカニズムなど、様々な局面の知識が必要です。

極めて高精度のアプリケーションに対応できる真の18ビットDAC
with Mark Thoren, Applications Engineering Manager, Mixed Signal Products

高精度D/Aコンバータは、多くの計測機器、産業用制御機器、テスト装置のアプリケーションにおいて主要な部品となっています。お客様は「Nビット」のDACを購入する際、あらゆるパラメータが1LSBよりも良好であることを期待されます。これは、16ビット・レベルであっても困難な課題です。

ダイオードのターンオン時間によって誘起されるスイッチング・レギュレータの動作不良
with Jim Williams, Staff Scientist

ほとんどの回路設計者は電荷の蓄積、電圧に依存する容量、逆回復時間などのダイオードのダイナミック特性についてよく知っていますが、ダイオードの順方向ターンオン時間については、それほど馴染みがなく、メーカーによって規定されていません。このパラメータは、ダイオードがオンしてその順方向電圧降下にクランプされるまでに要する時間を表わします。

エネルギー・ハーベスティング（環境発電）アプリケーション
with Jim Drew, Sr. Applications Engineer

エネルギー・ハーベスティング・アプリケーションは、商用電源を使用できない多くのリモート監視アプリケーションに浸透しつつあります。高集積で超低消費電力のマイクロコントローラが新たに開発されたことにより、消費電力をミリワット以下に抑えた監視システムが可能になりつつあります。この結果、以前は電子センサの電力源として実用的ではなかった各種エネルギー源を利用できるようになりました。エネルギー・ハーベスティング・システムは高効率でなければならず、スリープ・モード時にエネルギー源や出力の蓄電素子の負荷として最小限である必要があります。

1個の小型パッケージに電源も搭載した絶縁型RS485トランシーバ
with Jeff Marvin, Design Center Manager

ガルバニック絶縁の利点は、安全性と危険電圧からの保護だけでなく、非絶縁型ネットワークを動作不能にするような高速エッジの過渡電圧、ノイズ、高同相電圧が存在する場合でもエラーのない通信を行うことができる点です。

スリーステート制御付き高電流LEDドライバ
with Walker Bai, Applications Engineer Section Leader, Power Products

低電流LEDの市場にも、高電流LEDの市場にも多くのLEDドライバが存在します。低電流LEDは20mA ～100mA のLED、高電流LEDは100mA～約1AのLEDです。しかし、20AのLEDドライバはどのくらいあるのかご存知ですか？　40AのLEDドライバはどうでしょう？　多くはありません。0Aから20Aといったように、2つの電流レベル間でμsレベルの超高速の立ち上がりを提供するドライバはどうでしょうか？　聞いたことがありません。これまでは存在しませんでした。

低ノイズ電圧リファレンス用775ナノボルトのノイズ測定
with Jim Williams, Staff Scientist

計測システムにおいては、電圧リファレンスの安定性とノイズによって測定の限界値が決まることがよくあります。特に、リファレンス・ノイズによって、安定した分解能の限界値が決定される場合がしばしばあります。システムの電源電圧が低くなるにつれて、リファレンス電圧が低くなっているため、リファレンス・ノイズはますます重要になってきます。信号処理範囲が狭まると、分解能を維持するために、その分だけリファレンス・ノイズを低減する必要が生じます。ノイズは最終的にA/Dコンバータにおいて量子化不確定性をもたらし、秤、慣性ナビゲーション・システム、赤外線サーモグラフィ、DVM、医療用画像装置などのアプリケーションにおいてジッタ発生の原因となります。

IC電流源
with Robert Dobkin, Vice President, Engineering
and Chief Technical Officer

電流源はよく知られた回路ですが、理論的に理想化された回路部品です。電圧源と異なり、0.01% 精度の2端子電流源は、容易に入手できない上に設計が難しい厄介な部品とされてきました。しかし、LT3092の導入により、差し込むだけで即、使える電流源が実現しました。

低ノイズ μModule DC/DC コンバータによりEMI 設計を簡素化
with David Ng, Manager - Module Development

EMIを調整するのは難しい場合があります。リニアテクノロジーの低ノイズμModule DC/DCコンバータの新規ラインナップは使いやすいだけでなく、非常に低ノイズであるため、お客様の設計のスタート時からEMIの問題軽減に役立ちます。

スイッチング・レギュレータのノイズ測定
with Jim Williams, Staff Scientist

電源ノイズに高い感度を示す可能性がある受電システムを組み合わせたスイッチング・レギュレータの一般的なアプリケーションには、信頼できるノイズ測定方法が必要です。実際、スイッチング・レギュレータの「ノイズ」は、本当のノイズではなく、スイッチングを行うレギュレータに直接関係するコヒーレントな高周波残留成分です。基本スイッチング周波数リップルと広帯域高調波から成るこの残留成分が測定データとなります。

The 高速ADC入力に適合させる簡単な方法
with Todd Nelson, Manager - Module Development

高速で高分解能のADCは、通信や計測のアプリケーションに欠かせない部品です。信号チェーンの最後のアンプとADCの入力ピン間のインタフェースには、課題が多く、多くの時間を要しますが、システム全体の性能上、不可欠なものです。従来、この部分のインタフェースを実現するには、インピーダンスの整合をとり、アンチエイリアス・フィルタを開発し、ボードレイアウトを何度も繰り返す必要がありました。

小型で高効率の昇降圧コンバータ
with Henry Zhang, Applications Engineering Manager - Power Products

バッテリ駆動電源など多くのアプリケーションでは、入力電圧が安定化された出力電圧よりも低いあるいは高い場合があります。フライバック電源、SEPIC電源、2ステージ電源などの従来のソリューションは、通常、複雑で非効率的です。

Virtex-5 FPGAとの堅牢なシリアル・リンクの作成とμModule DC/DCレギュレータ

ザイリンクス社のRocket I/Oのような高速シリアル・インタフェースに電力供給するための低ノイズ電源を設計し実装するには、かなりの設計時間と専門知識が必要です。リニアテクノロジーの低ノイズμModule DC/DCレギュレータは、高速シリアル・インタフェースに電力を供給するために簡単かつ低ノイズの手法を省スペースで実現します。

データ変換システム内のデジタル帰還を低減
with Clarence Mayott, Applications Engineer - High Speed Data Converter Products

リニアテクノロジーの最新の高速ADCファミリは、AC性能を劣化させずに、既存ソリューションの3分の1の消費電力を実現します。14ビット、125Mspsの LTC2261は、1.8Vという低電圧の電源で動作し、SNRを73.4dB、SFDRを85dBcに保ちながら消費電力を125mWに抑えます。デジタル出力は DDR CMOS、DDR LVDS、標準CMOSのいずれかに設定可能で、FPGAのピン数を最小限に抑えることができます。また、デジタル帰還の影響を低減するために、オプションの交互ビット極性モードを備えています。

簡単な電流測定方法
with Jon Munson, Applications Engineer - Amplifier Products

電流測定は、多くの電子システムにおいて基本的な要件の1つです。回路素子を高精度で制御したり、簡単な保護を施すために、電流測定は欠かせません。DC電流やAC電流の測定を大幅に簡素化するために、リニアテクノロジーは新しいデバイス・ファミリを開発しました。外付け抵抗を使用するだけで、各小型デバイスを特定の要求に合わせて調整し、幅広い動作条件で使用することができます。

簡単な絶縁型電源を設計する方法
with Mike Negrete, Design Engineer - Power Products

絶縁型電源は、様々なアプリケーションで必要となります。ガルバニック絶縁はトランスやオプトカプラを使って複数のデバイスを絶縁することによって実現され、安全性、ノイズ耐性、回路保護など多くの理由で有用です。

PolyPhase DC/DCコンバータにおける電圧モード制御と電流モード制御の電流分担の比較
with Henry Zhang, Applications Engineering Manager - Power Products

PolyPhase® DC/DCコンバータにとって電流分担性能は、熱ストレスのバランスをとり、パワー部品のサイズを適切に調整する上で非常に重要です。PolyPhaseコンバータは電圧モード制御と電流モード制御のいずれかの方式で制御できます。電圧モード制御では、複雑な外部電流分担ループを使用してアクティブな電流分担を行なうことができますが、この外部ループは、通常、内部電圧帰還ループよりも低速です。LTC3731やLTC3850で採用されているような電流モード制御では、高速な電流ループを使って容易に電流分担を実現できます。

容量性負荷を高速でドライブするための並列接続アンプと伝送ライン
with Glen Brisebois, Applications Engineer Signal - Conditioning Products

ビデオ技術によっては、平面状伝導性表面を高速でドライブすることが求められます。不幸なことに、この表面は高容量である場合があり、そのような表面を高速でドライブするには、高電流が必要となります。このためアンプの設計が複雑になりますが、この状況はアンプだけに留まりません。アンプと容量性負荷の間には、必ずいくらかの長さの伝送ラインが存在します。

リニア･レギュレータと同様にシンプルな複合スイッチング･レギュレータを設計する方法
with Eddie Beville, Design Manager - DC/DC uModule Regulators


降圧スイッチング･レギュレータとリニア･レギュレータのどちらかに決める際、他の代わりのソリューションがあります。スイッチング･レギュレータは、特に入力電圧が出力電圧よりかなり高い場合や出力負荷電流が比較的大きい場合、熱損失がリニアレギュレータよりも小さくなります。一方、リニアレギュレータは非常にシンプルで、インダクタが不要です。もし、簡素化され、表面実装パッケージに収容可能な完全なソリューションで、リニアレギュレータの回路と同じくらいシンプルなスイッチング･レギュレータ回路が存在するとしたら、どうでしょう？インダクタも、MOSFETも、補償回路のための難しい計算も不要です。この回路は、紙面上ではいくつかの抵抗とインダクタを持ったシンプルな正方形のボックスで表されます。PCB上でも、いくつかの抵抗とコンデンサを有するシンプルな正方形のボックスです。

直接並列接続できる高電力密度LDO
with Robert Dobkin, Vice President, Engineering
and Chief Technical Officer

LT3080はリニア･レギュレータの新しいアーキテクチャです。優れたレギュレーションを実現し、出力の調整が簡単で、1本の抵抗を使って出力をゼロまで調整できます。このアーキテクチャにより、レギュレータを容易に並列接続できるので、すべて表面実装のアプリケーションの「ヒートシンクなし」動作が可能です。このビデオでは、LT3080の回路動作とともに、並列接続、熱の拡散、汎用電源および電流源のアプリケーションを取り上げています。

低ノイズ、高電圧DC/DCコンバータ
with Jim Williams, Staff Scientist

光電子増倍管（PMT)、アバランシェ・フォトダイオード（APD)、超音波トランスデューサ、コンデンサ･マイクロフォン、放射線検出器などの機器は、高電圧、低電流バイアスを必要とします。さらに、この高電圧はノイズで汚染されていてはなりません。つまり、ミリボルトを十分に下回ることが通常の要件で、時には数百マイクロボルトのノイズが要求されます。このビデオは出力が200V～1000Vで、100MHzの帯域幅で測定した出力ノイズが100μV以下の回路を詳しく解説しています。特殊な技法、とりわけ高周波高調波成分を最小にするように最適化されたパワーステージがこの性能を可能にします。負荷電流がめったに5mAを超えないことも、低ノイズを達成するのを助けています。このように自由なので、通常は実際的でない出力フィルタリング方法が可能です。プレゼンテーションはラボベースの回路によるノイズ測定のデモンストレーションで締めくくられています。

LTC2492を使用した熱電対メータの作製方法
with Mark Thoren, Applications Engineering Manager - Mixed Signal Products

熱電対はおそらく最も広く使われている温度センサです。熱電対は極めてシンプルで堅牢ですが、出力が非常に小さく、摂氏1度当たり数十マイクロボルトしかありません。従来、熱電対の測定回路には、熱電対の負端子をドライブする冷接点補償回路と、12ビットまたは16ビットADCの入力スパン全体を使うのに十分な利得の低オフセットのアンプを使用します。リニアテクノロジーのLTC2492は、熱電対装置の設計を大幅に簡素化します。シンプルなフィルタと保護回路を使用するだけで、堅牢で、すぐ使えるメータを作製できます。ソフトウェアをいくらか工夫すれば、冷接点補償と熱電対の非線形出力を処理してくれます。