碓井のコラム

マ クニカのコラムは, 一応, 2013年8月に最終稿を書き上げて終了しました.
多くの読者にアクセスいただいていたので, 当HPに, 新規コラムを掲載することにしました.
内容は, マクニカのコラムより, 少し難易度の高いものも作成します.

掲載して欲しい内容があればメールでご連絡ください.

グ ラウンドパターンの挿入
クロストークを回避する目的でパターン間にグラウンドパ ターンを挿入することがあります.
この方法の得失について述べます.

BergeronとIBISを用いた 波形解析
初歩の回路解析に用いられるBergeron図表と, 信号解析に必要な解析モデルを提供するIBISを用いることに より, ある程度正確な波形解析ができる.
エルセルを用いることにより, リアルタイムに結果を得ることができるので, 条件を変えた解析が可能である.
PRBS や8B10Bのパルス応答
PRBSや8B/10Bのパルス列の応答を求める際に, ステップ・バイ・ステップで, 時間遅れで加算した信号の周波数応答を求め, 線路の伝達関数をかけてフーリエ逆変換して応答を求める.
転送速度や立ち上がり時間が変るたびにこの演算を行うのは少し煩雑であるが, このパルス列の元データは, 転送速度や立ち上がり時間には無関係であるから, あらかじめ計算して定数化しておけばよい.
このパルス列を求める方法について述べる.
クロストークの解析
クロストークの解析は反射の解析に比べてかなり煩雑で難 解である.
いろんなアプローチがあるが, 6通りの方法を紹介する.
この中で, 一つでも二つでも自分で解析をトライして使えるようにしていただきたい.
エクセルやSPICEもPCの性能向上に伴って, 使いやすくなった.
本稿だけでなく, 文中には参考文献も多く記載している.

野辺山電波天文台のADコンバータ 開発
今回は, 少し毛色を変えて, 40年近く昔に開発する機会を得た電波天文台向けのADコンバータについて述べる.
フーリエ変換との出会い, 高速回路のクロック分配回路の開発, プリント板の配線の直角曲がりの問題など, 大きないくつかのターニングポイントとなった開発である.

S パラメータとF行列
SパラメータとF行列は, いずれも素子や線路の特性を表すのに用いられている.
多くの場合, Sパラメータは, ネットワークアナライザを用い, F行列は, 式を用いる.
本稿では, 両者を相互に変換する方法について述べる.

線路の損失 抵抗損と誘電損
伝送線路の等価回路のインダクタLに直列に, 表皮効果に起因する抵抗Rが存在し, キャパシタCには並列にコンダクタGが存在する.
通常のCMOS伝送では, このRやGは無視できるが, ギガビット伝送になると, その影響を考慮する必要が生じてくる.
これらが生じるしくみについて述べる.
図6および図7に間違いがあり差し替え
伝 送線路の特性インピーダンス測定
TDR(Time Domain Reflectometry)は, 線路の特性インピーダンス測定に多用されている.
本稿では, TDRの基本に立ち返り, ビアの特性や, 縦続接続したときのTDRの測定値について考察する.

損失線路の波形
線路の損失は周波数特性を持つ.
その損失は, 通常のLPFとは異なり, かなり低域から減衰が始まり, 高い周波数になると, 急激に減衰する.
線路の損失が波形に及ぼす影響について述べる.

すごく長い配線で電球 を点けたとき
今回は, 電気が専門ではない方でも理解できる内容です.
電気は, 瞬間に伝わるようですが, 実は速度があります.
筆者が少年の頃に抱いた疑問を元に書きました.
読んでいただいて, 少しでも電気に興味を持っていただければ幸いです.
遠 端(レシーバ端)での反射対策
反射対策はダンピング抵抗が代表的である.
他からユニットを購入したような場合には, ドライバ端での対策はできない.
本稿では, レシーバ端での対策をいくつか述べる.

縦続行列 その1
分布定数回路を解析する場合に, 縦続行列を使うと便利である.
縦続行列は, 文字どおり線路を縦続に接続した場合の解析に使えるが, 単一線路でも解析できる.
分布定数線路だけでなく, 集中定数回路の縦続接続でも解析できる.
今回は, 縦続行列の基本について述べ, 応用については次回に述べる予定である.
縦続行列 その2
前回に続いて,  縦続行列である.
今回は, 実際の例をいくつかあげて, 主に, フーリエ変換による解析方法について述べる.
異種線路の縦続接続, スタブの解析, 非等長配線の例などである.
もちろん, SPICEを用いても簡単に解析できるが, リアルタイムで解析できること, パラメータの変化による解析など利点もあるので, 比較して使っていただきたい.
縦続行列 その3
 縦続行列の3回目(最終)である.
今回は, ビアやコネクタの等価回路を題材に, (1)インピーダンスの分圧, (2)網電流, (3)テブナンの定理を紹介し, 最後に(4)縦続行列よる開放を解説する.
エクセルなどによる数値計算は, 縦続行列によ方法が最も簡単であると考える.
他の方法と比較して, 実際に解析していただきたい.


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