「Design Ideas」関連の最新 ニュース・レビュー・解説 記事 まとめ

Design Ideas パワー関連と電源：
シリコン／WBGパワーデバイスに有効な汎用絶縁型ゲートドライバ
MOSFET、IGBTならびにSiC（炭化ケイ素）トランジスタは高電力／高電圧アプリケーションでよく使用されるが、これらのゲートははるかに低い電圧で駆動されている。ゲート入力電圧の範囲が異なることに加え、これらデバイスの高電圧および低電圧回路におけるパスの全てが、製品とそのユーザーの両方を危険にさらし得る迷走電流を防止するためグランドから絶縁されていなければならない。本設計で提案している汎用絶縁型ゲートドライバ（UVIGD）は、これらの要件を満たすために作成したものだ。（2022/8/23）

Design Ideas パワー関連と電源：
電話端子で大容量コンデンサーをトリクル充電
遊んでいる電話線（電話端子）があれば、それを48Vの電源供給源として利用したいとの誘惑に駆られる技術者も多いだろう。そこで、本稿では大容量コンデンサーをトリクル充電（細流充電）するための回路を紹介する。（2018/10/1）

Design Ideas パワー関連と電源：
複数電源の立ち上がり特性を制御する回路
大規模LSIチップを駆動するためには、複数の電源電圧が必要になることがある。こうした複数の電源電圧をLSIに供給する際に、それぞれの電源電圧をどのように供給し始めればよいかはLSIごとに異なっている。このため、使用するLSIに適した電源供給順序を実現する回路が不可欠である。今回は、単一の入力電圧から2系統の電圧出力を生成する電源回路を紹介する。（2018/9/18）

Design Ideas アナログ機能回路：
フォトカプラでアイソレーションアンプを構成
入力／出力をフローティングにするときや、電位差の異なる信号を検出するときなどにアイソレーションアンプが必要になる。ここでは米Clareのリニアフォトカプラ（LIA100）を用いて、低価格で比較的簡単に製作できるアイソレーションアンプを紹介する。（2018/9/5）

Design Ideas アナログ機能回路：
多数の信号線に対するコモンモード電圧対策
コモンモード電圧（CMV）に起因する誤動作や性能劣化を防ぐため、信号の入出力に差動型の計装アンプを使用する手法が用いられる場合が多い。しかし、この方法には信号線ごとに専用のアンプ回路を要するという欠点がある。今回は、この欠点を改善しようと考案した回路を紹介する。（2018/8/13）

Design Ideas 信号源とパルス処理：
PLDを使ったPWM信号発生器
任意の分解能のPWM（Pulse Width Modulation）信号を発生させるPLD（Programmable Logic Device）コードを紹介する。（2018/7/30）

Design Ideas アナログ機能回路：
周波数-電圧変換器の線形性を改善する回路
周波数-電圧変換器の構成では、一般に単安定マルチバイブレーターが用いられることが多い。しかし、周波数範囲を広く取ると線形性が劣化するという欠点がある。そこで本稿では、2つのダイオードと抵抗による線形性改善回路を紹介する。（2018/7/17）

Design Ideas アナログ機能回路：
チューニングが不要なオーディオ用LPFの設計法
オーディオ向けの低域通過フィルター（LPF）は、処理の初段でのS/N比（信号対雑音比）を最大にできるよう、ゲイン調整機能を有している必要がある。さらに、低コスト化のためには、製造過程における調整工程をなくさなければならない。そこで本稿では、受動素子の誤差がフィルター特性に及ぼす影響を低減し、なおかつ低コストでの実現が可能な高次フィルターの設計方法を紹介する。（2018/7/2）

Design Ideas 計測とテスト：
可動線輪型メーターとMOSFETで低電流を測定
今回は、可動線輪型メーターとMOSFETを用いて低電流を測定する回路を紹介する。（2018/6/4）

Design Ideas 計測とテスト：
電磁制動作用でアナログメーターの表示を安定化
可動コイル型メーターは、工場出荷前に端子間を導線で短絡し、電磁制動作用を持たせ、輸送中の機械的振動や衝撃に耐えるようにしている。これと基本的に同じ原理を通常動作状態で利用する回路を紹介しよう。（2018/5/9）

Design Ideas 計測とテスト：
低スペックの部品で高精度に抵抗値を測定する
ストレインゲージなどのセンサーでは、安価かつ低スペックの部品で構成した回路を使って、正確に抵抗値を測定しなければならない。そこで、安価で誤差の小さい抵抗値測定回路を紹介する。（2018/5/7）

Design Ideas 計測とテスト：
100WのRF電源で1kWのテストを実行
出力1kWで50時間のバーンイン試験を実施するにあたり、手元に100WのRF電力発生器しかない場合がある。そこで、今回は100WのRF電力発生器から1kWを発生する回路を紹介する。（2018/4/23）

Design Ideas 計測とテスト：
低抵抗測定で熱電対による雑音を取り除く
小さな電圧または低いインピーダンスを測ろうとするとき、熱による起電力は読み取り誤差となることが多い。そこで、本稿では測定結果から熱器電力による誤差を排除する計測手法を紹介する。（2018/4/9）

Design Ideas 計測とテスト：
故障保護機能を搭載したデータ収集システム
感度の高いセンサーを用いたデータ収集システムは、故障状態に対応できるように設計する必要があり、システムを構成する部品の損傷を防止する工夫が求められる。そこで、感度の高い部品を信号経路の電圧過渡現象から保護する回路を紹介する。（2018/4/2）

Design Ideas 計測とテスト：
オシロのジッタを伝送ラインループで校正
オシロスコープを使ってパルス発生器のジッタを正確に計測するには、計測したジッタからオシロスコープ自身のジッタを取り除く必要がある。しかし、通常オシロスコープにはジッタの仕様値が規定されていないため、その値を実際に計測する必要がある。そこで、本稿ではジッタがほとんどゼロと見なせる校正信号の出力回路を紹介する。（2018/3/19）

Design Ideas 計測とテスト：
7日以上の連続記録が可能な温度データレコーダー
約178時間にわたって温度データを連続記録できる、ICを利用したデータレコーダーを紹介する。（2018/3/5）

Design Ideas ディスプレイとドライバー：
マイコンの汎用出力を使ってLCDを直接駆動する
液晶ディスプレイ本体の駆動には、専用のインタフェース回路や周辺回路を必要とする。そこで、本稿ではマイコンの汎用出力を使用してLCDを簡単に駆動する方法を紹介する。（2018/2/26）

Design Ideas ディスプレイとドライバー：
マイコンのI/Oポート1個でバーグラフを制御
デジタルで数値表示を行う計器類に、アナログ形式の補助ディスプレイとしてLEDバーグラフを用いることがある。複数個のLEDによってバーグラフ表示を行うとすると複数のI/Oポートが必要となり、使用可能なマイクロコントローラーの種類が制限されてしまう。そこで、バーグラフを1個のI/Oポートで駆動する回路を紹介する。（2018/2/13）

Design Ideas アナログ機能回路：
CR発振回路の歪を抑える非線形増幅回路
非線形増幅機能の実現手段の1つとして、振幅リミッター回路を用意し、その閾値まで発振信号の振幅を増大させるという方法がある。その場合、リミッター回路が動作することで出力振幅が一定になるわけだが、非線形歪と出力クリッピングを最小にするには工夫が必要となる。そこで本稿では、そうした工夫を盛り込んだCR発振回路を紹介する。（2018/1/29）

Design Ideas アナログ機能回路：
PWMコントローラーのデューティをクランプ
電流検出トランスなどを利用する電源回路においては、PWMコントローラーからの制御信号のデューティサイクルをクランプする機能が必要となるが、多くの電源回路ではコスト低減のために、その機能を持たないPWMコントローラーが使用される。そこで本稿では、そうしたPWMコントローラーを使う場合に、低コストでクランプ機能を付加するための回路を紹介する。（2018/1/15）

Design Ideas アナログ機能回路：
160〜1万240倍までの可変ゲイン回路
医療機器や科学機器では、マイクロボルトオーダーの微小電圧を計測したり増幅したりすることがある。そこで本稿では、ゲインを160〜1万240の範囲で設定できる低ノイズで温度安定性に優れた増幅回路を紹介する。（2017/12/25）

Design Ideas 計測とテスト：
オシロの利用で非50Ω回路のボード線図を取得
ボード線図を描くためのデータは、ネットワークアナライザによって取得できるが、ほとんどのネットワークアナライザは入力インピーダンスが50Ω、75Ωに限定されており、それ以外の出力インピーダンスを持つ回路の信号を計測するにはバッファアンプが必要となる。そこで本稿では、バッファアンプを用意することなく50Ω、75Ω系以外の出力インピーダンスを持つ回路のボード線図を取得する方法を紹介する。（2017/12/11）

Design Ideas 計測とテスト：
リチウムイオン電池用リニア充電器のテスト回路
最近の電池の充電器は、ほとんどがスイッチング方式を採用しているが、リニア方式の充電器にもEMI（electromagnetic interference：電磁波干渉）の問題がないなどといったメリットがある。そこで、単セルリチウムイオン電池用のリニア方式充電器の動作をチェックできる回路を紹介する。（2017/11/27）

Design Ideas 計測とテスト：
数個の部品で実現可能な温度計測プローブ
電気電子回路のトラブルシューティングやデバッグは、温度計測プローブを重宝することが多い。今回は温度を計測して結果を外部の電圧計に出力する、数個の部品で実現できる単純なプローブ回路を紹介する。（2017/11/20）

Design Ideas パワー関連と電源：
カレントミラーを使って定電位差出力を得る
昇圧型DC-DCコンバーター回路にカレントミラー回路を組み合わせると、入力電圧と出力電圧の電位差を常に一定に保つ電源回路を実現できる。この回路は、電力変換回路におけるハイサイド駆動回路の電源や、PWM（パルス幅変調）コントローラーへの入力電圧がそのままでは低過ぎる場合でのスイッチング電源の前段としても利用価値が高い。（2017/11/6）

Design Ideas アナログ機能回路：
正確なワイヤレス電流検出を可能にする回路
電流検出回路の多くは、検出抵抗の両端に電圧降下を発生させ、その電圧から電流を割り出しています。ところが、検出抵抗がシステムグランドと大きく異なる電圧になる場合、問題が急激に複雑化します。そこで、そうした問題を抱えないワイヤレスの電流検出回路を紹介します。（2017/10/19）

Design Ideas パワー関連と電源：
過電圧と低電圧の監視を低コストで実現する
マイクロプロセッサの電源管理には、一定の条件でマイクロプロセッサをリセットする信号を出力する機能を備えたスーパーバイザーICが広く使われている。安価なスーパーバイザーICは、電源電圧が設定値（下限値）を割り込んだときのみリセット信号を出力するものが多い。そこで、安価なシャント・レギュレーターICをスーパーバイザーICと組み合わせ、過電圧と低電圧の両方を監視できる回路を紹介する。（2017/10/16）

Design Ideas 計測とテスト：
可動線輪型メーターで低レベルの電流を測定する
大型の可動線輪型メーターはしばし、フルスケール指示にかなり大きな駆動電流を必要とする。駆動電流が被測定電流より大きいと、シャント抵抗を利用できないことがある。今回の記事では、この問題を解決する手法を紹介する。（2017/8/24）

Design Ideas ディスプレイとドライバ：
輝度をスムーズに制御できるLED調光回路
白熱灯は明るさをスムーズに調整できる。だが、LEDは何も工夫せずに調光しようとすると、ほとんど点灯していない状態からほぼフル発光へと一気に遷移してしまう。これが、白熱灯からLEDへの置き換えの問題点を浮き彫りにする。LEDに置き換えるには、どんな工夫が必要なのだろうか。（2017/7/7）

Design Ideas アナログ機能回路：
発振周波数が制御電圧に反比例するVCO
VCO（Voltage-controlled oscillator）は、電圧で発振周波数を制御する発振機だ。今回の記事では、OTAとヒステリシス付き比較器で構成したVCO回路の仕組みについて解説する。（2017/6/13）

Design Ideas パワー関連と電源：
電源ラインの過渡パルスに対する保護回路
低圧電源ラインの過渡パルスに対しては、保護回路が必要になることが多い。通常はクランプ回路を並列に挿入するのだが、場合によっては高電圧用の直列保護回路を用いる必要がある。（2017/5/15）

Design Ideas 信号源とパルス処理：
1チップで実現した疑似ランダム雑音発生源
米Microchip Technologyの1チップマイコン「12C508」を使って疑似ランダム雑音シーケンスを発生させる方法がある。今回の記事では、ループ当たりの必要マシンサイクルを最小限に抑えられるアプローチを説明する。（2017/4/6）

Design Ideas 信号源とパルス処理：
PCのスピーカー回路でタイミングを制御
PCでタイミングを制御する最も容易な方法は、遅延ループを利用することだ。今回は、PCのスピーカー回路を利用して、安定した遅延ループを得る方法を紹介する。（2017/3/29）

Design Ideas パワー関連と電源：
圧電ブザーを利用したハーベスター発電回路
今回は、入手が容易な圧電ブザーの圧電効果を利用して、機械的振動を電気エネルギーに変換する発電システムを紹介する。（2017/3/24）

Design Ideas 信号源とパルス処理：
ワイパーの位置を検出する
今回は、プリセット可能なアップ／ダウンカウンターを2つ用いて、デジタルプログラマブルポテンショメーター（DPP）のワイパーの位置をデジタル記録し、保持する回路を紹介する。（2017/3/7）

Design Ideas ディスプレイとドライバ：
システム検証用LEDを光電池でオン／オフする
開発したシステムの動作を視覚的に検証する場合、LEDを使うことが多い。検証作業の終了時にはこうしたLEDが動作しないようにしておく必要がある。LEDが点灯することで無駄な電力が消費されないようにするためだ。今回は、プリント基板がシステムの筐体に収容されたことを自動的に検出し、システム検証用LEDが動作しないようにスイッチ回路を設定する回路を紹介する。（2017/2/9）

Design Ideas パワー関連と電源：
負電圧電源をロジック信号でオン／オフする
今回は、ロジック信号によって負電圧電源を素早くオン／オフするときに役立つ回路を紹介する。（2016/12/27）

Design Ideas 計測とテスト：
音で知らせる回路トレーサー
今回は、プリント回路ボード上の接続パスを確認するのに便利な回路トレーサーを紹介する。（2016/12/13）

Design Ideas ディスプレイとドライバ：
PWM制御ICで高電圧からLEDを駆動する
LED電流を一定に保ちたい場合、幅広い電圧範囲の直流電源でLEDを直接駆動することは難しい。通常は、電圧レギュレーター回路が必要だが、かなりの電力が消費されてしまう。LEDの駆動に特化した専用ICも多く存在するが、比較的低い電圧を昇圧してLEDを駆動するものがほとんどだ。今回はPWMコントローラーICで、高電圧入力から定電流を発生させてLEDを駆動する回路を紹介しよう。（2016/11/22）

Design Ideas アナログ機能回路：
CPLD回路の電源を自動的にシャットダウン
CPLDは低電力動作モードを備えていることが多い。しかし、電池駆動のシステムでは、そのシステムを使わないときには、わずかな電力さえも使用せず、完全にパワーダウンさせることが目標になる。今回は、CPLDの内部回路と外付け部品によって、電池駆動のシステムに自動パワーダウン機能を持たせた回路を紹介する。（2016/11/8）

Design Ideas パワー関連と電源：
電池で駆動できる低電力用途向け電子負荷
PDAやデジタルカメラなどの携帯型電子機器の電源を設計する際、重要度が高いパラメーターの1つは変換効率である。電源の変換効率は、負荷電流を徐々に変えながら測定、評価を行う。今回は、1000〜2000円の安価な部品コストで実現できる小型の電子負荷を提案する。（2016/10/18）

Design Ideas 計測とテスト：
外付け部品が少ない低コストのピーク検出器
今回は、整流ダイオードが不要で、Texas Instrumentsの高速コンパレーター「TLC372」のオープンドレイン出力を活用した、外付け部品が少ない低コストの正側ピーク電圧検出器を紹介する。（2016/10/11）

Design Ideas アナログ機能回路：
周波数を調整できる高周波ノッチフィルター
今回は、8ピンパッケージのデュアルオペアンプICと、8ピンパッケージのスイッチドキャパシター帯域通過フィルターを使ったノッチフィルターを紹介する。（2016/9/29）

Design Ideas ディスプレイとドライバ：
LED照明に適したPWM方式の定電流源回路
多くのLEDを使用するには、電流制限抵抗を使用せずに、効率良く電力を供給する必要がある。今回は、約20個のLED群に対する低コストの定電流源として使用できる回路を紹介する。（2016/9/15）

Design Ideas パワー関連と電源：
スペクトラム拡散で電源回路のEMIを低減
スイッチング電源は雑音の発生源として悪名が高い。いわゆるスイッチング雑音を発生するからだ。この雑音は配線パターンなどを介して放射電磁雑音（EMI）となり、電源回路の外部の周辺回路などに飛び込む。対策としては、EMIフィルターを使う方法が考えられるが、実装に要する基板面積が大きくなり、部品コストも増えてしまうため難しい。そこで、今回は、スイッチング電源のスイッチング周波数を変調することで、EMIを低減する方法を紹介する。（2016/8/30）

Design Ideas 信号源とパルス処理：
低消費電流のリセット信号発生器
今回は、低消費電流で100マイクロ秒幅のリセットパルスを発生する回路を紹介する。（2016/8/26）

Design Ideas パワー関連と電源：
電源オン時のシーケンスを設定できる回路
今回は、簡単なオペアンプ回路と組み合わせたデュアルスイッチング電源で、出力電圧のシーケンスを同時に制御できる回路を紹介する。この回路では、オン時に3つの出力電圧を制御する。（2016/8/3）

Design Ideas 信号源とパルス処理：
低速ADCを用いたサンプリングピーク検出器
高速でサンプリングした信号のピーク値を、低速のA-Dコンバーターで測定できる回路を紹介する。（2016/7/14）

Design Ideas ディスプレイとドライバー：
光センサーの利用で白色LED の発光強度を制御
白色LEDを駆動する場合、一般的にはインダクターを使用した昇圧型DC-DCコンバーター回路方式を用いる。この方式では、電流検出抵抗にかかる電圧が一定になるように電流制御が行われる。しかし、LEDの発光強度については何らの対処もなされていない。そこで、今回は、光センサーによってLEDの発光強度を計測し、その計測値を制御ループのフィードバック信号として使用することで、LEDの駆動電流を制御し、発光強度を安定化させる回路を紹介する。（2016/6/30）

Design Ideas 計測とテスト：
A-D変換器を使って温度補償をした重量計
今回は、2つのチャンネルを備えるシグマデルタ型A-D変換器LSIを使い、温度補償を施した重量計測を実現できる回路を紹介する。課題とされてきたスループット低下も解決する。（2016/6/23）