2016 Fiscal Year Research-status Report
電子機器の信号系および電源系に生じるコモンモードノイズの統合的な低減設計法
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15K18052
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
松嶋 徹 京都大学, 工学研究科, 助教 (00571415)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 環境電磁工学 / コモンモード / 平衡度 / インピーダンスバランス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電子機器内部のプリント回路基板上に配線された信号線路や電源線、またプリント回路基板に接続されるケーブルに流れるコモンモード電流が、不要放射や信号品質の劣化を引き起こす。コモンモードへの変換メカニズムを明らかにし、回路設計の上流段階においてコモンモードの低減設計法を導入できる環境を作ることが本研究の課題である。
今年度は、多導体伝送線路に対して、信号励振部におけるコモンモード発生を検討した。信号線2本と有限幅からなる近接グラウンドからなる差動伝送線路に対して、多導体線路の固有モードと一般的に知られているディファレンシャルモードとコモンモードとの関係を明らかにし、差動伝送線路の励振箇所における低コモンモード励振法について検討した。差動線路の位置をグラウンド端側に移動した場合に、平衡励振源によって励振されるコモンモード電流の量を計算した。また、電圧源励振と電流源励振を比較し、電流源励振とすることで特に低周波帯域でのコモンモード電流を抑制することができることを示した。
また、このような信号の励振源となるICの電源系に流れるコモンモード電流を抑制する手法として提案しているインピーダンスバランス法について、差動ドライバICを対象にその効果を実験的に示した。非接地導体を置くことでIC近傍に発生する寄生結合を調整し、電源グラウンド配線の寄生インダクタンスとの関係により、コモンモード電流が最小となるパラメータの導出方法を示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成28年度以降の研究計画として、当初の計画にあった「信号電流が影響する電源系コモンモード発生抑制法の検討」については、差動励振源との関係を実験的に示し、非接地導体を用いた電源系コモンモード発生抑制法を実証した。
「非対称差動伝送線路の低コモンモード励振法の検討」については、電流源励振と電圧源励振を比較し、電流源励振が適していることをシミュレーションにより示した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度検討した、非対称な差動伝送線路に対する低コモンモード励振を拡張し、多導体線路においても低コモンモードとなる励振法および平衡度調整法の提案に向けて研究をすすめる。
また、励振源となるロジックICなどで多電源をもつ場合においてもインピーダンスバランスが成立する条件を定式化し、その効果を実証する。
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| Causes of Carryover |
昨年度検討した内容の実証のための実験基板の他、今年度検討したインピーダンスバランス法の実証のための試験基板作成に使用した。一方で、差動伝送線路に対する検討は主にシミュレーションによる検討であったため、当初実測による検証を予定していた使用予定額と際が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度前半において、基板試作を行い差動伝送線路の低コモンモード励振法について実証する。
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