2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of equivalent circuit model required for low-noise designing of safe and secure electrical/electronic equipment
| Project/Area Number |
16H04318
|
|---|
| Research Institution | Okayama University |
|---|
Principal Investigator |
豊田 啓孝 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (20311798)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 等価回路モデル / 低ノイズ設計 / 平衡度整合 / 伝送線路 / ノイズ源モデル / モード変換 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
「平衡度整合」の概念の有効性を示し，安全・安心な電気・電子機器の低ノイズ設計の実現を目指して，5つの「平衡度不整合」問題に対して検討を行った。
まず，(1)差動配線のフレキシブルプリント回路基板(FPC)に対し，提案している差動スキュー低減のための簡易モデルを適用することでその可能性を予測していたが，試作した評価用FPCでこれを実証し， FPC上の任意位置に差動配線が配置可能であることを示した。次に，(2)低モード変換コネクタ関係では，S/FTPケーブルにおけるコネクタ直下のパターン形状による1次と2次のコモンモード間のモード変換抑制を実験的に確認していたが，モード等価回路を用いることでこの抑制量を定量予測できることを示した。続いて，(3)では，コネクタの電流配分率の値をコネクタのSパラメータから求める手法を提案し，コプレーナ形状の接続部を対象に提案手法の有効性を確認した。その結果，コネクタの電流配分率の差異を測定により評価可能となった。さらに，(4)回路基板上の隣接差動線路間で生じるディファレンシャルモードクロストーク問題に対する等価回路モデルを用いた検討では，高密度差動配線に周期構造を導入し，ディファレンシャルモードにおける偶奇モードの位相定数を一致させることでクロストークを大幅に低減できることを示した。最後に，(5)DC/DCコンバータ回路におけるノイズ源モデルの構築では，スイッチングのターンオン・ターンオフのタイミングがジッタで揺らぐ場合，伝導妨害波スペクトルが高周波で20 dB程度低く検出され，予測精度に大きな影響を及ぼすことを明らかにした。この揺らぎを取り除き，伝導妨害波に含まれるリップルノイズやスイッチングのターンオン・ターンオフ時に生じるスパイクノイズという各ノイズに着目することで，誤差3 dB以下でのノイズスペクトル予測を可能とした。
|
| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
