野々山勤

平澤秀幸

高沢弘光

柳沢充亨

沼田由一

山田恭央

菊地広一郎

百瀬陽介

2009/10/06

1/4波長スタブ回路

今回は、1/4波長スタブ回路についてお話します。
我々が扱う高周波回路では、使用する部品の物理的条件（大きさ、配置、配線長、幅など）が回路の特性に影響を及ぼすようになります。その場合、それらの物理的条件を分布定数回路として考えることが必要になり、1/4波長スタブ回路は、分布定数回路でよくに用いられる回路になります。
1/4波長スタブ回路には、ショート・スタブ回路（右記図①）とオープン・スタブ回路（右記図②）の2種類があります。

①に示す1/4波長ショート・スタブ回路は、スタブの伝送線路の反対側がグランドと接地
（ショート）していて、並列共振回路を信号線とグランド間に挿入したものと等価になります。この集中定数回路の等価回路を分布定数回路の下に示します。この回路では、伝送線路とスタブの交点のインピーダンスは無限大になり、高周波的には高いインピーダンスをもち、直流的には０Ωになります。従って、高周波用チョーク・コイルとして機能します。

②に示す1/4波長オープン・スタブ回路は、スタブの伝送線路の反対側が開放されていて、
直列共振回路を信号線とグランド間に挿入したものと等価になります。この集中定数回路の等価回路を分布定数回路の下に示します。この回路では、伝送線路とスタブの交点のインピーダンスが０Ωとなり、高周波的には低いインピーダンスをもち、直流的にはインピーダンス無限大になります。従って、バイパス・コンデンサとして機能します。
高周波を取り扱う際には、上記のようなことを知っていると便利かと考えます。集中定数回路と分布定数回路の明確な境界はありませんが、取り扱う部品の高周波特性を考慮し、どちらを使うか適材適所の判断が必要かと考えます。機会があれば、試してみてください。
それでは、この辺で失礼します。

2009/10/28

品質を設計する

小さな会社組織において設計品質を保つことは容易いことではありません。大手の会社のように品質管理部門に多くのスタッフを配することができないからです。

ITECの場合、どのように設計品質を保っているのか、その一端を紹介します。

製品仕様が決定された後、まずは基本設計から詳細設計へとステップを踏み、接続図、部品表をアウトプットします。この段階で回路部品一点一点で受ける熱ストレスを解析します。装置の使用環境において各部品の熱ストレスを計算し、それが部品メーカの保証値に対して余裕を持たせるようにします。キーパーツ毎に確保すべき余裕度が決められています。
これを「部品のディレーティングを確保する」と言っています。

＜部品のストレス解析表（一部抜粋）＞

そして次に、設計装置と外部とのインターフェースをチェックします。たとえば、電源コネクタを逆差しにしたり、信号コネクタをずらして差したり、誤ってグランドや電源端子とショートしてしまったりしたときにどうなるのか。回路がこわれるのか、焼損するのか、または 元に戻せばなんら問題なく動作するのか等です。さらに、回路の主要ブロック間の信号が、調整検査時に誤ってショートしてしまった時などの影響を評価し、対策を練ります。
これを「インターフェースFMEA」と言っています。
解析の結果、予想され得る避けられない障害については取説等に明記するなどの対策を決めます。

そして試作機が出来上がるとこれを用いて、上記の「熱ストレス」、「インターフェースFMEA」を実際に評価します。机上設計と比較して、妥当性の確認が取れるまでこのサイクルをまわします。

今回は、設計品質を確保する手段の一例を紹介しました。

＜インターフェースFMEA（一部抜粋）＞

• 2009年09月の記事一覧へ
• 最新の記事へ
• 2009年11月の記事一覧へ