電子工作パワー・アップ・コーナ 俺のスペシャル・ モジュールたち ぜよ 数百万円の 電磁界ツール あなたにもできる！ GHz ICや最新FPGA なんか不要 でプロ顔負けの超高性能RF電子工作 0円で高速アナログ・モジュール作り！ 基板→ LTspice コンバータ LC−Calc 池田 浩昭 Hiroaki Ikeda 半導体 IC は，表面実装の小型パッケージが多く なっているので，基板もスリムに作れます．今どき の GHz IC や FPGA は高速なので，デバイス間をプ リント・パターンで接続しただけでは，信号の跳ね 返り （反射） などによって波形が乱れ，電子回路が動 作しない可能性があります（図 1）．USB や LVDS な どのインターフェース基板を作るときは差動パター ンを利用します．隣接する配線間の信号漏れがない よう間隔をケアしないと，通信エラーが発生する可 レシーバIC KiCadのような基板CADで プリント・パターンの幅や 間隔などを適切に描いて電 子回路を安定動作させる 絶縁材 ドライバIC 出力された電子配線の SPICE モデルは，プロ御用達 の 0 円電子回路シミュレータ LTspice でも利用でき るので，プリント基板の配線パターン・モデルを含 んだ回路性能をすぐにバーチャル実験できます．プ リント基板の試作や発注前に，LVDS などの Gpbs 超 の信号を正しく伝送するために必要な配線の長さ / 厚み / 間隔などを見つけ，KiCad のような基板 CAD に反映することができます．プロ顔負けの超高性能 RF 電子工作に挑戦してみませんか． 〈編集部〉 反射波の影響でオーバ ーシュートが発生．電 源電圧を超えるとラッ チアップする可能性あ り Hレベルのしきい値 を割っているので， 正しく動作しない可 能性あり この電圧以上 でHレベルと 認識 電圧［V］ 電圧［V］ （a）IC間の信号のプリント・パターン 能性もあります． 本稿では，基板の信号配線の幅 / 間隔 / 厚み，絶 縁層の誘電率などを入力すると，プリント・パター ンの等価回路（SPICE）モデルに自動出力してくれる コンバータ LC−Calc を紹介します．本コンバータで Hレベルのしきい値 Lレベルのしきい値 時間［s］ 時間［s］ 反射波の影響で アンダーシュー トが発生 （b）信号配線が適切だと反射波がない信号が伝わる この電圧以下で Lレベルと認識 Lレベルのしきい値を超 えているので，正しく動 作しない可能性あり （c）信号配線が適切でないと反射波が重畳された信号が伝わる 図 1 Gpbs の信号を伝送する高速基板はプリント・パターンを慎重に引かないと電子回路が正しく動作しない可能性がある 基板−回路コンバータ LC−Calc はプリント基板の信号配線の長さ，間隔，厚みなどを最適化するために利用できる．本稿では本コンバータの利用方法 を紹介する．信号配線が最適化されると （b）のように反射波がなく信号がうまく伝わる．信号配線を接続しただけでは， （c）∼（e）のように波形が乱れ， 通信エラーなどが発生する可能性がある 124 2016 年 9 月号
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