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トランジスタ技術1月号で紹介している2018年2月14日開催のセミナ
「ピタリ1cm!新GPSスタートアップ」(仮題)のWebページは12月中旬に公開します.


実習・ギガビット高速信号伝送回路の設計・評価

実習・ギガビット高速信号伝送回路の設計・評価
―― 高速信号伝送の基礎,シミュレーションから計測技術まで

 

【開催日】2017年5月23日(火) 10:00-18:00 1日コース
【セミナNo.】ES17-0041  【受講料】22,000円(税込)
【会場】東京・巣鴨 CQ出版社セミナ・ルーム [地図]
セミナ会場

 高速な電気信号は線路導体の中を進むわけではない.では,どこを通り,どのようなメカニズムで進むのか? 従来の電気回路設計では,電気信号が光速で移動する現象を無視して取り扱ってきた.
 しかしUSB 3.1など,数G~数百Gbpsの伝送では,高速信号が実際に導体外を伝わる現象が表面化してくる.規格化された高速信号伝送では,設計のガイドラインなどに沿えば,それなりに回路を設計できる.しかし,実際にはガイドライン通りに設計できないことも少なくない.
 本セミナでは,高速な電気信号の時間波形が線路を伝わるメカニズム,時間信号波形と線路の特性インピーダンスの関係などについてシミュレータ(3次元電磁界解析,LTspice)を併用しながら分かりやすく説明する.
 本セミナは,超高速OPアンプなどを使う際にns(ナノ秒)程度で立ち上がる任意の時間波形を伝送する高速アナログ信号伝送回路の設計・評価にも役立つ内容となっている.

※ 本セミナは,実験実演および機材の提供に関してテクトロニクス様のご協力をいただいています

1.高速信号は導体線路の中を進まない
 1.1 電気信号が伝わる速度とメカニズム
 1.2 線路の特性インピーダンスを根本から理解する
 1.3 線路周囲の材質による電気信号速度変化
2.伝送路の高速信号波形(LTspice実習)
 2.1 伝送線路のリンギング発生メカニズムを理解する 
 2.2 リンギング対策
 2.3 クロストーク・ノイズ
3.高速信号を正しく伝送するためのさまざまな技術
 3.1 ギガビット・シリアル差動伝送回路(USB 3.1,PCI Expressなど)
   (LTspiceのアイダイアグラム表示機能活用)
 3.2 ギガビット・パラレル・シングルエンド伝送回路(メモリ回路)
4.高速信号伝送回路基板設計のポイント
 4.1 ギガビット回路パターン設計の基本
 4.2 ビアとパッドによる影響と対策
 4.3 電源内層とコンデンサ配置
 4.4 内層共振現象が起こる原因と対策
5.高速信号伝送回路の性能を評価する技術
 5.1 ギガビット波形の観測(オシロ)のテクニック
 5.2 TDRの動作を理解する
 5.3 ネットワーク・アナライザの動作を理解する
 5.4 ジッタ測定の基本とバスタブ曲線を理解する

Ltspiceでプロットしたアイダイアグラム
Ltspiceでプロットしたアイダイアグラム

※ パソコンやシミュレータなど,実習に使用する機材はこちらで用意します.

●対象聴講者
・これから数百Mbps以上のディジタル回路設計に取り組むディジタル回路設計者
・Gbpsクラスのディジタル伝送回路を設計しているが,設計ガイドラインなどでは不安がある方
・数百M~数Gbpsディジタル回路を評価する技術をより確実に理解・マスタしたい方
・フリーのLtspiceを伝送路の解析に活用したい方
・伝送線路解析に3次元電磁界解析ツールの活用を考えている方・ギガビットクラスのデジタル伝送回路の評価技術を深く理解したい方

●講演の目標
・高速信号波形が伝送する実際の姿をイメージできるようになる
・高速信号伝送時に起きるさまざまな問題について原因の理解と対策ができるようになる
・Ltspiceを活用して高速信号伝送のようすを把握できるようになる
・Gbpsの高速信号伝送回路の基板パターンの適切な設計・対策ができるようになる
・超高速OPアンプなどを使った任意の高速波形伝送回路の設計ができるようになる(ただしOPアンプ回路設計技術の知識が必要)
・Gbpsの波形を正しく評価する主な技術の基本が理解できるようになる

●参考文献
・志田 晟;『Gビット時代の高速データ伝送技術(TRSP No.128)』,CQ出版社,2014年10月.
・志田 晟;『ディジタル・データ伝送技術入門(SP No.93)』,CQ出版社,2006年1月.
・野崎 原生,畑山 仁,永尾 裕樹 編著(志田 共著);『USB 3.0設計のすべて』,CQ出版社,2011年10月.
・畑山 仁 編著(志田 共著);『PCI Express設計の基礎と応用』,CQ出版社,2010年5月.
・志田 晟;連載「ディジタル信号の性質と高速伝送技術」,トランジスタ技術 2008年1月号~2009年2月号,CQ出版社.
・遠坂 俊明 編著(志田 共著);『電子回路シミュレータSPICE実践編』,CQ出版社,2004年6月.
・渋谷道雄;『Ltspiceで学ぶ電子回路』,オーム社,2011年.


【講師】
志田 晟 氏〔シグナルラボ 代表〕
 理科学機器メーカで高速・高周波回路,ディジタル・アナログ混在回路の開発・設計を長年にわたり担当.立体回路内での信号の3D電磁界時間波形解析を基にした特許など,特許・実用新案多数.


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過去に受講された方のコメント

  • 非常に興味深い講義であった.テキストは写真や図が多く内容も濃かったので,大変参考になった.電磁界の話も聞けたので,高周波(ディジアナ)回路設計に役立ちそうです.(30代,機器開発エンジニア)
  • 高速伝送全般について聞きたかった.会社での問題解決のきっかけを頂いたので,満足できた.(30代,LSI開発エンジニア)
  • 高速シグナルの開発・評価方法,考え方を教えていただき助かりました.(20代,ボード開発エンジニア)
  • 高速データ伝送の最新トピックと気を付けるべきポイントを聞きたかった.大変満足した.(30代,LSI開発エンジニア)
  • 電気回路設計段階でのLTspiceを用いたシミュレーション方法について聞きたかったのですが,今回のセミナでシミュレーション方法だけでなく,基板設計,評価段階など様々な話が聞けて良かったです.(30代,ボード開発エンジニア)
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コース

 1日コース

カテゴリ

 基板・ノイズ

シリーズ

 

特徴

 実習

キーワード

 EDA
 インターフェース
 ノイズ
 ボード
 計測
 通信

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