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Designers' Tips

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ZEPマガジン

2025年12月16日号 　 [基板/実装/3Dプリンタ] [無線/通信/高周波] [シミュレータ/ツール]
波長はプリント・パターン上で短くなる
自由空間での波長λ0は光速cと周波数fから求められ，1GHz信号ではλ_0 = 30cm ．伝送線路上では電磁界の分布や基板の誘電率の影響で波長が短くなる
2025年12月15日号 　 [基板/実装/3Dプリンタ] [無線/通信/高周波] [シミュレータ/ツール]
プリント・パターンの曲げ方と反射
角を切り落とした曲げのリターン・ロスは直角曲げに比べて全帯域で約10dB改善される
2025年12月14日号 　 [基板/実装/3Dプリンタ] [無線/通信/高周波] [シミュレータ/ツール]
10mm，5mm，2.5mmのマイクロストリップ線路の通過帯域
マイクロストリップ線路は高周波信号を伝送するための代表的な構造．線路の長さLが信号の通過特性に大きく影響する
2025年12月13日号 　 [基板/実装/3Dプリンタ] [無線/通信/高周波] [シミュレータ/ツール]
マイクロストリップ線路はインダクタンスとキャパシタンスで構成されている
マイクロストリップ線路は，高周波では単なる導体パターンではなく，インダクタンスとキャパシタンスが組み合わさった分布定数回路として動作
2025年12月12日号 　 [アナログ/センサ/計測] [測定器/分析装置] [シミュレータ/ツール]
OPアンプで作る方形波発生器「弛張発振回路」
弛張発振回路は，抵抗とキャパシタを組み合わせて自励信号を生成する回路．OPアンプはコンパレータとして動作し，充放電の繰り返しにより周期的な信号を出力する
2025年12月11日号 　 [アナログ/センサ/計測] [測定器/分析装置] [シミュレータ/ツール]
発振トラブル多し：I-V変換アンプの設計要点
フォトダイオードに光が当たると電流が出力される．この微小電流を電圧に変換するI-V変換アンプは，発振が起きやすい点に注意が必要
2025年12月10日号 　 [アナログ/センサ/計測] [測定器/分析装置] [シミュレータ/ツール]
抵抗とOPアンプ自体から出る：増幅回路の3つのノイズ源
増幅回路におけるノイズ源は大きく分けて3つある．（1）抵抗器が出す熱ノイズ（2）OPアンプが出す電圧性ノイズ（4）OPアンプが出す電流性ノイズ
2025年12月9日号 　 [アナログ/センサ/計測] [測定器/分析装置] [シミュレータ/ツール]
位相補償容量の最適値探し：電子回路シミュレーションで実験
補償用キャパシタの容量が小さいと安定性の改善は限定的．容量が大きすぎると過補償となり，応答速度が低下したり波形のひずみが発生したりする
2025年12月8日号 　 [アナログ/センサ/計測] [測定器/分析装置] [シミュレータ/ツール]
増幅回路の発振を止める：定石「進み位相補償」
増幅回路の出力信号が入力に逆相で戻る際，十分な位相余裕がないと，信号が自己増幅されて周期的に振動する．この好ましくない現象を抑えるために，位相補償が有効
2025年12月7日号 　 [アナログ/センサ/計測] [測定器/分析装置] [シミュレータ/ツール]
増幅回路の出力インピーダンス：負帰還による抑圧効果
増幅回路における出力インピーダンスは，回路の出力端から見た内部のインピーダンス．単体のOPアンプは数百Ωから数kΩの値をもつ
2025年12月6日号 　 [アナログ/センサ/計測] [測定器/分析装置] [シミュレータ/ツール]
増幅回路の誤差「オフセット電圧」の設計法
OPアンプの増幅回路におけるオフセット電圧は，入力端子に印加された電圧差がゼロであっても，出力に現れる誤差のこと
2025年12月5日号 　 [アナログ/センサ/計測] [測定器/分析装置] [シミュレータ/ツール]
大振幅と小振幅で全然違う！増幅回路の周波数特性
OPアンプ増幅回路は，周波数が高くなるほど出力信号が縮んでいく性質がある．小さな信号ではゲイン帯域幅GBWで説明できるが，入力振幅が大きい場合は別の制限が支配的になる
2025年12月4日号 　 [アナログ/センサ/計測] [測定器/分析装置] [シミュレータ/ツール]
高域でのゲイン低下に注意！OPアンプ増幅回路の周波数特性
OPアンプ増幅回路は低域では抵抗で設定したゲインとおりの特性が得られるが，周波数が上がるにつれてゲインが低下し始める
2025年12月3日号 　 [アナログ/センサ/計測] [測定器/分析装置] [シミュレータ/ツール]
入力と出力の電圧が等しい…それでもアンプ？絶対使う「ボルテージ・フォロア」
ゲイン1倍のアンプ「ボルテージ・フォロワ」は，高い信号源抵抗をもつセンサなどの電圧信号を低インピーダンスの負荷に正確に伝えることができる
2025年12月2日号 　 [アナログ/センサ/計測] [測定器/分析装置] [シミュレータ/ツール]
USBマルチ測定器ADALM1000用測定アプリ ALICEのPCセットアップ
ALICEはADALM1000を操作するための専用GUIソフトウェア．波形表示，直流・交流の信号生成，I-V測定，データ記録などの機能を備える
2025年12月1日号 　 [アナログ/センサ/計測] [AI/IoT/マイコン] [半導体/電子部品]
［PR］トランジスタの増幅作用：キットで学ぶ電子回路設計
トランジスタのふるまいの理解は，電子回路設計の基礎を身につけるために重要．PC制御のUSBテスタでトランジスタを動かして，その基礎を身に付けよう
2025年11月30日号 　 [信号処理/セキュリティ] [電磁気/数学/統計/力学]
量子鍵の基本的な転送プロトコルBB84とは
量子状態で情報を表現する量子ビットは，重ね合わせやもつれの特性をもつ．この性質を活用することで，従来の暗号アルゴリズムでは困難だった安全性の確保が可能
2025年11月29日号 　 [AI/IoT/マイコン] [ロボット/自動運転/宇宙]
停止中の車が急加速！？CANになりすまし攻撃
送信エラーの累積によってノードが自己隔離する「バスオフ」は，故障耐性を目的とした規定動作．復帰には一定の条件や手続きが必要
2025年11月28日号 　 [信号処理/セキュリティ] [電磁気/数学/統計/力学]
量子技術が変える次世代サイバ・セキュリティ
量子状態で情報を表現する量子ビットは，重ね合わせやもつれの特性をもつ．この性質を活用することで，従来の暗号アルゴリズムでは困難だった安全性の確保が可能
2025年11月27日号 　 [AI/IoT/マイコン] [ロボット/自動運転/宇宙]
実車実験！車載CANへのなりすまし攻撃
送信エラーの累積によってノードが自己隔離する「バスオフ」は，故障耐性を目的とした規定動作．復帰には一定の条件や手続きが必要
2025年11月26日号 　 [AI/IoT/マイコン] [信号処理/セキュリティ]
600GOPS！STM32N6マイコンによるエッジAIカメラの開発
Cortex-M55上で動かすファームウェアは，セキュア・ブートとハードウェア・アクセラレータによる暗号化機能を組み合わせて作る
2025年11月25日号 　 [アナログ/センサ/計測] [AI/IoT/マイコン] [半導体/電子部品]
1度は必ず見舞われる定番トラブル「発振」と対策
発振は位相補償を適切に施すことで安全に制御できる．回路の寄生素子や信号遅延を理解し，小容量のキャパシタを追加することで対策できる
2025年11月24日号 　 [アナログ/センサ/計測] [AI/IoT/マイコン] [半導体/電子部品]
脱教科書！設計者が使う定数E24系列
E24系列は，基本的な抵抗値を24段階に分けて定義したもので，1.0，1.1，1.2から9.1までの数字が2桁の基本値として設定されている
2025年11月23日号 　 [アナログ/センサ/計測] [AI/IoT/マイコン] [半導体/電子部品]
非反転バッファや単電源アンプにレール・ツー・レールOPアンプ
レール・ツー・レールOPアンプは，入力端子や出力端子が電源電圧に非常に近い範囲で動作可能な信号増幅用アナログIC
2025年11月22日号 　 [アナログ/センサ/計測] [AI/IoT/マイコン] [半導体/電子部品]
バイポーラとFETどうやって使いわける？
バイポーラ・トランジスタは，ベースに流す電流に応じてコレクタ電流が増幅される．FETはゲートに加える電圧でドレイン-ソース間を制御する
2025年11月21日号 　 [アナログ/センサ/計測] [AI/IoT/マイコン] [半導体/電子部品]
トランジスタを動かす電流増幅の実験
トランジスタの動作によって，ベース電流に応じてコレクタ電流が増幅される．この特性を利用することで，スイッチやアンプを実現できる
2025年11月20日号 　 [アナログ/センサ/計測] [AI/IoT/マイコン] [半導体/電子部品]
USB半導体チェッカを動かす実習の準備
キット付きVOD教材「実験キットで学ぶ初歩の電子回路設計」に付属するUSB半導体チェッカを使う前に，電源供給や接続環境を確認する
2025年11月19日号 　 [制御/モデルベース設計] [モータ/アクチュエータ] [ロボット/自動運転/宇宙]
制御プログラムの良否：判定時間応答と周波数応答
P制御やPID制御を用いることで，立ち上がり特性やオーバーシュートを調整できる．パラメータ調整により，時間応答の速度と安定性をバランスさせることが可能

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