高速信号伝送の基礎と適切な回路実装設計の進め方・重要ポイントおよびその応用

~ 信号伝送、伝送線路、基板の特性インピーダンス、伝送特性の安定と回路実装設計の進め方とポイント ~

・年々高速化が進む電子機器に最適となる設計を行い、機器の動作安定に活かすための講座
・高速信号伝送に重要な伝送線路、スキュー、クロストークなど信号伝送で問題となる現象などを学び、高速化に対応した回路実装設計に活かそう!

講師の言葉

電子機器で扱われる信号は、年々高速化しています。十分な配慮をせずに、単に、プリント基板上に部品を配置、相互配線しただけでは、安定した動作をすることはありません。これには、小手先の設計ルールだけでは太刀打ちできません。
高速信号を扱うためには、設計段階で、きちんとした配慮を行うことに尽きます。これは、信号伝送の基本的なメカニズム、伝送線路の材料の特性などを理解し、それから、機器個別に最適となる設計を行うことです。
本講座では、始めに基礎編として、知っておきたい知識、理論、手法を整理します。次に、実際編として、回路実装設計における重要なポイント、および見落としやすいことなどを重点に、わかりやすく解説します。

セミナー詳細

開催日時
  • 2019年02月04日(月) 10:30 ~ 17:30
開催場所 日本テクノセンター研修室
カテゴリー 電気・機械・メカトロ・設備
受講対象者 ・信号伝送技術を基礎から知りたい方
・電子機器の回路設計、基板設計、実装設計に携わるエンジニアの方
・電子回路の動作不安定、誤動作などで苦しんだことのある方
予備知識 ・デバイス、デジタル回路の一般的な基礎知識
・信号伝送の一般的な基礎知識
修得知識 ・デジタル信号伝送の基本的なメカニズムの理解
・安定した高速信号伝送を実現するための基本的な考え方と要点
・機器個別に対応したプリント基板の回路実装設計の実際的手法
プログラム

-基礎編―

1. 高速信号伝送の概要
(1). デジタル信号伝送の構成
(2). デジタル信号高速化のこれまでの動き
(3). 信号伝送の主な規格の概要

2.信号伝送のデバイス
(1). デジタル信号伝送の基本  CMOS
(2). 差動信号伝送のデバイス  LVDS
(3). 高速なデバイス  CML

3.最も重要な伝送線路の基礎
(1). 周波数・線長と線路の振舞い
(2). 分布定数線路 -最も基礎となる伝送線路
      a. 分布定数線路とは
      b. 電信方程式
      c. 定常正弦波の場合(常微分方程式)
(3). 特性インピーダンスと伝搬定数
      a. 特性インピーダンス
      b. 伝搬定数
(4). 分布定数線路における波の振舞い
      a. 線路上の波は「進行波」と「反射波」の合成
      b. 終端を固定すると何が起きるか -共振
(5). 周波数が高くなると、大きく変わる伝送特性

4.デジタル信号伝送で問題となる現象
(1). 信号保全(SI:Signal Integrity)とは
(2). スキュー(Skew)
(3). 反射(Reflection)
(4). クロストーク(Crosstalk)
(5). 損失(Loss)

5.現在、高速信号伝送を実現している技術
(1). 時間領域と周波数領域の対応と測定・評価
      a. 時間領域と周波数領域
      b. 測定・評価
(2). シリアル平衡2本差動伝送
      a. 背景:シングルエンド パラレル伝送の限界 
      b. シングルエンド伝送と平衡2本差動伝送の比較
      c. 平衡2本差動伝送の活用手法
(3). シグナル・コンデショニング(信号調整)技術
      a. シグナル・コンデショニング(信号調整)技術とは
      b. 伝送路の減衰(高周波での損失)補償
      c. 伝送回路の低周波特性の補償
 d.クロック信号との同期の確保

-実際編-

6.一筋縄ではいかない基板の特性インピーダンス
(1). 特性インピーダンスの基本式
      a. マイクロストリップ線路
      b. ストリップ線路
      c. 差動線路の特性インピーダンス
(2). 実は、式通りになっていない特性インピーダンス
      a. レイアウト設計の実態
      b. 精度が管理できないプロセス

7.大きな影響を与える不連続部の振舞い
(1). 最も注意したいビア
(2). 気づきにくいスタブの影響
(3). 平衡2本差動線路で見る損失と反射

8.伝送特性の安定のために
(1). なぜ、伝送特性の安定を考えなければならないのか
(2). 検討例:平衡2本差動線路 最適構造は?
(3). ロバストな設計と配線収容性のトレードオフ

9.回路実装設計の進め方とポイント
(1). 高速化による回路実装設計の配慮ポイントの推移
(2). 回路実装設計の基本ステップ
(3). 回路実装設計における基本的留意事項

10. 終わりに ~信号伝達高速化の歩みと最新トピックス~
(1). これまでの信号伝送高速化の歩み
(2). 最新のトピックス
(3). 今後の展開

キーワード 高速信号伝送 デジタル信号伝送 伝送線路 分布定数 クロストーク シグナル・コンデショニング 信号調整 特性インピーダンス 回路実装 
タグ 回路設計
受講料 一般 (1名):49,500円(税込)
同時複数申込の場合(1名):44,000円(税込)
会場
日本テクノセンター研修室
〒 163-0722 東京都新宿区西新宿2-7-1 新宿第一生命ビルディング(22階)
- JR「新宿駅」西口から徒歩10分
- 東京メトロ丸ノ内線「西新宿駅」から徒歩8分
- 都営大江戸線「都庁前駅」から徒歩5分
電話番号 : 03-5322-5888
FAX : 03-5322-5666
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