この動画では、高周波における寄生成分の影響について解説しています。
【書き起こし】【高周波】意外な落とし穴！知らないとヤバい電子部品の高周波特性
(00:00) 本日は宴じゃあです 今回のテーマは連し部品の高周波特性です 電子工作などで回路を設計するときに最も よく使用する部品として抵抗ホイール本 レーサーがありますが実はこれらの基本的 な電子部品においても報酬派では規制成分 を加味しておかないと意図した性能が得 られないことがあります そこで今回の動画では高周波回路デー気を つけるべき点し部品の規制成分の概要と 実際に回路を設計する場合の対処方法に ついて解説したいと思います 7 vna を使って簡単に真似できる 内容となっているので是非最後までご覧 ください では参りましょう おった ああああああん まずは口数端における規制成分とは何か から見ていきましょうそう 高周波における規制成分は回路図には記載 されていない目に見えない傾向成分 インダクタンス成分キャパシタンス成分の
(01:06) ことをいいます 目に見えないということは不審乗数として い規定されていないということを意味して おり 例えば抵抗の場合だとを抵抗を基板に実装 するために必要なリード線が持つ インダクタンス成分やビード船同士が対抗 することによって発生する キャパシタ成分が規制成分にあたりますん そしてぇこの規制成分を考慮せずに回路を 設計した場合には規制成分によって高周波 でのインピーダンス特性が変化してしまう ために意図したとおりに回路が動作し なかったりあるいは思ったような性能が出 なかったりといったことが起こりますその ため国に高周波の街道は電子部品の生成分 を加味して設計することが重要になります では実際にれし部品のインピーダンス特性 を測定してみてどれくらい行き性成分の 影響があるのかを確認してみましょう 今回は構造としてわかりやすい リード線付きの抵抗と本でんサーの インピーダンスを7 vna を使って
(02:11) 測定してみます なお測定には7 vna で電子部品を 計測するための 7 vna テストボードキットを使って います まずずオームの抵抗を測定すると ep ダンスとしては低いする羽数では おおむね10オウムとなっていますが 周波数が高くなるにしたがってインフィ ダースが徐々に上昇していることが分かり ます この数派数に比例してインピーダンスが 増加するというのはぽい部の性質を持つ ことを意味しておりこのビード線月の定方 においてはビード線や抵抗内部のインラク タンスによってこのインピーラースの上昇 がもたらされているということになります 続いて同じような形状ですが1メガオーム の抵抗を測定してみるとこちらは7 vna デー測定可能な10khz 以上の周波数 においてすでに b ダースが低下し始め ておりそこからさらに中破数の上昇に従っ てインピーダンスが低下していくことが 確認できるますよこのインピーダンスの
(03:16) 低下は欧州派で in ピーラーすが低く なる本殿さあの性質そのもので1メガを 無能抵抗においてはビード戦艦の規制 キャパシタンスによってこの インピーダンスのテージョが発生してい ます ここまでで計禰衡なものと方抵抗なものを 測定したので2巻くらいの1 k オーム の抵抗を測定してみるとこちらは100 mh 以下の周波数においては インピーダンスがほぼ一定の値を示してい ます これは規制成分の影響が一木労務になると 突然なくなってしまうという事ではなく インピーダンスに影響を与えるシェイン 落胆すと規制キャパシタンスの両方で 釣り合いが取れているために発生する現象 ですつまり同じビード月の抵抗といえども 警河内屋規制成分の大きさによって それぞれでインピーダンスの変化具合や 傾向が異なりそのために回路設計する場合 には適切な等価回路を作る必要があると いうことが美会できるかと思います
(04:21) また本蓮さあも同様に静電容量や婦人の 構造によってそれぞれで報酬派の インピーダンス特性が大きく異なります 例えば100万のファラッドのセラミック コンデンサーにおいては数 mhz を境 にインピーダンスが上昇に転じています 俺は先ほどの抵抗と同じようにフィード線 が持つ規制インダクタンスの影響で歩入る としての性質が見えているためです またコンデンサーの場合高周波電流による 損失や集めつの原因となる寄生抵抗 esr が通用となりますがこの寄生抵抗 はコンデンサーの共振周波数における インピーダンスが esr として定義さ れる値になりますうなおこの寄生抵抗に ついてはコンデンサーのする医によって値 が大きく異なり特に電解コンデンサーに おいてはい sr が大きくなる傾向が あるため 等価回路を作るときには2位が必要です 実際に見127ファラッドの電解 コンデンサーのインピーダンス特性を見て
(05:26) みると先ほどのセラミックコンデンサーと 比較して静電容量の大きさはそこまで 変わらないはずなのに開けは大きく違って いることが分かります このように電子部品は高周波において無心 乗数としてい規定されているような インピーダンスをそのまま示すことは ほとんどなく抵抗がコンデンサーの性質を 示したり本年サーバ恋部の性質を示したり と周波数によって挙動があわってしまう ために高周波の回路を設計するう場合には 等価回路で考えることが重要になります では最後に等価回路の活用方法を紹介して 終わりにしたいと思います そもそも等価回路を活用するためには等価 回路を作る必要がありますが一つ一つの 部品を自分自身でモデリングしていくのは あまり現実的ではありません そこで実際に設計する場合には等価回路 モデル spice model s パラメーター モデルのいずれかを使って開度
(06:29) シミュレーションしていきます この3つのモデルのうち spice モデルと s パラメーターモデルについ ては米誌部品メーカーが部サイトにて公開 していることもあるので崩壊している場合 はそこからダウンロードして使用します 一方で等価回路モデルを使用する場合は 自分自身0部品をモデリングする必要が あります モデリングにあたっては一つ一つの部品の be worth 特性を測定してそれに 合うように乗数を決めていこう方もあり ますがリード線1mm 当知奈のヘンリー twitter経験則に基づいて モデリングすることもあります もちろんモデリングの精度は低くなるので その分だけシミュレーション結果に誤差が 生じますが規制成分を考慮していないより はかなりマシな結果が得られます またパイロシミュレーターが s パラメータのシミュレーションに対応して いる場合には s パラメータの測定結果 をタッチストーンフォーマットで保存する ことでそのデータを使って回路
(07:32) シミュレーションすることもできます 私の場合は7 vna で touchstone フォーマットの データを保存しそれを q 9スタジオと いう無料の開度シミュレーターを使って シミュレーションに使用するといったこと をしていますちょうど先ほど インピーダンスの測定結果をグラフで表示 しましたがこれも q 9スタジオで データを取り込んでからインピーダンスを 計算したものになります このように高周波回路を設計するには規制 成分を加味してシミュレーションをする ことが大切になるわけですがそのための 手段としては自分自身0等価回路モデルを 作る以外にも spice モデルや s パラメーターモデルをダウンロードしたり 実測でデータを使ったりといくつかの方法 が存在しますどのやり方が一番良いとは 言えませんが 使用している部品や設計環境に応じて最適 なものを選ぶというのがず重要になります ということで今回のまとめです 今回は電子部品の方周波特性をテーマに
(08:36) 霊視部品が持つ性成分について解説しまし た 規定成分は目に見えないため 鳳雛葉を難しくさせる要因となりますが 等価回路の視点0部品の構造を捉えること でそれぞれの部品の高周波での挙動を少し 頭痛理解できるようになりますそのため まずはインピーダンス特性を元に自分自身 でを抱える表l をつくってみて それぞれの性成分が2 p ダースにどの ような影響を与えるかを確認してみること をお勧めします おそらくさまざまな部品をモデリングして いると不信事の多いその感覚がつかめて くるかと思いますのでぜひチャレンジして みてくださいということで今回は以上に なります 最後までご視聴ありがとうございました [音楽]
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