車載オペアンプでノイズ設計フリーを実現：車載センサー用途で設計工程削減

ロームはノイズ設計フリーの車載オペアンプを開発、「CEATEC JAPAN 2017」では実演デモを交え紹介した。

[馬本隆綱，EE Times Japan]

「回路設計」「レイアウト」「プロセス」と3つのアナログ技術を融合

　ロームは、「CEATEC JAPAN 2017」（2017年10月3〜6日、幕張メッセ）において、モノづくりの可能性を広げ、IoT（モノのインターネット）社会の創造に貢献する半導体デバイスやシステムソリューションを提案した。その1つがノイズ設計を不要にする高EMI（電磁妨害）耐量の車載用オペアンプである。

　開発した車載用オペアンプ「BA8290xYxx-C」シリーズは、車載センサーなどの後段に設置し、出力された微小な信号を増幅する用途で用いられる。これまでの車載システムは、ノイズの影響による動作不良や誤動作を防ぐため、CRフィルターなどのノイズ対策部品を外付けする必要があった。

　しかも、ノイズ評価を個別に行うことは難しく、組み立て後にノイズ問題が発覚した場合、それを解決するために回路設計やノイズ対策をやり直す必要があり、「回路／システム設計者にとっては、開発期間などの点で大きな負担になっていた」（説明員）という。

　BA8290xYxx-Cシリーズは、新たなノイズ対策回路をチップに内蔵する回路設計技術、配線の引き回しを最適化するアナログレイアウト技術、そして独自のバイポーラプロセス技術と、主に3つの独自アナログ技術を融合して開発した。これによって、車載センサー用途でノイズ設計フリーのオペアンプを実現することができたという。車載信頼性規格「AEC-Q100」にも対応している。

　ブースでは、BA8290xYxx-Cシリーズとその競合製品を用意し、400MHz帯無線機のアンテナ部をオペアンプに近づけて、出力電圧の変動からノイズ耐量を評価する電波放射試験を行った。BA8290xYxx-Cシリーズは、実験で無線機を近づけても出力電圧が3.3Vとほぼ一定となり安定。これに対して競合品は3.3Vから2.9Vなどに変動した。

BA8290xYxx-Cシリーズを用いてノイズ耐量を評価するデモの模様

　今後は、車載センサー向けに加え、産業機器向け製品やスルーレートの速い製品なども用意していく計画である。なお、BA8290xYxx-Cシリーズは、「CEATEC AWARD 2017」の「イノベーションテクノロジ・ソフトウェア部門」で準グランプリを受賞した。

後付けで簡単に実現、マシンヘルスモニタリング

各種センサーや無線モジュールを後付けしたマシンヘルスモニタリングの事例

　ブースでは、工場内の既存設備に対して、同社製のセンサーや無線システムを後付けし、装置の動作状態をモニタリングする「マシンヘルスモニタリング」についても、その応用事例を紹介した。これによって、機器の故障などを未然に防止することができるという。

　例えば、テラヘルツ液面センサーやWi-SUN対応の4mA〜20mAアナログセンサー、カラーセンサー、気圧センサー、EnOcean対応の照度センサー、温湿度センサーなどが用意されている。周辺設備をモニタリングするセンサーも、パーキング地磁気センサーやキャスタービーコンなどがある。これらを用いることで、大規模な工事やシステムを導入することなく、産業機器のモニタリングシステムを比較的容易に構築することができるという。