注意 : この日本語版文書は参考資料としてご利用ください 最新情報は必ずオリジナルの英語版をご参照願います MCP6421 電磁干渉除去比 (EMIRR) 評価用ボードユーザガイド 2017 Microchip Technology Inc. DS50002175A_JP
Microchip 社製デバイスのコード保護機能に関して次の点にご注意ください Microchip 社製品は 該当する Microchip 社データシートに記載の仕様を満たしています Microchip 社では 通常の条件ならびに仕様に従って使用した場合 Microchip 社製品のセキュリティレベルは 現在市場に流通している同種製品の中でも最も高度であると考えています しかし コード保護機能を解除するための不正かつ違法な方法が存在する事もまた事実です 弊社の理解ではこうした手法は Microchip 社データシートにある動作仕様書以外の方法で Microchip 社製品を使用する事になります このような行為は知的所有権の侵害に該当する可能性が非常に高いと言えます Microchip 社は コードの保全性に懸念を抱くお客様と連携し 対応策に取り組んでいきます Microchip 社を含む全ての半導体メーカーで 自社のコードのセキュリティを完全に保証できる企業はありません コード保護機能とは Microchip 社が製品を 解読不能 として保証するものではありません コード保護機能は常に進歩しています Microchip 社では 常に製品のコード保護機能の改善に取り組んでいます Microchip 社のコード保護機能の侵害は デジタルミレニアム著作権法に違反します そのような行為によってソフトウェアまたはその他の著 本書に記載されているデバイスアプリケーション等に関する情報は ユーザの便宜のためにのみ提供されているものであり 更新によって無効とされる事があります お客様のアプリケーションが仕様を満たす事を保証する責任は お客様にあります Microchip 社は 明示的 暗黙的 書面 口頭 法定のいずれであるかを問わず 本書に記載されている情報に関して 状態 品質 性能 商品性 特定目的への適合性をはじめとする いかなる類の表明も保証も行いません Microchip 社は 本書の情報およびその使用に起因する一切の責任を否認します Microchip 社の明示的な書面による承認なしに 生命維持装置あるいは生命安全用途に Microchip 社の製品を使用する事は全て購入者のリスクとし また購入者はこれによって発生したあらゆる損害 クレーム 訴訟 費用に関して Microchip 社は擁護され 免責され 損害をうけない事に同意するものとします 暗黙的あるいは明示的を問わず Microchip 社が知的財産権を保有しているライセンスは一切譲渡されません 商標 Microchip 社の名称と Microchip ロゴ dspic FlashFlex KEELOQ KEELOQ ロゴ MPLAB PIC PICmicro PICSTART PIC 32 ロゴ rfpic SST SST ロゴ SuperFlash UNI/O は 米国およびその他の国における Microchip Technology Incorporated の登録商標です FilterLab Hampshire HI-TECH C Linear Active Thermistor MTP SEEVAL Embedded Control Solutions Company は 米国における Microchip Technology Incorporated の登録商標です Silicon Storage Technology は その他の国における Microchip Technology Incorporated の登録商標です Analog-for-the-Digital Age Application Maestro BodyCom chipkit chipkit ロゴ CodeGuard dspicdem dspicdem.net dspicworks dsspeak ECAN ECONOMONITOR FanSense HI-TIDE In-Circuit Serial Programming ICSP Mindi MiWi MPASM MPF MPLAB 認証ロゴ MPLIB MPLINK mtouch Omniscient Code Generation PICC PICC-18 PICDEM PICDEM.net PICkit PICtail REAL ICE rflab Select Mode SQI Serial Quad I/O Total Endurance TSHARC UniWinDriver WiperLock ZENA Z-Scale は 米国およびその他の国における Microchip Technology Incorporated の登録商標です SQTP は 米国における Microchip Technology Incorporated のサービスマークです GestICとULPPは その他の国におけるMicrochip Technology Germany II GmbH & Co. & KG (Microchip Technology Incorporated の子会社 ) の登録商標です その他 本書に記載されている商標は各社に帰属します 2013, Microchip Technology Incorporated, Printed in the U.S.A., All Rights Reserved. ISBN: 978-1-5224-1601-2 QUALITY MANAGEMENT SYSTEM CERTIFIED BY DNV == ISO/TS 16949 == Microchip 社では Chandler および Tempe ( アリゾナ州 ) Gresham ( オレゴン州 ) の本部 設計部およびウェハー製造工場そしてカリフォルニア州とインドのデザインセンターが ISO/TS-16949:2009 認証を取得しています Microchip 社の品質システムプロセスおよび手順は PIC MCU および dspic DSC KEELOQ コードホッピングデバイス シリアル EEPROM マイクロペリフェラル 不揮発性メモリ アナログ製品に採用されています さらに 開発システムの設計と製造に関する Microchip 社の品質システムは ISO 9001:2000 認証を取得しています DS50002175A_JP - p. 2 2017 Microchip Technology Inc.
宣言の対象 : MCP6421 EMIRR 評価用ボード 2017 Microchip Technology Inc. DS50002175A_JP - p. 3
NOTE: DS50002175A_JP - p. 4 2017 Microchip Technology Inc.
目次 まえがき... 7 はじめに... 7 本書の構成... 7 本書の表記規則... 8 推奨参考資料... 9 Microchip 社ウェブサイト... 9 カスタマサポート... 9 改訂履歴... 9 第 1 章製品概要 1.1 はじめに... 11 1.2 MCP6421 EMIRR 評価用ボードの概要... 11 1.3 MCP6421 EMIRR 評価用ボードキットの内容... 12 第 2 章準備と使用 2.1 はじめに... 13 2.2 必要ツール... 13 2.3 MCP6421 EMIRR 評価用ボードの準備... 13 2.4 MCP6421 EMIRR 評価用ボードの使用... 17 補遺 A. 回路図とレイアウト図 A.1 はじめに... 19 A.2 回路図... 20 A.3 上面シルク... 21 A.4 上面銅箔層とシルク... 21 A.5 上面銅箔層... 22 A.6 下面銅箔層とシルク... 22 A.7 下面シルク... 23 補遺 B. 部品表 (BOM) 各国の営業所とサービス... 26 2017 Microchip Technology Inc. DS50002175A_JP - p. 5
NOTE: DS50002175A_JP - p. 6 2017 Microchip Technology Inc.
序章 注意 どのような文書でも内容は時間が経つにつれ古くなります 本書も例外ではありません お客様のニーズを満たすため Microchip 社の製品は常に改良を重ねており 実際のダイアログやツールが本書の内容とは異なる場合があります 最新の文書は弊社ウェブサイト (www.microchip.com) でご覧になれます 文書は DS 番号によって識別します この識別番号は各ページのフッタのページ番号の前に表記しています DS 番号 DSXXXXXA の XXXXX は文書番号 A はリビジョンレベルを表します 開発ツールの最新情報は MPLAB IDE のオンラインヘルプでご覧になれます [Help] メニューから [Topics] を選択すると オンラインヘルプファイルのリストが表示されます はじめに 本書の構成 序章には MCP6421 EMIRR 評価用ボードを使い始める前に知っておくと便利な一般情報を記載しています 主な内容は以下の通りです 本書の構成 本書の表記規則 推奨参考資料 Microchip 社のウェブサイト カスタマサポート 改訂履歴 本書には MCP6421 EMIRR 評価用ボードの概要と 準備および使用の方法を記載してます 本書の構成は以下の通りです 第 1 章 製品概要 MCP6421 EMIRR 評価用ボードに関する重要情報 第 2 章 準備と使用 MCP6421 EMIRR 評価用ボードの準備と使用の方法 補遺 A. 回路図とレイアウト - MCP6421 EMIRR 評価用ボードの回路図とレイアウト図 補遺 B. 部品表 (BOM) - MCP6421 EMIRR 評価用ボードの部品表 (BOM) 2017 Microchip Technology Inc. DS50002175A_JP - p. 7
本書の表記規則 本書には以下の表記規則を適用します 本書の表記規則表記 適用 例 Arial MS ゴシックフォント 二重かぎカッコ : 参考資料 MPLAB IDE ユーザガイド 太字 テキストの強調... は唯一のコンパイラです... 角カッコ : [ ] ウィンドウ名 [Output] ウィンドウ ダイアログ名 [Settings] ダイアログ メニューの選択肢 [Enable Programmer] を選択 かぎカッコ : ウィンドウまたはダイアログ Save project before build のフィールド名 右山カッコ (>) で区切った下線付き斜体テキスト メニュー項目の選択 File>Save 太字 ダイアログのボタン [OK] をクリックする タブ [Power] タブをクリックする N Rnnnn Verilog 形式の数値 (N は総桁 4 b0010, 2 hf1 数 R は基数 n は各桁の値 ) 山カッコ (< >) で囲んだテキ キーボードのキー <Enter> <F1> を押す スト Courier New フォント標準書体の Courier New サンプルソースコード #define START ファイル名 autoexec.bat ファイルパス c:\mcc18\h キーワード _asm, _endasm, static コマンドラインオプション -Opa+, -Opa- ビット値 0, 1 定数 0xFF, A 斜体の Courier New 変数の引数 file.o (file は有効な任意のファイル名 ) 角カッコ : [ ] オプションの引数 mcc18 [options] file [options] 中カッコとパイプ文字 : { } 引数のどれかを選択する場合 errorlevel {0 1} (OR 選択 ) 省略記号 :... 繰り返されるテキスト var_name [, var_name...] ユーザが定義するコード void main (void) {... } DS50002175A_JP - p. 8 2017 Microchip Technology Inc.
序章 推奨参考資料 MICROCHIP 社のウェブサイト カスタマサポート 本書は MCP6421 EMIRR 評価用ボードの使い方を説明したものです 参考資料として Microchip 社が提供する以下の文書を推奨します MCP6421 データシート - 4.4 µa, 90 khz Op Amp (DS25165) Microchip 社は自社が運営するウェブサイト (www.microchip.com) を通してオンラインサポートを提供しています 当ウェブサイトでは お客様に役立つ情報やファイルを簡単に見つけ出せます インターネットブラウザから以下の内容がご覧になれます 製品サポート - データシートとエラッタ アプリケーションノートとサンプルプログラム 設計リソース ユーザガイドとハードウェアサポート文書 最新のソフトウェアと過去のソフトウェア 一般的技術サポート よく寄せられる質問 (FAQ) 技術サポートのご依頼 オンラインディスカッショングループ Microchip 社のコンサルタントプログラムメンバーの一覧 Microchip 社の事業 プロダクトセレクタガイドとご注文案内 プレスリリース セミナーとイベントの一覧 営業所の一覧 Microchip 社製品をお使いのお客様は 以下のチャンネルからサポートをご利用頂けます 販売代理店 各地の営業所 フィールドアプリケーションエンジニア (FAE) 技術サポートサポートは販売代理店までお問い合わせください 各地の営業所もご利用になれます 本書の最後のページには各国の営業所の一覧を記載しています 技術サポートは以下のウェブページからもご利用になれます http://www.microchip.com/support 改訂履歴 リビジョン A (2013 年 8 月 ) 本書は初版です 2017 Microchip Technology Inc. DS50002175A_JP - p. 9
NOTE: DS50002175A_JP - p. 10 2017 Microchip Technology Inc.
第 1 章 製品概要 1.1 はじめに MCP6421 EMIRR 評価用ボードの概要は以下の通りです 製品番号 : ADM00443 注文番号 : MCP6421EV-EMIRR 製品名 : MCP6421 EMIRR 評価用ボード第 1 章の内容 : MCP6421 EMIRR 評価用ボードの概要 MCP6421 EMIRR 評価用ボードキットの内容 1.2 MCP6421 EMIRR 評価用ボードの概要 MCP6421 EMIRR 評価用ボードは電磁干渉 (EMI) 除去比 (EMIRR) の計測をサポートし MCP6421 オペアンプの EMI 性能を評価する事ができます MCP6421 EMIRR 評価用ボードの主な特長は以下の通りです 基板上の全ての部品には回路図と同じシンボルを表記しています Microchip 社の MCP6421 オペアンプ (1 回路入り SC70-5 パッケージ ) をサポートします 実験用機器を接続するためのテストポイントを備えています 単電源または正負両電源で使えます 図 1-1 に MCP6421 EMIRR 評価用ボードのブロック図を示します 実験用機器をテストポイントに接続する事で EMIRR 応答を計測できます Power supply (TL and filters) Input stage (RC snubbers and TL) DUT (MCP6421 Op Amp Buffer) Output Stage (RC Snubbers and TL) Voltage Calibration (V CAL ) TL = 伝送ライン 図 1-1: MCP6421 EMIRR 評価用ボード - ブロック図 2017 Microchip Technology Inc. DS50002175A_JP - p. 11
1.3 MCP6421 EMIRR 評価用ボードキットの内容 MCP6421 EMIRR 評価用ボードキットは以下を含みます MCP6421 EMIRR 評価用ボード (ADM00443) 重要な注意事項 (Important Information) シート 図 1-2: MCP6421 EMIRR 評価用ボード DS50002175A_JP - p. 12 2017 Microchip Technology Inc.
第 2 章 準備と使用 2.1 はじめに 2.2 必要なツール 第 2 章では MCP6421EMIRR 評価用ボードの準備と使用の方法を説明します 主な内容は以下の通りです 必要なツール MCP6421 EMIRR 評価用ボードの準備 MCP6421 EMIRR 評価用ボードの使用 本ボードの機能を評価するには 以下のツールが必要です 電源 高周波ファンクションジェネレータ ( 任意波形発生器 ) 計測器 ( ネットワークアナライザ等 ) 2.3 MCP6421 EMIRR 評価用ボードの準備 MCP6421 EMIRR 評価用ボードは 1 回路のオペアンプを RC スナバを終端とするバッファ構成で使います 図 2-1 に 本ボードの回路図を示します VDD stage VIN J1 SMA 50_Ohm 1 2 50 Ohm TX line C2 R1 VCAL stage R2 DUT U1 MCP6421T-E/LTY SC-70-5 3 5 1 R6 4 2 C1 C5 R7 R8 C6 50 Ohm TX line VOUT J3 BNC 50 Ohm 1 2 VSS stage 図 2-1: MCP6421 EMIRR 評価用ボードの回路図 電源電圧はオペアンプの許容レンジ内である事が必要です MCP6421 オペアンプは 最大 5.5 V の電源をサポートします 電源は 50Ω の伝送ラインを介して供給され LC フィルタによってノイズの注入が最小限に抑えられます ( 図 2-3 参照 ) 基板上の全ての部品には 回路図と同じシンボルが表記されています オペアンプのパッケージタイプは SC70-5 です 2017 Microchip Technology Inc. DS50002175A_JP - p. 13
電源 グランド 入力信号 出力信号 電圧校正用の BNC および SMA コネクタを介して実験用機器を基板に接続できます MCP6421 EMIRR 評価用ボードの上面を図 2-2 に示します 図 2-2: MCP6421 EMIRR 評価用ボードの上面 2.3.1 概略回路図 2.3.1.1 電源ブロック 高周波電源ノイズを除去するため オペアンプは 50Ω の伝送ライン RC スナバ LC ローパスフィルタによってバイアスされます 図 2-3 に 電源の回路図を示します (R9 = R10 = 49.9 Ω C7 = C9 = C12 = 100 pf C8=C10=10μF C11=100nF L1 = L2 = 470 Ω フェライト ) VDD J4 BNC 50 Ohm 50 Ohm TX Line 1 2 R9 L1 Ferrite 400 Ohm C8 + C7 C11 VDD VSS J5 BNC 50 Ohm 1 2 50 Ohm TX Line R10 C9 L2 Ferrite 400 Ohm C10 + C12 Vss 図 2-3: 電源の回路図 DS50002175A_JP - p. 14 2017 Microchip Technology Inc.
準備と使用 2.3.1.2 入力段 入力段は 50 Ω 伝送ライン AC 結合コンデンサ 2 個の並列抵抗で構成されます 50 Ω 伝送ラインにより 信号発生器の出力インピーダンスに整合させます 並列抵抗により オペアンプ入力で 50 Ω の入力インピーダンスを提供します AC 結合入力信号により DC 入力オフセットの変化は最小となります 図 2-4 に 入力段の回路図を示します (R1 = R2 = 100Ω C2 = 10 nf) J1 SMA 50 Ohm 50 Ohm TX Line 1 2 C2 R1 R2 VIN 図 2-4: 入力段ブロック 2.3.1.3 出力段 出力段は 50 Ω 伝送ラインと 2 極 RC ローパスフィルタで構成されます 50 Ω 伝送ラインにより ネットワークアナライザの入力インピーダンスに整合させると共に インダクタンス アンテナ効果 外乱効果を最小限に抑えます ローパスフィルタは DC 負荷とクロストークを最小限に抑えます 図 2-5 に 出力段の回路図を示します (R6=R7=10kΩ R8 = 49.9 Ω C5 = 100 nf C6 = 10 nf) VOUT R6 C5 R7 R8 50 Ohm TX Line J3 BNC 50 Ohm 1 2 C6 図 2-5: 出力段ブロック 2017 Microchip Technology Inc. DS50002175A_JP - p. 15
2.3.1.4 校正段 出力段と同様に 校正段は 50 Ω 伝送ラインと 2 極 RC ローパスフィルタで構成されます 校正段は カップリングコンデンサの後の V IN 端子から DC を出力させ 入力信号なしの状態でオペアンプオフセットを計測します オペアンプが未実装の状態で 周波数と電力に対する AC 信号源からオフセット変換への 2 次高調波歪み (HD2) を計測し 両方の校正計測値を使って V OUT から DC 出力分を補正します 図 2-6 に 校正段の回路図を示します (C4 = 10 nf C3 = 100 nf R5 = 49.9 Ω R3 = R4 = 10 kω) 図 2-6: 校正段の回路図 2.3.1.5 被試験デバイス (DUT) 段 DUT ブロックはバッファ構成のオペアンプと出力コンデンサにより構成されます 図 2-7 に DUT バッファブロックの回路図を示します 出力コンデンサ (C1 = 22 pf) とレイアウト寄生容量により 約 30 pf の出力容量性負荷が生じます ( データシート仕様の標準条件 ) VIN VDD 3 4 5 2 U1 MCP6421T-E/LTY SC-70-5 1 C1 VOUT VSS 図 2-7: DUT バッファブロックの回路図 DS50002175A_JP - p. 16 2017 Microchip Technology Inc.
準備と使用 2.4 MCP6421 EMIRR 評価用ボードの使用 2.4.1 オペアンプの評価 2.4.1.1 同軸コネクタの接続 電源 グランド 入力信号 出力信号用の同軸コネクタを介して実験用機器を評価用ボードに接続します 図 2-8 に それらの同軸コネクタを示します V CAL Coax Connector V IN Coax Connector V SS Coax Connector 図 2-8: ボード上の同軸コネクタ 2.4.1.2 動作の検証 V OUT Coax Connector V DD Coax Connector 本ボードの応答特性を計測しました 全ての抵抗の許容誤差は 1% です コンデンサの許容誤差は 5% または 10% です 2.4.1.2.1 計測結果 計測条件 V DD = 5.5 V V CAL オペアンプのゲイン = 1 V/V 100 mvpp の入力信号レベルで周波数に対する EMIRR 特性を計測しました 次に 以下の周波数で入力信号レベルに対する EMIRR 特性を計測しました 400 MHz 900 MHz 1800 MHz 2400 MHz EMIRR の定義は以下の通りです 式 2-1: V RF EMIRR db = 20 log ------------ V OS V RF : RF 干渉信号のピーク振幅 (V PK ) V OS : 入力オフセット電圧シフト (V) 2017 Microchip Technology Inc. DS50002175A_JP - p. 17
図 2-9 に 周波数に対する EMIRR の計測結果を示します EMIRR (db) 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 100k 1M 10M 100M 1G 10G 100000 1000000 10000000 100000000 1E+09 1E+10 図 2-9: 周波数に対する EMIRR の計測結果 Frequency (Hz) V peak = 100 mv PK V DD = 5.5V 図 2-10 に RF 入力ピーク電圧に対する EMIRR の計測結果を示します 120 100 EMIRR (db) 80 60 40 20 EMIRR@2400 MHz EMIRR@1800 MHz EMIRR@900 MHz EMIRR@400 MHz 0 0.01 0.1 1 RF Input Peak Voltage (V PK ) 図 2-10: RF 入力ピーク電圧に対する EMIRR の計測結果 DS50002175A_JP - p. 18 2017 Microchip Technology Inc.
補遺 A. 回路図とレイアウト A.1 はじめに 補遺 A には MCP6421 EMIRR 評価用ボードに関する以下の回路図とレイアウト図を記載しています 回路図 上面シルク 上面銅箔層とシルク 上面銅箔層 下面銅箔層とシルク 下面シルク 2017 Microchip Technology Inc. DS50002175A_JP - p. 19
2017 Microchip Technology Inc. DS50002175A_JP - p. 20 A.2 回路図 J2 1 TX_LINE 2 BNC VCAL R5 49.9R 1% C4 10nF R4 10k 1% R3 10k 1% C3 100nF R9 49.9R 1% C7 100pF 50V GND GND GND J1 C2 1 TX_LINE 2 SMA 50 Ohm 10nF VIN J5 1 2 J4 1 TX_LINE 2 BNC VDD GND BNC VSS GND TX_LINE GND R10 49.9R 1% C9 100pF 50V FB1 470 Ohm FB2 470 Ohm GND R1 100R 1% C8 10uF 16V TANT-A GND GND GND GND GND R2 100R 1% C10 10uF 16V TANT-A 4 -A VDD OUTA 1 3 VSS +A 2 GND C12 100pF 50V C11 100nF GND C1 22pF 50V R6 10k 1% GND C5 100nF R7 10k 1% R8 49.9R 1% GND C6 10nF TX_LINE J3 1 2 GND VOUT BNC 回路図とレイアウト
回路図とレイアウト A.3 上面シルク A.4 上面銅箔層とシルク 2017 Microchip Technology Inc. DS50002175A_JP - p. 21
A.5 上面銅箔層 A.6 下面銅箔層とシルク DS50002175A_JP - p. 22 2017 Microchip Technology Inc.
回路図とレイアウト A.7 下面シルク 2017 Microchip Technology Inc. DS50002175A_JP - p. 23
NOTE: DS50002175A_JP - p. 24 2017 Microchip Technology Inc.
補遺 B. 部品表 (BOM) 表 B-1: 部品表 (BOM) 数量記号概要メーカー製品番号 1 C1 Cap. cer.22 pf 50V 5% NP0 SMD Panasonic - ECG ECU-V1H220JCV 3 C2, C4, C6 Cap. cer.10000 pf 50V 10% X7R AVX Corporation 5C103KAT2A 3 C3, C5, C11 Cap. cer. 0.1 µf 50V 10% X7R AVX Corporation 5C104KAT2A 3 C7, C9, C12 Cap. cer.100 pf 50V 5% NP0 SMD Panasonic ECU-V1H101JCV 2 C8, C10 Cap.Tant.10 µf 16V 10% 3Ohm SMD A KEMET B45196H3106K109 2 FB1, FB2 Ferrite CHIP 470 OHM 300 ma Murata Electronics BLM18BB471SN1D 1 J1 Conn. SMA jack str.50 Ohm PCB Amphenol Commercial 901-144-8RFX 4 J2, J3, J4, J5 Conn. BNC jack str.50 Ohm PCB Amphenol Commercial 31-5431 -2010 0 PCB MCP6421 EMIRR Evaluation Board 104-00443 RoHS compliant Printed Circuit Board 2 R1, R2 Res.TKF 100R 1% 1/10W SMD Panasonic ERJ-3EKF1000V 4 R3, R4, R6, R7 Res.TKF 10k 1% 1/10W SMD NIC Components Corp. NRC06F1002TRF 4 R5, R8, R9, R10 Res.TKF 49.9R 1% 1/10W SMD Panasonic ERJ-3EKF49R9V 1 U1 MCP6421, SC70-5, single op amp, 90 khz Microchip Technology, Inc. MCP6421T-E/LTY Note 1: この BOM には本評価用ボードのプリント基板を構成する部品を記載しています これらは全て RoHS 準拠品です 2017 Microchip Technology Inc. DS50002175A_JP - p. 25
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