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月刊機能材料 2018年2月号

【特集】EMC設計/ノイズ対策技術・材料

商品コード: M1802

  • 監修: 蔦岡孝則
  • 発行日: 2018年2月5日
  • 価格(税込): 4,320 円
  • 体裁: B5判
  • ISBNコード: 0286-4835

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著者一覧

蔦岡孝則  広島大学
萓野良樹  電気通信大学
井上浩  秋田大学
庄山正仁  九州大学
山本真義  名古屋大学
花田英輔  佐賀大学
畠山賢一  兵庫県立大学
笠置映寛  徳山工業高等専門学校
佐野栄一  北海道大学
沢田博司  キヤノンマシナリー(株)

目次

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【特集】EMC 設計/ノイズ対策技術・材料

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巻頭言
Introduction to Special Issue

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薄い導体シールドを実装したフレキシブルプリント基板の伝送特性及び近傍磁界抑制効果
Transmission Characteristics and Shielding Effectiveness of Shielded-Flexible Printed Circuits

 本稿では,伝送信号の品質を保ちつつ電磁ノイズを抑制可能でフレキシブルな電磁シールドとして導体シールドに着目し,実用時に問題になると想定される差動線路間隔よりも線路に近い位置に導体シールドを実装した際の伝送特性および近傍磁界抑制効果について実験と電磁界解析により検討した例を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 検討モデル
3. 伝送特性の評価
 3.1 TDR特性
 3.2 透過係数の周波数特性
 3.3 損失の評価
4. シールド効果の評価
5. 等価回路を用いた伝送特性の検討
6. おわりに

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スイッチング電源回路のノイズ対策
Noise Reduction Techniques in Switching Power Supplies

 今日,様々な電子機器で用いられているスイッチング電源回路では,半導体素子の急峻なオン・オフ動作が高周波で繰り返されるためにスイッチングノイズが発生し,伝導・放射ノイズとして周囲にノイズをまき散らし,機器の誤動作の要因となる恐れがある。本稿では,スイッチングノイズの発生機構と低ノイズ化技術について,最近の研究事例を交えて解説する。

【目次】
1. スイッチング電源回路のノイズ対策
2. スイッチング電源回路と高周波スイッチング
3. スイッチングノイズの発生機構
4. スナバ回路,クランプ回路による低ノイズ化技術
5. ソフトスイッチングによる低ノイズ化技術
6. ランダムスイッチングによる低ノイズ化技術
7. ノイズ電流相殺による低ノイズ化技術
8. まとめ

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次世代自動車向けパワーエレクトロニクス回路のEMC問題とその解決手法
EMC Problem and Its Solution for Power Electronics Systems of Automotive Applications

 本稿では,自動車用パワー半導体として次世代パワー半導体であるSiCパワー半導体を搭載することで問題となる伝導性ノイズ,放射性ノイズ帯域におけるノイズ増加現象を計測データより指摘する。さらにパワーエレクトロニクス回路のスナバに対して受動素子であるキャパシタの種類の組み合わせにより効果的に抑制可能であることを示している。

【目次】
1. はじめに
2. ノイズ評価方法
 2.1 ノイズ評価対象回路
 2.2 伝導性ノイズ評価環境
 2.3 放射性ノイズ評価環境
3. 伝導性ノイズ評価
 3.1 伝導性ノイズ評価条件
 3.2 スイッチング周波数10kHz時,50kHz時の伝導性ノイズ相対比較
 3.3 ゲート抵抗Rg=3Ω時,Rg=20Ω時の伝導性ノイズ相対比較
4. まとめ

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医療機器や院内情報通信のEMC設計
EMC Design for Medical Devices and Telecommunications in Hospitals

 医療現場でも無線通信や電磁波を用いる医療機器が多用される時代となった。ここでは,医療現場における電磁波と無線通信に関する現状を説明し,それらがもたらす問題点とその克服によるEMCの確保の現状と今後の見通しについて述べる。

【目次】
1. 医療機器とそのEMC
 1.1 医療機器のイミュニティ
 1.2 医療機器のエミッション
2. 医療現場における無線通信の需要
3. 電磁環境的に見た医療現場と他との相違
4. 医療機器を中心とした医療現場でのEMC
 4.1 無線通信からの影響と対策
 4.2 医療機器からの影響と対策
 4.3 病院設備からの影響と対策
 4.4 外来波や管理外機器からの影響と対策
5. 院内情報通信におけるEMC
 5.1 院内情報通信の現状と問題点
 5.2 可用性と機密性の確保にむけて
6. 今後の展望

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人工材料を用いた電磁ノイズ抑制材の設計
Design of Electro-Magnetic Noise Suppressing Devices Using Artificial Materials

 電磁環境対策の必須デバイスである電波吸収体や電磁遮へい材は,従来より導電材やフェライトなどの既存材料を用いて実現されている。近年では人工材料(メタマテリアル)を用いる新しい考え方による設計法に期待が寄せられている。ここではまず,人工材料の等価回路表現,およびこれを用いた設計法を解説する。吸収・遮へい材の実用化例をもとに人工材料の有用性を示すとともに,均質媒質人工材料などの先端研究の状況や課題なども紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 人工材料の構成法
3. 人工材料の電波特性
 3.1 高誘電率特性
 3.2 誘電率の共鳴分散特性
 3.3 負の誘電率特性
 3.4 ENG,MNG,DNG特性
 3.5 導電性と負の誘電率が共存する特性
4. 人工材料の等価回路
5. 人工材料を用いる電磁ノイズ抑制材の設計例
 5.1 高誘電率材料を用いる薄形電波吸収体の設計
 5.2 誘電率の共鳴分散特性を用いる電波吸収体の広帯域化設計
 5.3 低周波プラズマ媒質と誘電体積層によるミリ波レーダカバー材の設計
 5.4 低周波プラズマ媒質と導電材積層による電磁遮へい材
6. おわりに


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粒子分散型メタコンポジットの電波吸収・遮蔽材料への応用
Study of Granular Meta-composite Material for Application to Electromagnetic Wave Absorber and Shielding Material

 透磁率と誘電率が同時に負の値を示す人工材料(左手系メタマテリアル)は,高周波領域で特異な電磁気特性を示す。近年,このような人工材料を高周波材料に適用し,高機能化を図る研究・開発が盛んに行われている。人工材料の多くは金属体を周期配列させた構造を有するが,金属粒子・磁性粒子などを樹脂中に分散させた粒子分散型メタコンポジットは,周期構造を必要とせず,負の透磁率・誘電率特性を実現することができる。本稿では,電波吸収・遮蔽材料への応用を目的とした粒子分散型メタコンポジットについて,負の透磁率,負の誘電率を実現する機構を示すとともに,透磁率と誘電率が同時に負の値を示す複合粒子分散コンポジットについて紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 粒子分散型メタコンポジットによる負の透磁率
3. 粒子分散型メタコンポジットによる負の誘電率
4. 粒子分散型メタコンポジットによるDNG特性の実現
5. まとめ

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EMC設計実現のためのCNT分散複合材料
CNT Composites for Design and Fabrication of EMC Materials

 カーボンナノチューブ(CNT)複合材料は優れた電気的,機械的,熱的特性を有し,多分野への応用が期待されている。本稿では,CNT分散紙とCNT塗布不織布の導電率,誘電率,電磁波吸収特性を紹介し,電磁波吸収体材料としての可能性を示す。

【目次】
1. はじめに
2. CNT分散紙とCNT塗布不織布の製造方法
3. CNT分散紙の導電率特性と電子伝導機構
4. CNT分散紙とCNT塗布不織布の誘電率
5. CNT分散紙とCNT塗布不織布の電磁波応答
6. まとめ

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<連載>表面テクスチャリング技術の最新動向とトピックス(2)

ナノテクスチャリングによる摩擦低減効果
Effect on Friction Reduction of Nano-Texturing

 超短パルスレーザにより形成される微細な周期構造を活用したナノテクスチャリングは,動圧の発生,潤滑油の保持・供給,摩耗粉の逃げ,トライボケミカル反応の促進等に大きな効果を発揮する。複数の効果を組み合わせることで,流体潤滑〜境界潤滑に至る幅広いしゅう動条件下で摩擦を低減することができる。

【目次】
1. はじめに
2. 超短パルスレーザによる周期構造
3. 周期構造による摩擦低減効果
 3.1 流体潤滑特性の向上
 3.2 混合潤滑特性の向上
 3.3 境界潤滑特性の向上
4. おわりに
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