Allion Labs
4Kや8Kの高解像度映像コンテンツの普及とストリーミングサービスの発展に伴い、映像・音声伝送品質に対する要求も高まっています。HDMI 2.1は次世代の映像・音声伝送インターフェースとして、高帯域幅、高解像度、eARCなどの特性を持ち、ハイエンドAV機器の開発と切り離せない規格となっています。しかし、実際のシナリオにおいて、HDMI 2.1伝送ケーブルは信号減衰やノイズ干渉といった課題に直面することが多く、ユーザーの映像体験に深刻な影響を与えています。
ハイエンドAV世代に求められるHDMI 2.1仕様の要件
HDMI 2.1伝送ケーブルは、コンシューマーエレクトロニクス製品、特にハイエンドのオーディオ・ビデオ機器やゲーム機に広く使用されています。消費者がより高品質なオーディオ・ビデオ体験を求める中で、HDMI 2.1ケーブルに求められる性能要件もますます厳しくなっています。
1. 高解像度の要求：4Kや8Kの高解像度ビデオやオーディオコンテンツの普及により、伝送ケーブルの帯域幅やシグナルインテグリティに対する要求が高まっています。
2. 高音質の要求: eARC技術の導入により、HDMI 2.1伝送ケーブルはより高いビットレートとマルチチャンネルロスレスオーディオをサポートする必要があります。
3. 信頼性の確保: HDMIケーブルは、信号劣化やノイズといった問題を回避し、安定した動作が期待されています。
HDMI 2.1の技術仕様がユーザーの期待に応え、最大10K解像度、120Hzのリフレッシュレートをサポートし、同時に高音質のサウンドを伝送することができるため、ハイエンドのオーディオ機器やビデオ機器のゲーマーにとって、高品質のHDMI 2.1ケーブルは特に重要となってます。
そのため、HDMIケーブルを選ぶ際、消費者はより高いレベルの品質と性能を期待しています。 各ケーブルが規格に適合し、ユーザーに最高のオーディオ/ビデオ体験を提供できるよう、メーカーは厳しい認証とテストプロセスを経る必要があります。
メーカーの悩み：eARC信号の減衰
しかし、eARC（Enhanced Audio Return Channel）技術の幅広い採用に伴い、新たな課題が表面化しています。その中で、eARC信号伝送における信号損失の問題に頭を悩ませることになります。
アリオンは、数多くのケーブルメーカーから相談を受け、HDMI 2.1ケーブルのeARC問題解決を支援してきました。例えば、あるお客様が開発した新型HDMI 2.1ケーブルは、eARC機能のテスト中に信号損失が過大となる問題に直面しました。お客様側でも問題分析を試みましたが、信号損失の原因は設計、部品、製造プロセスなど、複数の要因に起因する可能性があり、根本的な原因の特定には至りませんでした。そこで、お客様はアリオンの専門的なサポートを依頼し、深い分析と解決策の提供を希望しました。
問題特定とその解決策
図1に示すように、このお客様が開発したHDMI 2.1ケーブルは、eARCチャンネルの周波数応答テストで、300kHzから200MHzの周波数帯域において深刻な信号減衰問題が発生しました。特に、100MHzという重要な周波数点では、信号減衰が受け入れられないレベルに達し、テスト不合格につながりました。
アリオンの高周波専門家チームは、お客様からいただいたDUTを細かく分析し、お客様が提供した製造プロセス情報と組み合わせ、最終的に問題の根本原因を特定できました。それは、裸線の加工不良です。
問題の根本原因分析
HDMIケーブル内部には複数の細い導体が含まれております。メーカーは通常、生産しやすいように、これらの導体を固定するためにプラスチック製のチャンネルを使用します。しかし、本事例では、チャネルの設計と製造工程に欠陥があり、チャネル内の導体が過度に圧縮されたり曲がったりしていました。このため接触抵抗が増大し、高周波伝送中に信号が著しく減衰しました。さらに、ストリップの長さが一定でなかったことも問題を悪化させました。
改善案の提案と検証
アリオンは、お客様に対して以下の2点での改善を提案しました：
- チャネル設計の最適化: チャネルの形状とサイズを調整し、導体がスリーブ内で十分なスペースを持つようにし、過度な圧迫や曲げを防ぐこと。
- 被覆剥離長の厳密な管理: 標準化された剥離プロセスを確立し、各導体の剥離長が一致するようにし、剥離が長すぎたり短すぎたりすることによる接触不良を防ぐこと。
お客様はアリオンの提案に基づいて製品を改良し、再度DUTを提出してテストを行いました。その結果、改善されたDUTではeARCチャンネルの信号減衰問題が著しく改善され、製品の設計要求を完全に満たすことができました。
Time to Market with Quality（最短時間かつ高品質で市場投入）
～Faster、Easier、Better! 価値共創を実現～
アリオンは「Faster, Easier, Better」というサービス理念に基づき、お客様の製品開発やテストの課題を克服し、製品の市場投入を加速しています。
Faster ー より迅速に
即時対応および細かい分析
- 先進的なテスト設備: アリオンはネットワークアナライザー、オシロスコープ、顕微鏡などの充実した設備を備えており、製品の性能を正確に測定します。また、お客様が直面する問題を迅速に解析し、改善策を提案することで、製品の問題解決を支援します。
- 迅速なテスト開始: アリオンはお客様の要求に即ちに対応し、最短時間でテストを行う事が可能です。またテスト結果を迅速に提供し、お客様が改善後すぐに検証を行えるようにし、改善策の有効性を迅速に確認できるようサポートします。
- 精密な問題特定と改善提案: 専門のテスト設備と豊富な経験を持つエンジニアが、問題の根本原因を迅速に特定します。具体的な分析レポートを提供し、最適な改善方向を示します。例えば、あるお客様は内部で約三ヶ月かけても問題を解決できなかったのに対し、アリオンはわずかに1週間以内で修正提案を提供し、修正と検証をサポートしました。
Easier ー よりスムーズに
豊富な経験およびワンストップソリューション
- 豊富な経験: アリオンは多年にわたるテスト経験を蓄積しており、全方位のテストアドバイスを提供し、お客様の試行錯誤の時間を削減します。
- ワンストップサービス: 製品開発の初期段階から量産段階に至るまで、アリオンは全面的なテストサービスを提供し、お客様の時間とコストを節約します。
Better ー より正確に
専門チームが提供するコンサルティングサービス、およびカスタマイズソリューション
- 専門チーム: アリオンのエンジニアは深い専門知識と豊富な実務経験を持ち、お客様に対して専門的な技術コンサルティングを提供します。
- コンサルティングサービス: 製品設計から量産まで、全方位のコンサルティングサービスを提供し、製品品質の向上と開発コストの削減を支援します。
- 複合環境テスト: 標準テストに加え、さまざまな複雑な環境条件をシミュレーションして全面的な製品テストを行い、製品の信頼性を確保します。
- カスタマイズテストプラン: お客様の異なるニーズに応じて、カスタマイズされたテストプランを提供し、さまざまな複雑なテスト要件に対応します。
アリオンは、お客様の製品が「Time to Market with Quality」を達成できるよう、カスタマイズされたソリューションを提供いたします。関連の検証テストサービスについてより詳しい情報をお求めの場合は、アリオンのお問い合わせフォームよりお気軽にご連絡ください。