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静かな環境を守る戦い：低周波ノイズを解決する秘訣とは？

Allion Labs  静かなものづくりの推進者：アリオンの製品ノイズ識別/測定/分析コンサルティングサービス 騒音は人間の健康と生産性にネガティブな影響を与えます。静音機能を備えた製品は、発売以来消費者に広く支持されており、「製品の静音」に対する評価結果は、消費者が重視する重要な評価項目の一つとなっています。アリオン音響コンサルティングチームは長年市場動向に注目し、主要メーカーとの緊密な協業を通じて、低バックグラウンドノイズに対する業界のテストニーズをきちんと把握しています。高精細な音響製品の調整でも、電化製品が動作する際の静音性確認でも、当社は関連するテスト環境を構築しテストニーズに対応することができます。 製品の微細な音を捉え、製品の低ノイズを求めるニーズに応える 無響室環境では、音の反射を吸収することで直接音だけを残し、環境干渉の影響を排除して完璧な「白いキャンバス」を提供しています。 無響室の仕様：カットオフ周波数特性は100Hz以下、暗騒音も10dBA以下と低く、さらに-2dBAのマイク測定システムと組み合わせて、聞こえる広範な周波数の範囲で、正確で極めて低干渉な測定データを提供します。同時に、Head Acoustics ACQUA、B&K、Audio Precision、GRAS、Listen Sound Checkといったトップブランドの専門的でハイエンドな音響測定機器を使用して、当社の豊富な経験を組み合わせ、より速く、より便利で、より高品質な製品ノイズ識別/測定/分析コンサルティングサービスを提供することができます。 アリオンは、以下のような製品ノイズ識別/測定/分析コンサルティングサービスを提供しています。 1.　ノイズ源の位置 ノイズ源の位置を正確に特定し、PCB上の微小なSMDコンポーネントでも問題ありません。 [...]

ゲーミングモニターが期待されるVRR機能は製品をより完璧にするか？

Allion Labs  HDMIはオーディオ・ビデオ製品の主なインターフェースの一つであり、高い成長が見込まれるゲーム市場に伴い、HDMI 2.1仕様ではゲーミング製品向けにVRR（可変リフレッシュレート）機能が追加されることで、ユーザーがゲームをプレイする際に画面のティアリングや遅延を軽減するように期待されます。VRR機能は現在、PS5、XboxなどのゲームコンソールやNvidia、AMDなどのハイエンドグラフィックスカードで一般的にサポートされており、ゲーマーがゲームモニターの購入を検討する際の重要な評価基準となっています。 ゲーミングモニターの画面遅延とその解決策 ゲーミングモニターはハイエンド製品と思われ、性能を正常に発揮できるかが非常に重要になっています。アリオンは市場で大手ブランドやODMと長期的な協力関係を築いており、実際のテスト経験の中でVRR機能を導入したモニターの画面がスムーズでない状況が多少あることがわかりました。 VRR機能はゲームプレイをよりスムーズにするためのものであるべきですが、なぜ画面に遅延が生じることがあるのでしょうか？そこでアリオンの専門コンサルタントチームの分析によると、早期のHDMI認証ではVRRテストに静的なパターン（Pattern）が使用されており、画面の色や点滅の有無しか確認できず、VRR機能が正常に動作しているかどうかを十分に検証することができませんでした。  解決策  この問題に対し、アリオンは最新のVRRテストに動的なパターンを使用し、高速カメラと組み合わせて画面にティアリングや遅延などの問題が発生していないかを十分に確認できます。アリオンの総合的なVRR検証ソリューションにより、ゲーミング製品が最適な性能を備えていることを確認できます。 テスト内容：テストパターンは4つのブロックで構成されており、各ブロックは左から右に移動します。 検証方法： 1. 高速カメラを使用してテスト画面を録画する 2. 録画したビデオをフレームごとに再生するプレーヤー（Frame-by-Frame）を使用して、各ブロックが順番に移動するか、そしてティアリングや遅延などの現象が発生していないかことを確認する [...]

PCの無線性能が低下する原因は何？専門家によるデバッグ支援事例紹介

Allion Labs 技術の発展により、無線機能がPCに搭載されるのは一般的となり、こうした統合はユーザーに便利さをもたらしています。しかし、この利便性が追求される一方で、無線機能にはいくつかの潜在的なリスクを伴います。このため、無線信号の信頼性はもっと重視されなければなりません。 例えば、無線で接続することは多くのシーンでみられますが、無線信号の安定性と接続の信頼性は外部の干渉に影響を受けやすいです。電波干渉や、無線信号の干渉、または他の無線デバイスとの影響などが、接続品質の不安定性を引き起こし、それがユーザーエクスペリエンスに影響を与える可能性があります。ただし、無線性能が本当に低下しているかどうかを検証できることは基本的なことに過ぎません。より重要なのは、問題点を特定し、それに対する改善方法です。アリオンは実際事例を通じて、PCの無線性能の低下をどのように改善するかをご説明します。 アリオンのデバッグ実例 あるお客様のPC製品が市場に投入された後、無線性能の不良により数多くのエンドユーザーからクレームが寄せられました。このような緊急事態に直面する際、お客様はアリオンの保有する専門的なコンサルティングチームの協力が必須であると意識し、早急に製品の問題を改善できるよう、問題の特定と分析支援をアリオンに求めました。   Step.1 スループットの実測：アンテナのVSWR（電圧立波比）とアイソレーション（アンテナ隔離度） アリオンのコンサルティングチームはまず、スループットの測定を実施しました。測定の結果、ベースラインのデータが実際に悪かったことが確認されました。問題点の位置を特定するため、アリオンはさらにアンテナのVSWRおよびアイソレーションの測定を行い、以下の結果が得られました。   VSWR（電圧立波比） 測定周波数範囲は2GHzから6GHzまでです。赤い線はWi-Fiの動作周波数帯域を表し、青線と緑線はそれぞれメインアンテナ（Main Antenna）と補助アンテナ（Aux Antenna）を示しています。 [...]

画面がちらつく原因はUSB-Cドッキングステーションか？

Allion Labs USB-Cコネクターの普及に伴い、USB-C関連製品が市場で人気を集めています。しかし、ユーザーが使用しているモニターは必ずしもUSB-Cコネクターを搭載しているわけではないため、異なるインターフェース（HDMI/DisplayPort/VGA）をサポートするUSB-Cドッキングステーション製品が必要になることがあります。USB-Cドッキングステーション製品を介して、USB-C非対応のモニターでもビデオ、データ転送、そして充電の機能を同時に楽しむことができます。しかし、マルチタスクの利便性を享受する一方で、機能が正常に動作しなければ、ユーザーエクスペリエンスに大きな影響を及ぼし、最悪の場合は競合他社の製品を購入するようなことになってしまいます。   USB-Cドッキングステーションのユーザーシナリオの潜在的なリスクとその対策 USB-CドッキングステーションはUSB 3.2（5Gbps/10Gbps）データ伝送をサポートするため、USBデータ伝送とビデオ信号伝送の同時使用はよくあるユーザーシナリオです。アリオンは多くの有名ブランドやODMメーカーと協力した経験のなかで、このユーザーシナリオにおける画面のちらつき問題を解決するよう何度も支援してきた実績があります。この記事では実際のテストケースに焦点を当てて説明します。  事例説明  あるお客様の製品であるUSB-CドッキングステーションをPCとモニターに接続し、USB 3.2フラッシュドライブを接続してデータを読み込むと画面がちらつきますが、USB 3.2フラッシュドライブを取り外せば、画面が正常に表示されます。  アリオンの解決策  アリオンの専門コンサルティングチームが分析した結果、この問題の主な原因はDisplayPort信号とUSB信号の相互干渉であり、これが伝送品質の低下につながることがわかりました。そして以下のような解決策をお客様に提案しました。 DisplayPort信号とUSB信号をコントロールするUSB-CドッキングステーションのMUXのイコライザーのパラメータを調整する アリオンのコンサルティングサービスでは、製品の発売前に問題を解決し、市販後の製品を返品するリスクを回避することに貢献します。 [...]

より高速なWi-Fi 5/6GHzにスマートテレビを接続しませんか？

Allion Labs  スマートテレビの接続についてどのくらい知っていますか？ スマートテレビのインターネット接続機能を使えば、音楽、NetflixやYouTubeなどの使い慣れたストリーミングプラットフォームに、スマートテレビから簡単にアクセス鑑賞でき、充実した家での生活をエンジョイすることができます。 こうした娯楽を楽しむ前に、スマートテレビとワイヤレスルーター間の接続を設定しますが、ほとんどの人はワイヤレスネットワークについてあまり知識がないため、通常はテレビの推奨する手順に従い、ワイヤレスルーターを選択してパスワードを入力し、テレビが自動で接続設定を行うことが一般的です。しかし、高周波と高速な環境が求められている現代社会では、このような一見シンプルで便利な設計が、間接的にワイヤレス接続の品質と転送効率を低下させる可能性があります。 上記の問題は、一般的なテレビが自動でWi-Fiに接続を行う場合、通常2.4GHzの「周波数帯域」だけがデフォルトに設定されていることが原因です。もし家庭内に、ノートパソコン、タブレット、スマートフォン、スマートホームデバイス、各種Bluetoothデバイス、さらには家庭用ワイヤレス電話や電子レンジなど、同じ2.4GHz帯域を使用するワイヤレス接続デバイスが多数ある場合、同じ帯域内のデバイスが多すぎて互いに干渉し合い、接続の品質に影響が出てしてしまいます。 周波数帯域が混雑すると、相互干渉しやすくなるだけでなく、相互に割り当てられた帯域が相対的に減少し、通信速度が低下したり、ひどい場合には、スマートテレビで再生しているストリーミングビデオにカクつきが発生することがあります。 アリオンの解決策 上述したユーザーの生活習慣と設計上の潜在リスクに対し、アリオンのスマートテレビ検証コンサルタンティングチームは、スマートテレビメーカーが製品品質を確保できるように、次の2つの側面からアプローチすることを提案しています。  1. ハードパワーの基本を確保  スループットと干渉解析 専門の無線信号テスト環境と検査機器を構築し、製品の基本的なスループットと耐干渉性能が要件を満たしているかどうかを検証することができます。 相互接続性と互換性の分析 アリオンは長期間にわたり新しい無線規格を把握しており、市販されている主要な各ブランドのアクセスポイントを継続的に購入しています。これらの製品を数百台使用して、お客様のテレビ製品が、現在市場で主流となっているAP製品と互換性があるかを総合的に検証することができます。 [...]

「無線心電図」から無線医療機器の共存干渉のリスクを見つける

Allion Labs 科学技術の進歩に伴い、ワイヤレス技術の用途は日常生活のスマートフォン、ヘッドフォン、スマートホームデバイスだけでなく、医療産業にも拡大しています。無線転送能力の進化により、医療機器のワイヤレスネットワーク機能を使用して、医療情報を遠方にいる医療スタッフにタイムリーに伝達することで、病状の理解と治療が容易になるなど、医療システムはより柔軟になり、医療ケアが空間の制約を受けなくなりました。また、ケーブルで接続が必要だった一部の医療機器がワイヤレス接続に切り替わったことで、より便利に使用でき持ち運びも容易になりました。 しかし、医療機器の種類は数え切れず、アメリカ食品医薬品局（FDA）も、無線医療製品を使用する際、無線の共存干渉に対処する必要があると警告しています。製品がさまざまな使用シナリオで使用され、同じ周波数帯域のワイヤレス技術が増えるほど、無線医療製品のワイヤレス機能が影響を受ける可能性があります。無線心電図システムを例に挙げると、図Aは元々の無線心電図システムの信号グラフであり、周囲にWLANの干渉が加わると心電図信号が図Bのように変化します。図Aと図Bを比較すると、WLANの干渉による影響があるのは明らかです。 さらに、製品の種類と機能によってはさまざまなレベルのリスクが生じます。したがってリスクを評価・分析し、無線共存によって起こり得る深刻な結果を回避するために、無線医療製品はFDAが認可する無線共存干渉テストを受ける必要があります。 無線医療機器の共存干渉の「4大リスクレベル」 アリオンは多くの有名なワイヤレス製品メーカーとの協業関係を持っており、サプライヤーと協力して潜在リスクを理解し解決策を検討できるよう、無線干渉のコンサルティングサービスを提供しています。アリオンのコンサルタンティングチームは共存干渉のシナリオで豊富な経験を持ち、無線医療製品の共存干渉によるリスクを、4つのリスクレベル（レベルA〜D）に分類しています。以下、それぞれのリスクレベルの分類について説明します。 Level A：レベルAは、次のような時に無線機能の障害または遅延が発生した場合、重傷を負ったり、場合によっては死亡する可能性があることを意味します。 ECGやEMGなどの生理学的信号の感知や監視デバイスといった医療機器のリモート接続品質が低いため、看護スタッフが患者のバイタルサインをタイムリーに把握できない。 外骨格補助具が故障して関節活動の制御に異常が起こし、高齢の患者が転倒してしまう危険がある。 Level B：レベルBは、次のような時に無線機能に障害または遅延が発生すると、ケガや障害の危険があり、専門医療介入が必要となる場合です。 除細動器(Defibrillator)が治療の有効性を評価するためのデータを提供できない。 超音波が診断に必要となる正確な画像とデータを提供できない。 [...]

リスクが潜むUSB-Cデバイス：Vbusスルーレートの実測

Allion Labs USB-Cの登場以来、これまでのプラグアンドプレイという特性の他に、Windows OSによるユニバーサルドライバーのサポートも加わり、さらには15W電源供給とUSB Power Delivery充電技術も搭載され、こうしたメリットを組み合わせ、USBデバイスの普及が一層進んでいます。しかし、USB-Cの独自性により、USBデバイス間の通信がこれまでより複雑になり、USB-C製品の開発設計の難易度も高まっています。 USB-Cデバイス利用におけるリスクと事例の紹介 USB接続はホスト側、ケーブル、デバイス側の3つの製品から切り離すことはできません。これらの3種類の製品を設計する際、信号の伝送品質、電源（供給/電圧降下/消費電力）の安定性、ホスト側とデバイス側の正確な通信を考慮する必要があります。従来のUSBコネクタを使用していた時代では、電源の役割を識別するのが比較的簡単で、ホスト側と供給側が、デバイス側と受電側がそれぞれペアとなっていました。数が一致しているためミスマッチすることなく、使用シナリオも比較的シンプルでした。 しかしUSB-Cになると、DRP（Dual Role Power）という新しいコンセプトが導入されました。現在最も一般的な利用シナリオは、デバイス側が充電可能なバッテリーを搭載したホスト側を逆方向で充電することです。USB Power Deliveryをサポートする場合、高ワット数（SPR: 100W、EPR: 240）で急速充電が可能となるため、メーカーは電源回路の設計に注意する必要があります。 [...]

Thunderboltの遅延リスクとは？

Allion Labs Thunderbolt 3 および Thunderbolt 4の広範な普及に伴い、強力な外部ポート拡張機能を備えたThunderboltドッキングにも人気が高まっています。Thunderboltドッキングに接続すれば、USBフラッシュドライブ、SDカード、DisplayPort、HDMIモニターを追加することができ、Thunderboltオールインワンのコンセプトを完全に実現することができます。しかし、実際に高速を標榜するThunderboltを使うときに遅延が発生すると、ユーザーの不満を招き、購買意欲に影響を及ぼしかねません。 Thunderbolt製品を利用する際に発生した不具合とそのソリューション DisplayPort 1.2から最近のUHBR10まで、DisplayPortのスペックは年々向上しており、DisplayPortのバージョンアップとともに、ディスプレイの解像度とリフレッシュレートも絶えず向上していますが、これに伴いシステムハードウェアの要件もますます高まっています。アリオンは広範な標準認証テストに加えて、実際の使用シナリオでの問題分析とソリューションを提供し、多くのお客様をサポートしています。 最近アリオンが担当したテストケースでは、ユーザーがThunderboltノートパソコンをThunderboltドッキングに挿したうえで、UHBR10をサポートする新品のディスプレイをThunderboltドッキングに接続し、UHBR10ディスプレイで動画を再生しようとしたところ、明らかな遅延が発生し、ユーザーも解決できないという問題が発生しました。クレームを受けたメーカーもお手上げでどうすることもできず、専門的な支援を求めてアリオンにお問い合わせいただきました。 アリオンのコンサルタンティングチームが細かい検証を行った結果、UHBR10ディスプレイの画面で遅延が発生したのは、ノートパソコンがDC電源状態、つまりACアダプターが接続されていないことが原因であることが判明しました。Thunderboltドッキングは外部電源の接続を検出せずノートパソコンを充電し、UHBR10ディスプレイに接続するノートパソコンのGPUが最大の電力消費条件で動作しなければ、スムーズな画面体験を実現することができません。Thunderboltドッキングが提供する電力だけでは、GPUの要求する消費電力を満たすことができないため、パフォーマンスが低下し画面の遅延が発生したわけです。アリオンのコンサルタントチームは問題を分析して、2つのソリューションを提案しました。  アリオンが提案するソリューション  1.　UHBR10などの高性能ディスプレイにノートパソコンを接続する際、ACアダプターをノートパソコンに接続する必要がある。 2.　ノートパソコン自体のPD/ECファームウェアを更新し、GPUが供給するワット数を改めて再調整する。 [...]

なぜ高品質の視聴体験を実現すべきハイエンド・テレビが8チャンネル音声を出力できないのか？

Allion Labs  近年、より高い音声効果への要求は増えており、数多くのオーディオ製品では、HDMIという重要なインターフェイスとして利用されています。HDMI 2.1仕様のeARC機能は、HDMIケーブルでデジタルオーディオの伝送が可能になり、Dolby TrueHD、Atmos（アトモス）など音声フォーマットに対応するほか、8チャンネルのスピーカーをサポートすることで、映像・音楽コンテンツを存分に楽しめることができます。 オーディオ製品を代表する新世代のハイエンド・テレビは、基本的にはeARCに対応していますが、eARC対応を宣伝するテレビの中には、設計上の見落としが原因で実際8チャンネルの音声を出力できず、充分なパフォーマンスを発揮できないものがありました。高品質な音声効果を楽しみたいユーザーにとって当然不快に感じてしまって、ブランドイメージに影響する可能性があります。 テレビがHDMI接続時に音声が流れない？ テレビのeARC音源には、2つがあります。1つはHDMI Inputからの音源です。例えばPS5がテレビのHDMI1 inputと接続すると、PS5からの音声がeARC対応のHDMI3 inputからアンプに伝送します。もう1つは、Ethernetの経由によるNetflixのような非HDMI Inputです。一般的にはテレビはスピーカーの制約で2チャンネルのLPCMまたはAC3しか受信できませんが、eARCに対応するアンプと接続すると、テレビが受信できる音声の仕様をEDIDで同期更新できるため、受信したDolby DTS-HD、8チャンネルの音声をアンプに送信することができます。  事例とその解決策  アリオンは多くのテレビメーカーと協力してきた豊富な事例の中で、あるお客様は、自社のテレビ製品がHDMI認証試験に合格しましたが、製品リリース後テレビの音響効果が悪いというクレームが殺到し、品質欠陥の主な原因の発見をアリオンに依頼されました。 [...]

USBケーブルのデータ転送が遅い理由とは？

Allion Labs 情報伝送が盛んな現代では、データ、画像、音声・動画など、多くのデバイス間で高速ファイル転送が行われており、複数の転送ケーブルを所有するのが当たり前となっています。見た目はシンプルな転送ケーブルですが、実際にはさまざまな部品で組み立てられており、各部品そのものの高周波特性に加えて、部品間の加工や互換性もメーカーにとって大きな課題になっています。高周波の完全性を確認する前に、最初に克服しなければならない難題は、時間領域（Time Domain）での特性インピーダンス制御（Characteristic impedance）です。信号伝送のプロセスにおいて、伝送チャネルは水道管のようなものであり、滑らかに保たれなければなりません。 特性インピーダンスはどれぐらい信号の完全性に影響を与えるか？ 特性インピーダンスは信号の完全性に非常に大きな影響を与えるため、高周波の母とも言っても過言ではありません。なぜなら、伝送チャネル内の設計や加工の不良のほとんどがここから見て取れるからです。実際の製品でよく見られる問題は次の通りです。 コネクタ端子の接触面積が不足し、信号が過剰に反射する 裸線の絶縁層包装が不均一なせいで信号に歪みが発生する 部品の配線や折り曲げの設計不良が信号の分散に悪影響を与える 製品加工部のハンダ付けや断線が信号伝送失敗の原因となる 設計及び製造プロセスにおけるすべての不良は、挿入損失（Insertion Loss）、反射損失（Return Loss）、送受信端の信号クロストーク（NEXT/FEXT Crosstalk）など、高周波特性全体に影響を与える可能性があります。また、製品の伝播遅延/遅延スキュー性能（Propagation [...]