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高精度・高周波信号の測定ノイズとは？課題と対策・製品を解説
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製品検査における高精度・高周波信号の測定ノイズとは？
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本発明は、ジャイロセンサのうち、FMジャイロセンサに関する。
従来のFMジャイロセンサは、温度変化や部材の製造誤差によって、測定精度が下がるという課題があった。これは、センサに用いる振動子を２つ用いるために、それら振動子間に生じる温度変化の差や、製造誤差によって、振動子の特性を同一に保てないことに起因していた。
これに対して本発明では、振動子を単一とし、異なるモードの振動を印加しすることで、上記の課題を解決する。
本発明を用いるジャイロセンサは、上記の通り測定精度が高いのみなら
ず、原理上、磁気センサや圧力センサとしても機能することができ、産業上の優位性をもつと考えれらる。
上記ジャイロセンサ、磁気センサ、圧力センサ各種で特許取得・出願している。
東北大学技術：多用途MEMSジャイロセンサ：T15-153他
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製品検査における高精度・高周波信号の測定ノイズ
製品検査における高精度・高周波信号の測定ノイズとは？
半導体パッケージング業界において、製品の品質を保証するためには、微細な構造や高速で伝送される信号を正確に測定する必要があります。しかし、高精度・高周波信号の測定時には、外部からの電磁波や内部回路からの干渉など、様々な要因によってノイズが発生し、測定結果の信頼性を低下させるという課題があります。このノイズは、微細な欠陥の見落としや、信号品質の誤評価につながり、最終製品の性能や信頼性に影響を及ぼす可能性があります。
課題
微細構造の測定におけるノイズ混入
パッケージ内の微細な配線や接合部の形状、寸法を正確に測定する際に、外部からの電磁ノイズや装置自体のノイズが混入し、測定精度が低下する。
高周波信号の信号品質劣化
高速データ伝送に必要な高周波信号の波形や振幅を正確に捉える際に、ノイズによって信号が歪み、本来の信号品質を評価できなくなる。
測定環境によるノイズ変動
温度、湿度、振動などの環境変化や、近隣の電子機器からの干渉によって、測定ノイズレベルが変動し、安定した検査が困難になる。
ノイズ除去処理の複雑化と時間増大
測定されたデータからノイズを除去しようとすると、高度な信号処理技術が必要となり、検査時間の増加やコスト増につながる。
対策
ノイズシールドと接地強化
測定装置や検査対象を電磁波から隔離するシールド材を使用し、装置全体の接地を最適化することで、外部からのノイズ侵入を抑制する。
差動信号測定とフィルタリング
ノイズの影響を受けにくい差動信号方式を採用し、不要な周波数帯域のノイズを除去するデジタルフィルタリングを適用する。
ノイズ低減設計の測定プローブ
信号取り出し部分にノイズの影響を最小限に抑える設計が施された専用の測定プローブを使用し、信号劣化を防ぐ。
高度な信号処理アルゴリズムの導入
機械学習などを活用したノイズ推定・除去アルゴリズムを導入し、測定データからノイズ成分を効果的に分離・低減する。
対策に役立つ製品例
電磁波遮蔽ボックス
測定対象や測定機器を囲い込み、外部からの電磁波ノイズを物理的に遮断することで、測定環境をクリーンに保つ。
高帯域差動プローブ
高周波信号をノイズの影響を最小限に抑えながら正確に取得し、差動信号として測定することで、コモンモードノイズを除去する。
ノイズ除去信号解析ソフトウェア
測定された信号データに対し、高度なアルゴリズムを用いてノイズ成分を特定・除去し、クリーンな信号波形を再構築する。
アクティブノイズキャンセリング測定システム
測定中に発生するノイズをリアルタイムで検知し、逆位相の信号を加えて相殺することで、測定信号の純度を高める。
