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電源ドック技術担当の佐々木です。
このコラムでは、色々なお客様サポートの中で複数回遭遇した、電源に関する不具合事例をご紹介していきたいと思います。
電源ドックの問い合わせフォーム経由で以下の問い合わせがありました。
電源回路のフィルター必要ですか？
FPGAの電源にDC/DCコンバーターを使用していますが、スイッチングノイズが大きくて困っています。
さっそく電話とメールで詳細な情報をヒアリングしてみることにしました。
どの様な症状かもう少し詳しく教えていただけますか？
評価ボードで確認していた時よりも DC/DC コンバーターのスイッチングノイズが大きく出ており、心配になって問い合せをしました。
そうなんですね。
評価ボードと現在の基板で、何か違いはありますか？
評価ボードとの違いは、DC/DC コンバーターの出力段のフィルターを強化するために、ビーズフィルターを追加したことくらいです。
ビーズフィルターを入れた電源部分の電流の変動は大きいですか？
測定していないので分かりませんが、多分大きいと思います。
ノイズの電圧波形を送付したので確認いただけますか？
なるほど、原因が分かりましたよ。
大きな Q を持つビーズフィルターを入れたことにより、電源ラインのインピーダンスのプロファイルに 反共振のポイントができてしまったんだと思います。
PDN（Power Distribution Network）の解析をおこない、基板のインピーダンスプロファイルを確認していただけますか？
分かりました。確認してみます。
確認をしたところ、指摘通り反共振のポイントが見つかりました。
問題箇所の改善により、トラブルは解消しました。
ビーズフィルターを安易に使用するとこのようなトラブルが発生することがありますので、使用する際は十分注意してください。
そうなんですね。
次回からは注意するようにします。
電源ノイズが大きくなった原因
ビーズフィルターを入れたことで大きな反共振のポイントができたこと
今回のポイント
フィルターを安易に使わず、電源インピーダンスプロファイルに反共振ポイントが無いかを確認する。
（ビーズフィルターは決して万能ではありません。）
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