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高周波とは ~番外編 シミュレータの進化~

みなさま、株式会社Wave Technology 高周波デバイス設計課の橘高です。

これまで何度かブログに登場してきましたが、今回は趣向を変えて、高周波の世界に身を置くものとして、私自身が感じたことをつぶやいてみたいと思います。

以前のブログでも書いたとおり、入社して初めて高周波という分野に携わりました。最初は、全てがわからない事だらけで、『この先やっていけるのだろうか?』と不安に感じたのを覚えています。あれから二十数年たって改めて振り返ると、『何とかなった』というのが率直な感想です。

『何とかなった』という点をサポートしてくれたものの一つとして、設計ツール(シミュレータ)があるのですが、これが大きく進化したというのが特筆すべき点のように思います。

私が入社した当時、最初に用いたシミュレータは、一つの回路を計算するのに、およそ1日がかりの仕事になっていました。整合回路パターンを入力するために座標を一つずつ入力する必要があり、電卓と方眼紙を片手に、整合回路のパターンレイアウトを考え、その考えたパターンレイアウトの座標をシミュレータに入力していたのを覚えています。(まあ、これでも全て電卓で計算するよりは楽だったのですけど・・・)

かりに、単純な直線の線路を計算するのを例に挙げると、その線路の角となる4点の座標を入力し、入力や出力などのポートや基板材質の設定などが必要で、単純線路だけでもおよそ10分程度は時間を要していました。 このため少し複雑なパターンレイアウトを計算する場合、入力で半日~一日かかり、それを計算させるのに数時間を要していました。

そのような状態で、やっと得られた計算結果を見たとき、伝送線路を設計したはずが、伝送できない線路になっていたショックは大変なものでした。
精神的ダメージが大きいのに加え、さらにタイプミス・レイアウトミスなどの入力間違いを探す作業が数時間かかっていましたので、今から考えるとぞっとします。

それが、最近のシミュレータだと、部品をポチっとえらんで、画面にポンッとおいて、簡単に必要な情報を入力してやると、ほんの数秒から数十秒で計算結果が得られるようになっています。 当然入力ミスなどが圧倒的に減り、条件を変えた再計算なども、すぐに行えるようになっています。

ただ、作業的な負荷が軽減される一方で、実際のトランジスタを動作させた状態を計算する大信号解析や安定化解析、構造が高周波伝送特性に及ぼす影響を計算する電磁界解析など、新たな設計手法が出てきて、実際に設計に費やす合計時間は、むしろ増えているかもしれません。

もともと細かな作業が得意だったのもありますが、これら設計ツールが進化し、知識の補完をしてくれたおかげで、高周波初心者の私でも二十数年仕事を続けてこられたのだと思います。

もし高周波の世界に興味はあるけど難しそうだからとお考えの方は、一度チャレンジしてみてはいかがでしょうか。
難解な高周波の原理を勉強する必要はついてまわりますが、継続できればかならず『何とかなった』と感じることができます。

 

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