BLE5.0対応通信モジュール「WSM-BL241-ADA-008」好評発売中！（メルマガアーカイブ）

　マルツエレックはDigi-Key社と業務提携、Digi-Key社取扱いの全製品680万アイテム以上を1個からマルツでご購入頂けるようになりました。Digi-Key社のWebサイトと同様の製品ラインナップがマルツオンラインに掲載されています。

　今回はその中から、村田製作所のBluetooth 5.0 Low Energy(BLE5.0)とANTに対応した超小型通信モジュールをご紹介します。

　このモジュールは、Nordic Semiconductor社製のnRF52832というSoCを使用しており、主要な機能を担うこのデバイスとRFフロントエンドや水晶発振子などで構成されています。村田製作所では、このような高機能なICと独自の高い製造技術を組み合わせることで、通信に関する様々な高機能モジュールを開発/販売しています。

　Nordic Semiconductor社は、1983年に設立されたノルウェーのトロンハイムに本社を置くファブレス半導体企業で、2.4GHzのISM帯通信デバイスを専門としています。nRF52832は、Bluetooth Low EnergyとANTをサポートする2.4GHzの超低電力無線アプリケーションに最適なマルチプロトコルSoCで、ARM Cortex-M4F CPUを中心に、512KBフラッシュメモリ、64KB RAMを搭載しています。

　新しいBluetoothの規格であるBLE5.0は、従来のBLE4.2に対して次のような改良が行われています。通信速度が1Mb/sから2Mb/sになり、通信可能範囲が4倍に拡大されました。さらに、BLE4.2では31バイトだったメッセージ容量が255バイトになり、スループットが8倍に向上しました。通信速度の向上に加えて、BLE5.0では通信距離が100ｍ～400ｍに広がるため、外部電源がなくても電池で動作する小型ノードを安価に作れるようになり、IoT機器に適した規格になっているといえます。

　ANTは、カナダのDynastream Innovations社が開発した、通信速度が最大1Mbpsで超低消費電力を特徴とするワイヤレス通信プロトコルです。接続範囲は数ｍ程度と非常に近距離の通信に限られますが、超低消費電力のデバイスを開発でき、柔軟なネットワークを構築できるという特長があります。スポーツやフィットネス、家庭医療といった分野の海外製品で多く使われています。

　このように、BLE5.0とANTに対応したWSM-BL241-ADA-008通信モジュールは、ホームオートメーションやビルオートメーション、近接サービス、医療/ヘルスケア製品といった用途に適しています。　

○WSM-BL241-ADA-008通信モジュールの主な仕様
・対応無線規格：BLE5.0、ANT、NFCタグ
・周波数：2.402～2.48GHz
・データレート：1Mbps
・搭載SoC：nRF52832(64KB RAM、512KB フラッシュ内蔵ARM Cortex M4コア)
・Bluetooth/ANTアンテナの設定：オンボードPCBアンテナ(ピンパッドから外部アンテナをサポート)
・最大送信電力：アンテナポート(LDOモード)で＋4dBm
・受信感度：1Mbpsで－93dBm(LDOモード)
・消費電力：TX 7mA@3.5dBm(DCDCモード)
　　　　　　RX 6mA(DCDCモード)
・ホストインターフェース：UART、SPI
・その他のインターフェース：GPIO×20、ADC×5、UART、I2C、PWM、デバッグSWD
・動作温度範囲：－40℃～＋85℃
・サイズ：7.4×7.0×0.9mm(LGAパッケージ)
・RoHS対応
・JEDEC J-STD-020に準拠したMSLレベル3
・規制認証：FCC、IC、ETSI、TELEC

超小型通信モジュール 【WSM-BL241-ADA-008】　1,403円

○設計者からの一言

オーディオ用ディスクリートオペアンプTROP-006MF

　2016年春、トランジスタ技術誌に発表したディスクリートオペアンプTROP-001から2年、その間にTROP-001では実現できなかったことや妥協したことを改善すべく開発したのがTROP-006MFです。

　TROP-001との大きな違いは二つあり、一つは差動入力段のFET化、もう一つは新回路になった出力段です。TROP-001ではOTA回路基板のTROTA-01と出力バッファ回路基板のTRBA-01の組み合わせでしたが、TROP-006MFは、それぞれ進化したTROTA-02bとTRBA-02cで構成されます。

　まずはTROTA-01とTROTA-02bの違いについて説明します。大きく違うのは、入力差動対をバイポーラトランジスタからユニポーラトランジスタに変更したことです。ジャンクションFETを使うことによって入力バイアス電流を気にせず、より多くのアプリケーション回路で使えるようになりました。またローノイズに特化したバイポーラトランジスタがほぼ存在しなくなってしまった現在において、TROP-001ではノイズ性能は使用トランジスタの実力に頼らざるをえなかったのですが、今回使用した2SK3320はノイズ特性も保証されており量産バラつきを少なく出来ます。他にも回路定数の見直しによって、幅広い動作電源電圧の確保や過大入力時の応答特性などを改善しています。

　ペアとなる出力段TRBA-02cはTRBA-01の延長線上の回路ではなく、新開発の回路を使用しています。TRBA-01では、NchとPchのジャンクションFETを使ったコンプリメンタリー回路を入力段に使いましたが、PchFETの入手性が悪いことや、出力段のアイドリング電流がこのFET入力段の特性に左右されてしまうことから、TRBA-02cでは入力段をFET1石にして、このFETの特性バラつきが出力段に影響を及ぼさない回路構成としました。また、このFETをMOSFETにしている理由は、入出力間のDC電位レベル差を少なくするためです。さらに、このMOSFETにトランジスタでカスコードブートストラップをかけることによって、入力電圧の変化に対する入力インピーダンスのノンリニアな変化を抑え、20kHzでのT.H.D.は大振幅時においてTROP-001に比べ6dB以上改善しています。出力段のバイアス電流の量産バラつきもTRBA-01に比べ10dB以上改善しており、マルチチャンネルでの使用時の特性差を気にしなくてもよくなりました。

　TROP-001から引き継ぐ低負荷ドライブ能力は、ローインピーダンスヘッドホンを低歪率で直接ドライブできますので、モノリシックオペアンプ＋トランジスタバッファという構成を必要としません。

　電気的仕様において、モノリシックオペアンプに多く見られるレール・トゥ・レールの電圧出力には対応していませんが、上下対称クリッピング特性や低周波増幅用として十分満足できる電気特性は、高性能オーディオ用オペアンプの特性に匹敵していながら、4558タイプのオペアンプ同等の使いやすさも兼ね備えています。
　
　音質については、モノリシック回路とディスクリート回路で一般的に言われるような差も十分に感じとってもらえると思いますので、是非、お試しいただければ幸いです。

Designed by Nakano Lab.

◯特長・仕様

▽特長
1.FET入力差動1段電圧増幅段（TROTA-02b）＋ FET入力SEPP出力段（TRBA-02c)によるディスクリートオペアンプ。
2.±500mAの出力電流による低負荷ドライブ能力により、低歪みでヘッドホンを直接駆動可能。

▽仕様
・推奨電源電圧範囲：±4.5V～±15V
・THD＋N：0.01%以下（クリッピングパワー、20Hz～20kHz、Av=6dB、30Ω負荷）
・最大出力電流：500mApeak
・残留ノイズ：1μV以下　(A補正、入力ショート、ユニティゲイン)
・fT：2MHz
・スルーレート：±14V/μs（VCC/VEE±12V）
・消費電流：±12mA（VCC/VEE±12V）±8mA（VCC/VEE±5V）
・サイズ：W＝13mm D＝11mm H＝10mm（端子部含まず）

▽等価回路図

オーディオ用ディスクリートオペアンプ 【TROP-006MF】　3,700円