Tag Archives: ケーブル

USB充電ケーブルの安全が保証されているか？

Allion Labs 携帯電話やスマートデバイスが日常生活に普及し、充電ケーブルは欠かせないものとなっています。現在、充電用のUSBケーブル（以下、USB充電ケーブル）がUSB Type-Cインタフェースを搭載する傾向にあり、USB充電ケーブルは市場で最も人気のある製品の一つになります。競争が激しい市場で競争力を維持するには、製品の機能性とユーザー体験の向上がポイントです。しかし、充電インタフェースの統一による利便性を提供する一方、性能だけでなく、製品の耐久性と安全性を確保することがより重要です。 USB充電ケーブルの利用における安全リスクとその解決策 就寝する直前に充電することが習慣になっている人は多いでしょう。しかし、充電ケーブルを使用する度に曲げやねじれを長時間続けると、ケーブルの芯線が気づかないうちに断線または損傷してしまう可能性に配慮する必要があります。信号品質はもちろん低下し、最悪の場合は回路が短絡状態になり、漏電または出火などの安全上の問題が発生するおそれがあります。 アリオンは市場クレームを分析し、それがかなりの割合でUSB充電ケーブルの設計または製造の不良に起因していることを把握しました。その結果、製品を使用したばかりで上記のような状況が発生したり、ユーザー体験に深刻な影響を与えたり、大量の返品や交換などの問題が起こったりします。 また、外観には異常がなくても、充電ケーブルを通じてPCとスマートフォンを接続し、データや写真を伝送しようとすると、PCの画面に「USBデバイスが認識されません」のメッセージが表示され、データ伝送や充電ができなくなるという状況もあります。このとき、一部のユーザーは機能を回復させるようケーブルをある角度まで曲げてみることがあります。  問題点分析  上記の問題はケーブル芯線の損傷による伝送信号の断絶に起因しており、伝送信号の断絶には2つの状況があります： (1) 条件付き断絶：芯線の損傷により、ケーブルは特定の角度のみ断絶が発生したり、一時的に信号の伝送が回復したりする (2) 持続的な断絶：ケーブルは芯線が完全に破損または断裂されたため、どの角度でも信号が断絶される状態である 伝送信号問題は外観から直接的に判断できず、使用中に気づくのが一般的です。もしユーザーが条件付きの断絶に遭遇すると、製品の機能を回復させるようケーブルを曲げる場合、これが長期間続けば外部の被覆が損傷し、芯線が露出したり、短絡や漏電が発生したりする可能性があります。 [...]

Thunderbolt音声と映像が転送失敗に陥る原因とは？

Allion Labs Thunderboltは近年高速インターフェースの代表となっており、この仕様は個人向けノートパソコン、拡張ポート、ディスプレイ、外付けハードドライブ、グラフィックスカードなどの用途で広く普及しています。このインターフェースはデータ転送だけでなく、ディスプレイとの間で音声/映像の転送も可能で、ユーザーはThunderboltを通じて高解像度の画面を楽しむことができます。しかし、高品質の音声/映像転送が重要なセールスポイントでありながら、実際に接続する際に表示に問題が発生した場合、ユーザーの評価と体験が根本的に損なわれる可能性があります。本文では、アリオンが実際に発見した状況とその解決策をご紹介します。 Thunderboltの音声と映像転送の異常 ThunderboltノートパソコンはThunderboltケーブルを使用してディスプレイに接続でき、高解像度のビデオやゲームを楽しんだり、さらにはディスプレイをハブとして使用して、他のディスプレイやストレージなどを追加で接続することもできます。 アリオンは専門のラボとして豊富なテスト経験がありますが、ノートパソコンをディスプレイに接続しても反応がなかったり、接続に成功したサウンドが聞こえてもすぐに接続が切断されてしまい、デバイスマネージャーやThunderboltコントロールセンターでディスプレイが表示されなくなり、その後、ケーブルを再度差し込んだりシステムを再起動するなど、さまざまなトラブルシューティングを行っても、結局反応しないというケースが多々ありました。  問題点の分析  アリオンの技術コンサルティングチームの分析により、問題がノートパソコンのSBU(Sideband Use)の電圧が低すぎることに起因していることが判明しました。SBUは、Thunderbolt製品間で初期接続通信に使用され、Thunderbolt製品が通信する際、SBUの電圧レベルが正しいかどうかを判断して正しい接続を確立し、デバイスが正常に動作できるようにします。したがって、一方のデバイスがもう一方のSBU電圧レベルが正しくないと検出すると、接続に失敗してデバイスは正常に動作しなくなります。 以下の図に示すように、2つのThunderbolt製品が接続される瞬間、SBUを介して通信が行われ、SBU信号の高電圧および低電圧レベルが確認されます。電圧値が高すぎたり低すぎると、デバイスの接続に失敗して使用できなくなります。  解決策  アリオンは豊富な経験と専門的な設備を備え、この問題点を解決できるよう、特定のテストフィクスチャとオシロスコープを使用し、SBU検証ソリューションを実行しました。 これにより製品の接続品質を確保し、音声/映像転送ができないことが製品出荷後に判明し、エンドカスタマーから商品を返品されるリスクを事前に回避ですることができます。 Faster、Easier、Better　―　最も信頼できるThunderbolt周辺製品検証コンサルタント アリオンはThunderboltの公式認証試験機関として、システム認証や互換性テストなどの分野で数十年以上の経験があり、専門的且つ経験豊富なベテランエンジニアが迅速かつ正確に問題を特定し、解決策を提供します。 [...]

USBデバイスが正常に動作しないのはなぜ？

Allion Labs 「挿すだけですぐ使える」超簡単！USBが主流の転送インターフェースに USBは登場以来、「挿すだけですぐ使える」という特性から普及が急速に進み、現在では最も普及している転送インターフェースとなっています。今や、誰もが生活の中でコンピューターを使う以上、USBの使用は避けられません。 しかし、USB製品の設計で注意しなければ、使用時にさまざまな問題が発生する可能性があります。ユニバーサルインターフェースでありながら、使用時に使えない状況が発生すると、ユーザーはイライラしてしまいます。これは、主要なUSBデバイスの開発者やブランドメーカーにとって、注意しなければならない問題となっています。 USBデバイスが正常に動作しないのはなぜ？ USBが正常に機能するためには、接続においてホスト、ケーブル、デバイスの3つのカテゴリの製品が不可欠です。これら3種類の製品を設計する際に、信号伝送の品質、電源（給電/電圧降下/消費電力）の安定性、ホストとデバイス間の接続性をそれぞれ個別に考慮する必要があります。いずれか一つで問題が発生すれば、製品は宣伝しているようなパフォーマンスを発揮できず、デバイスは低速でしか動作しなくなり、深刻な場合は接続されているUSB製品が破損し、正常に機能しなくなり修理が必要になります。これでは、メーカーのコスト負担が増えるだけでなく、ブランドイメージが大きく損なわれる可能性があります。 以下はアリオンが取り扱った実際の事例で、お客様の製品の問題を発見し解決策の提案を行いました。  利用シナリオ  1.　ホストは一般的なWindows PCまたはApple/Androidタブレット 2.　デバイスは音楽音声用ミキサーで、安定した動作には15W（5V/3A）が必要 3.　ホストとデバイスはUSB-Cケーブルを介してUSB 2.0データおよび15W電源を伝送  問題点  [...]

購入したUSB Type-Cケーブルが画面を選ぶ？

現在多くのケーブル製品は、標準仕様とコネクタ部品を通じて電子機器デバイス間の接続を確立し、最大10 / 20 / 40 Gbpsのデータ転送速度を実現する高速データ転送機能を提供しています。これにより、高解像度ディスプレイや高速ストレージデバイス、ビデオ編集など、高速接続が必要な用途で広く利用され、データ転送時間を大幅に短縮することができます。 高速転送ケーブルの良し悪しで引き起こされる潜在リスクとは？ 高速転送ケーブルの品質が悪いと、予測できないリスクが発生する可能性があり、ユーザーエクスペリエンスの悪化につながります。使用シナリオを例に挙げてみましょう。コンピューターとディスプレイが映像音声データを高速で転送する時、4Kの超高解像度機能をリアルタイムで表示することが求められます。ここで品質の悪いケーブルを使用すると、信号が過度に減衰し、ケーブルの帯域幅が狭くなり不安定になるといった潜在的なリスクが伴う可能性があります。こうした問題は、以下のような悪い影響を引き起こしかねません。 1. ディスプレイ信号品質の低下 2. システム間の通信の中断 以前アリオンは、販売代理店がとあるホワイトラベルのUSB Type-Cケーブルを販売したところ、それを購入した客から、ケーブルを画面に接続した時に不安定な状態が発生するとクレームを受けた、と販売代理店から相談を受けました。互換性テストを実施した結果、一定の確率で画面のちらつきやノイズなどの現象が発生し、さらに電気信号を測定すると、挿入損失（Insertion Loss）の項目で不合格となり、これが信号の大幅な減衰を引き起こし、信号のジッターが深刻となり、一連の確率的な問題を引き起こしていたことが判明しました。 [...]

USB-Cケーブルが電子機器のターミネーターにならないように

現代の生活において、電子機器はもはや日常生活の使用から切り離せない存在となっています。データ転送、充電、オーディオビジュアル伝送など、いずれもUSBケーブルと切り離すことはできません。また、EUの新しいポリシーにより、スマートフォンの接続ポートは一律Type-Cが採用されています。2023年にはAppleの新型iPhone15もLightningからType-Cに変更されるなど、電子機器のインターフェースはType-Cに変更統一される予定で、今後Type-C製品の普及が進むと考えられています。しかし、USB-Cケーブルはユーザーが使用する上でリスクを引き起こす要因にもなります。重大な問題を引き起こすケーブルは必然的に多くの返品リスクがあるため、販売チャネルとブランドにとっては注意が必要です。 USB-Cケーブルの潜在的なリスク USB-Cの普及に伴い、USB-Cケーブルは市場で広く利用され、当然販売チャネルにおいてもロングセラー商品であるため、他のインターフェースのケーブルと比べて、Type-Cケーブルの使用頻度は高くなっています。 メーカーは製品の外観や製品イメージに合わせてケーブルのデザインを設計するため、市場にはさまざまな材質で設計されたUSB-Cケーブルが多く見られます。しかし、正常な機能や電力供給以外で、最も重要な問題をメーカーは見落としがちです。それはUSB-Cケーブルの設計不良が原因で、接続された製品が損傷してしまう可能性があるということです。 USB-Cケーブルはその設計素材に応じて、先端のオーバーモールド設計コンセプトは主にプラグポート機構の強度に基づいています。外観からは頑丈で耐久性が高く、損傷しにくい機構設計だと見られがちですが、これは電子機器を使用する際の安全性と密接に関係しています。 上の画像を例に挙げましょう。ゲームコントローラーを充電しながらゲームを遊ぶ際に、誤ってコントローラーを落としてしまい、その衝撃が一定の力としてケーブルの接続部分に加わるとします。この時、ケーブル端子部分の強度が過度に高く設計されていると、オーバーモールドとプラグポートが外れずコントローラーが損傷する可能性があり、ユーザーは修理に送るか新品を購入するしかありません。これはユーザーエクスペリエンスに直接影響を与え、返品される可能性があるだけでなく、ユーザーから集団賠償請求を起こされる可能性もあります。 このような問題を回避するには？ アリオンの専門ケーブルコンサルティングチームは、この問題に対応したテスト内容を策定し、落下試験を通じて軸荷重をシミュレーションして計測を実施し、USB-Cケーブルが外力を受けた時に、機構設計の強度が高すぎて製品の接続ポートが損傷するかどうか、ケーブルのコネクタも同様の損傷があるかを検証することができます。アリオンは長年にわたる豊富なテスト経験を蓄積しており、専門的な認証テストを提供するだけでなく、使用をシミュレーションした操作モードも提供することができます。また、製品の問題点に対して最適な改善方法を提案し、効率と品質を兼ね備えつつ、お客様にご満足いただけるサービスを提供します。 Faster、Easier、Better　―　最も信頼できる検証コンサルタント アリオンは長年にわたる豊富なテスト経験を蓄積しており、専門的な認証テストを提供するだけでなく、使用をシミュレーションした操作モードも提供することができます。また、製品の問題点に対して最適な改善方法を提案し、効率と品質を兼ね備えつつ、お客様にご満足いただけるサービスを提供します。 互換性テストと機能性テスト 信号評価テスト 安定性テスト 競合分析と品質向上コンサルティング ロゴ認証試験 [...]

コネクタの高周波特性を測定する際に見落とされがちな判断条件とは？（後編）

高周波特性が分からない？設計検証に時間がかかる？ 前回の記事では、高周波コネクタの設計で機械エンジニアが直面する課題と潜在リスクについてまとめました。従来の低速コネクタの設計においては、特に高周波特性を考慮する必要はありませんでしたが、高速コネクタの設計では、高周波特性は品質に影響を及ぼす重要な要素となります。高周波特性は非常に複雑であり、機械エンジニアも高周波特性を理解するのに経験が不足していたりすると、高周波コネクタの設計と検証に多くの時間がかかってしまいます。また、検証した結果がfailだった場合、効率的に問題点を特定して修正することもできません。 高周波特性の潜在リスクを一度で確認 アリオンには環境設備と豊富な実績があります。高周波特性が不良の場合に起こる得る潜在リスクを分析しまとめました。 1.　インサーションロス（Insertion Loss） 挿入損失が大きすぎると信号の減衰が悪化し、伝送距離と帯域幅に影響します。 2.　リターンロス（Return Loss） 反射損失が大きすぎると信号の反射と干渉が発生し、信号品質に影響します。 上記の潜在リスクにより、データの伝送頻度低下や高いビットエラー率を引き起こし、その結果サーバー全体のパフォーマンスが低下する可能性があります。 インサーションロスやリターンロスの検証が、毎回わずかな差で合格できない場合、どのようにこれを改善するかが、エンジニアにとって最大の課題になります。TDR（Time Domain Reflectometry）を観察して問題を解明しようとするかもしれません。ただし、難しいのはTDRが規格に準拠している場合で、この場合はどのように修正に取り組むべきでしょうか？多くのお客様の製品プロジェクトで経験を積んできたアリオンは、上記のリスクに対して改善すべき考え方の方向性を示すために、以下の事例を提案します。 事例紹介 [...]

コネクタの高周波特性を測定する際に見落とされがちな判断条件とは？（前編）

科学技術トレンドの観察と製品設計の課題 ハイテク時代において、今日のテクノロジー製品に影響を与えている2つの重要なトレンドがあります。1つは製品の高速化、もう1つはサイズの小型化ですが、このトレンドの下で高速、高周波、小型の製品を設計する際、多くの課題に直面します。特にコネクタ設計の分野では、高周波そのものの特性が大きな減衰と大きな干渉をもたらすため、小型の高周波コネクタの設計はさらに困難になります。 想像してみてください。マシンのエンジニアがソフトウェアシミュレーションを駆使し、苦労して実装した高周波コネクタのサンプルで、高周波特性を検証した結果最終的に不合格だったとします。エンジニアはその知らせを受けた瞬間に大変驚き、すぐにシミュレーションに問題があったのか、あるいは実装か測定に問題があったのではないかと疑問に思うことでしょう。経験豊富なエンジニアであれば、自分のシミュレーションと実装に自信を持っているため、測定部分を疑うエンジニアが多いですが、測定には多くの重要な要素があるため、必ずしも問題を特定できるとは限りません。 見落とされがちな高周波コネクタの潜在リスクを知ろう！ アリオンは、お客様の製品測定で豊富な経験を積み重ね、見落とされがちな潜在リスクを分析し総括しました。それは、PCB基板が高周波コネクタの特性に影響を及ぼす可能性があるということです。 コネクタの高周波特性を測定する場合、PCB基板を介して機器に接続する必要がありますが、PCBの特性が完全に除去されるかどうか（De-embedded）で、PCBの設計と製作の良し悪しを判断します。中でも、多くの人が見落としてしまう基本的な判断条件の1つが、2つのThru（通過）のIL（挿入損失）とRL（反射損失）の交差で、これらの交差はないほうが理想です。 したがって、コネクタ用のPCB高周波テストフィクスチャを製作する場合は、一般的なPCBレイアウト設計会社を選んで製作することがないようにしましょう。会社選びを間違えてしまうと、時間（テストフィクスチャの完成に最低4週間かかる）やお金（低価格の会社を選んでも、設備や経験が不足している）を無駄にすることになり、最初からすべてをやり直さなければなりません。 上記の潜在リスクに対し、当社が選ばれる理由 アリオンは以下の条件を備えており、問題を回避して、包括的なコンサルティングサービスを提供することができます。 1. 多くの協会が認定する試験機関として、幅広い業界の高周波コネクタ規格に精通している。 2. 設計や計測で豊富な経験がある。 3. 規格に準拠した完全な計測装置を備えている。 [...]

サーバー用高速ケーブルの品質を検証する方法とは？

Allion Labs  PCIe 5.0の使用環境が徐々に形になりつつある中、潜在リスクが顕在化している？ 人工知能やクラウドコンピューティングの急速な発展に伴い、高速データ転送ニーズは増加の一途を辿り、PCI Express（PCIe）はサーバー用途で最も広く使用されている転送技術になっています。特に高性能演算HPC（High Performance Computing）サーバーとAIサーバーでは、ほとんど全てにPCIe 5.0規格が導入され、双方向のデータ転送スループットは128GB/sに達し、これら2種類のサーバーが最大のパフォーマンスを発揮できるようになりました。ただし、PCIe 5.0の周波数が16GHzに達すると、PCB基板は高周波数による信号減衰が大きくなる特性があり、製造メーカーは大きな技術的課題に直面しています。信号減衰をいかに軽減して信号伝達を高速化するかは、業界全体で解決すべき喫緊の課題となっています。これに対し関連メーカーは、より多くの高周波数ケーブルを設計に取り入れてPCIeチャネルの長さを延ばし、すべての高速デバイスを1つのサーバーに統合できるようにしています。 高周波ケーブルの「こんな特性」にはリスクが潜んでいる？ 使われる高周波ケーブルの数が増えるにつれて、高周波ケーブルの品質検証がますます重要になっています。高周波ケーブルの品質に影響を与える特性には、挿入損失（Insertion Loss）、反射損失（Return Loss）、クロストーク（Crosstalk）などがあり、これらの特性が良好でなければ、以下の潜在リスクが発生してしまいます。 1. [...]

USB充電中にうっかりケーブルを足に引っ掛けてしまい 、充電ポートが壊れた経験はありませんか？

技術の進歩に伴い、ポータブルガジェット製品の種類がますます増えています。こうした製品のサイズは、現在の技術ではほぼ限界に達しているため、最近のトレンドとして、同じサイズでより多くの機能を入れ込むことを目標に開発が進められています。 初期のポータブル製品は、製品サイズが大きかったため、I/Oポートインターフェースでは比較的大きなものを使用することができました。その後、製品サイズの小型化に伴い、ノートパソコンのUSBポートがUSB Type-Aコネクター（右の画像）からUSB Type-Cコネクター（左の画像）に置き換わったように、インターフェースも小さくしなければならなくなりました。 USB Type-Aはコネクタ自体のサイズが大きく、またデータ転送速度にも限界がある一方で、USB Type-Cコネクタは小型で高速なデータ転送が可能という特性を持っているため、徐々に製品用途の主流となっています。 コネクタのサイズが小さくなることで、機械構造に変化をもたらし、インターフェースの衝撃に対する耐性も低下します。 以下、概略図で説明しましょう。USB Type-AとUSB Type-CのメスコネクタがPCB基板に固定されている場合、コネクタを基板から引き抜く最大の力をF（緑の矢印）と仮定します。メスコネクタのポートを支点として（赤い三角形）　トルク＝モーメントアーム×力　の方法で計算すると、支点の右側の同じ位置にあるワイヤーが耐えられる力が異なり、USB Type-Aの支点の右側にFの力が加わるとコネクタは外れてしまいます。しかし、USB Type-Cの場合は2/3Fの力しか耐えられず、コネクタのサイズが小さくなると外部の衝撃に対する強度も明らかに低下するため、Type-Cコネクタの固定強度には特に注意が必要です。 USB Type-Cの普及に伴い、昨今の自動車業界でも車載充電のコネクタが徐々にType-Cに切り替わっています。以下のような事態を経験したことがある方も多いのではないでしょうか。 [...]

超高解像度時代の到来：なぜHDMI変換アダプタ製品は認証が不可欠なのか？

HDMI協会の重要アップデート：HDMI変換アダプタの認証プログラム 現在最も普及している伝送インターフェースであるHDMIインターフェースは、さまざまなAV製品で広く使用されており、同時にさまざまなHDMIコネクタタイプ（標準、ミニ、マイクロなど）も開発されています。市場にはさまざまなHDMI変換アダプタ（例：メスからオスへの変換、標準からマイクロコネクタへの変換など）がありますが、これまでHDMI協会はHDMI変換アダプタの仕様を明確に定義していないため、市販のHDMI変換アダプタはいずれも認証テストを受けることができず、品質を保証することができませんでした。 現在最も普及している伝送インターフェースであるHDMIインターフェースは、さまざまなAV製品で広く使用されており、同時にさまざまなHDMIコネクタタイプ（標準、ミニ、マイクロなど）も開発されています。市場にはさまざまなHDMI変換アダプタ（例：メスからオスへの変換、標準からマイクロコネクタへの変換など）がありますが、これまでHDMI協会はHDMI変換アダプタの仕様を明確に定義していないため、市販のHDMI変換アダプタはいずれも認証テストを受けることができず、品質を保証することができませんでした。 HDMI変換アダプタの潜在リスク アリオンはHDMIフォーラムが公式に認定したテストラボとして、豊富なHDMIテスト経験ノウハウと多くのプロジェクトでの実績を背景に、各大手企業やデザイン/製造メーカーと長年にわたり緊密に連携しています。以下では、HDMI仕様の包括的理解と製品テストの実際データを通じて、HDMI変換アダプタの潜在的なリスクを深く掘り下げて分析を加えます。  協会の監査を受け、非認証のHDMI製品が商品棚から強制的に撤去されるリスク  HDMI協会は昨年トレードドレス（Trade Dress）を新たに登録し、製品の外観にHDMIコネクタが含まれていればHDMI製品と見なされ、HDMI仕様に準拠する必要があります。さらに、HDMI協会は2023年5月に匿名通報システムを導入し、消費者が規格に準拠していないHDMI製品を通報できるようにしたため、認証テストに合格していないHDMI変換アダプタは、HDMI協会の監査を受け、強制的に撤去されるリスクがあります。メーカーや販売店がこれに気づかず、サプライヤーからも認証を完了するよう要求されなければ、製品が商品棚から撤去され返品されるリスクに直面することになります。  HDMI Type-Aオスメス変換アダプタ製品のテスト実例  アリオンは、2つのHDMI Type-Aオスメス変換アダプタを使用して品質テストを行い、信号伝送にどのように影響するかを理解するために、インピーダンステストを実施しました。 Model Aアダプタは、インピーダンステストで非常に悪い結果を示しています。赤い部分はスペックを超えており、8K信号がまったく表示されないことがわかり、4K信号は表示されていても画面が乱れます。Model Aアダプタほどではありませんが、Model [...]