Altium Designer | 回路・基板設計ソフトウェア

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Thought Leadership 2層のPCBのGNDプレーン私が若くてハングリーな大学院生だった頃、最初に設計したPCBは、いくつかのセンサーからアナログ信号を収集するためのものでした。測定結果の電圧グラフを見ると、ノイズレベルがひどく、測定しようとしていた信号が完全にマスクされていました。私がすぐに気付いたのは、GNDプレーン接続で完全に失敗し、GNDループによって信号が歪められているということでした。 GNDプレーンの配置とGND接続の配線は、2つ以上のレイヤを持つPCBの設計において最も重要な手順の1つです。これらを正しく行うことで、EMI、クロストーク、GNDループを抑制できます。これらのノイズ源は信号の整合性を劣化させますが、GNDプレーンを正しい手法で設計すると、デバイスの最大性能を保証できます。それでは、GNDプレーンはどこに配置するべきでしょうか? PCB設計を始めたばかりの人は、GNDプレーン、EMI、配線などの用語をよく耳にすると思います。最初に設計するPCBは、おそらく2層の基板でしょう。これらの用語は確かに簡単に定義できますが、これらを全て組み合わせ、高品質のPCBを設計するにはどうすればいいのでしょうか? 2層のPCBでは、GNDプレーンは一般に基板の最下位レイヤで、信号のトレースと部品は最上位レイヤに配置されます。リターントレースを基板に配置し、各トレンドを電源のGNDリードに送る代わりに、信号をGNDプレーンに配線するほうが便利です。これには、いくつかの理由があります。まず、リターン信号がGNDプレーンを通過する場合、リターン信号は対応する信号トレースと可能な限り近くを通るようにします。これにより、電気的信号を含む回路のループ領域が最小化されます。信号トレースとリターンとの間の距離が小さければ、回路ループはEMIやクロストークの影響を受けにくくなります。正しい配線手法によりEMIを防止する最大の性能を実現するGNDプレーンの設計 PCBレイアウトのGNDプレーンを配置するときは、トレースと電子部品の場所に注意する必要があります。一部の設計者は、最下位レイヤの全体にGNDプレーンを配置してから、電子部品を含む部分だけ削除する方法を使う傾向があります。この方法では、GNDプレーンで電子部品の周囲に伝導性のリングが形成され、問題を引き起こすことがあります。この場合に引き起こされる問題は、GNDプレーンが部品の周囲にリングを形成すると、GNDプレーン自体が EMI干渉を受けやすくなることです。GNDプレーンに閉じた伝導性のリングが存在すると、コイルの働きをし、外部の磁場によってGNDプレーン内に電流が発生します。この電流はGNDループと呼ばれ、PCBの他の部分に過剰なノイズを引き起こすことがあります。これは、レイアウト段階で留意しておくべき重要な問題です。部品の配置とトレースの配線には独創性が必要です。部品間のトレースが可能な限り短くなるよう、部品の配置を考えてください。トレースの配置を計画してから、それらのトレースの完全に下になるようGNDプレーンを配置します。トレースの下にGNDプレーンを配置するとき、一部のトレースをカバーするために、GNDプレーンにどうしてもリングが形成されることがあります。このような場合、正しいレイアウトが得られるまで、基板上でトレースと部品を移動する必要があります。これには多少の時間が必要ですが、労力に十分に見合う効果が得られます。正しい配線手法によりEMIを防止する最後の手順では、スルーホールビアを使用してトレースをGNDプレーンに戻す必要があります。最上位レイヤからGNDプレーンへ多くのクイック接続を直接作成したくなるかもしれません。しかし、GNDプレーンへの複数の接続を作成すると、各ビアに電圧の差分が発生し、GNDループが形成されます。全てのトレースを単一のビアでGNDプレーンに接続するほうが適切な方法です。 2のPCBで複数のGNDプレーンを使用する前に述べたトレース配線とGNDリングの問題があるため、PCBレイアウトで複数のGNDプレーンを使用するほうがよい結果になることもあります。これにより、配線と部品の配置が簡単になります。これは、ほとんどの多層PCB設計で一般的な方法です。複数のGNDプレーンを使用する場合、互いにデイジーチェーン接続しないよう注意します。GNDプレーンがデイジーチェーン接続し、リターン場所を各プレーンに接続すると、単一のGNDプレーンの異なる場所にトレースの複数のリターンを配置するのと同じことになります。スター型トポロジーを使用し、各GNDプレーンを別々に電源に接続するほうが適切な方法です。これにより、GNDプレーンは互いに絶縁され、GNDループが回避されます。

Altium Designerの回路図チュートリアル: The Journey of a Thousand PCBs

PCB回路図の作成方法 | Altium Designer PCBレイアウトの作成には重要なステップがあります。それは回路図の作成です。いろいろな選択肢があるので圧倒されるかもしれませんが、心配しないでください。ポケットに何十年もの経験がある場合でも、設計やエンジニアリングのキャリアを始めたばかりでも、PCB設計は回路設計から始まります。以下は、Altium Designerの回路設計チュートリアルで、コンポーネントへのアクセスから回路へのコンポーネントの配線まですべてをカバーしています。 Altium Designerによる基本的なオーディオアンプ用のPCB回路図チュートリアルまだ学習中の方は、比較的簡単な回路で作業するのがよいでしょう。今回の回路設計は、LM386 ICを使った非常にシンプルなアンプをベースにしました。このコンポーネントは、低出力デバイスでのオーディオ再生用に設計されており、回路図エディターでの作業は非常に簡単です。最終的にどのようになるのかを理解していただくために、以下に完成した回路図の画像を示します。 Altium Designerで設計したシンプルなオーディオアンプの最終的な回路図この完成した回路図を念頭に、このAltiumチュートリアルでアイデアから完全なPCB回路図を作成する方法を見ていきましょう。ステップ 1: 新しい回路図を開く最初のステップでは、新しいPCBプロジェクトを作成します（まだ作成していない場合）。新しいプロジェクトを作成するには、[ファイル] > [新規] > [プロジェクト] > [PCBプロジェクト]

Newsletters OnTrack オーストラリアの学生が設計したソーラーカー Judy Warner: チームがどのようにして活動を開始したのか、これまでに何台の車を製作したのか、教えてください。またVioletについて簡単に説明してください。 Kristian Bojidarov: Sunswiftは、ニューサウスウェールズ大学の学部生で構成されたチームです。世界で最も進んだソーラーカーを設計、製作して、レースに参加しています。私たちのチームは、1995年のSunswift結成以降に習得してきた知識により、先日チームの6台目のソーラーカーであるVioletの製作を完了しました。初めは、Sunswiftが開発する車は最高レベルの効率と性能を目指して設計されていました。この目標は、90年代後半から2013年まで続きました。この頃の車両は、最大2人乗りの極めて広い座席配列で、World Solar Challengeのチャレンジャークラスに参戦しました。これ以降、Sunswiftは5台目および6台目の車として、eVeとVioletを開発しました。 Violetの設計は、チームのそれ以前の車両と比較してより実用性に重点を置いたことに加え、快適さと美観のレベル向上も目指しました。これは、空気力学的に合理化された設計、フロントとリアのブートスペース、リバースカメラ、駐車センサー、GPSとのインタラクティブな表示画面、エアコン、そしてチームにとっては初めての4人乗りなどの点をより重視することで達成されました。これによって、Violetは、現在の公道仕様の車両と同じ規模で製作され、その結果チームは、一般に向けてソーラーカーのビジネスチャンスを示すことができました。 Warner: 現在重点を置いていること、および今年のWorld Solar Challenge競技会の目標を教えてください。 Bojidarov: 残念ながら、今年はWorld Solar Challengeは開催されません。次回は2019年です。とは言うものの、Sunswiftは、次回の開催までにできる限り準備を進めています。そのときにはVioletは2歳になっており、チームはVioletの技術的な性能と限界を非常によく理解していることでしょう。今後2年間で、Sunswiftチームは継続的なテストに加え、必要に応じてVioletを改良していきます。私たちは、より持続可能な未来を切り開く一方、他の全てのチームと同様に、大会のできるだけ多くの車両検査部門で1位になることを目指しています。 Warner: 現在、Sunswiftのチームメンバーは何人いますか

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