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部品配置を能率よく行う為のヒント 部品配置を能率よく行う為のヒント 1 min Blog プリント基板設計では基板外形を設定した後、ワークスペースに部品（フットプリント）を呼び出します。そして、その部品を適正な位置に再配置し、それが終われば配線を行います。 この作業の最初の工程である部品配置は、その後の配線作業を円滑に行う為に大変重要な作業です。もし、配線作業中にスペースが足りなくなった場合には、部品を動かさなくてはならず、出来上がっている配線パターンを剥がしてやり直さなくてはならなくなってしまいます。 部品配置では多くの部品の位置決めをしなくてはならない事に加え、高い完成度が求められます。そこで今回は、この手間のかかる部品配置を能率よく行う為の方法や役立つ機能を紹介します。 回路図のレイアウトを最適化 - 基板の部品配置を回路図に反映させる 基板上に部品を配置する際には、ラッツネストを頼りに配線が最短になる位置を探しますが、電源やBUSなどの長いネットを持つ部品はラッツネストだけでは判断できず、回路図を参照しなくてはなりません。このため、回路図を描く際に、基板上で互いに近付けたい部品は回路図上でも近くに置いておくと良いでしょう。バイパスコンデンサは、まとめて一か所に描くと回路図はスッキリしますが、クリチカルな箇所については対象となる電源ピンの近くに描いておきましょう。 また、信号の劣化やノイズに注意しなくてはならないRF等のアナログ回路の場合には、回路図からレイアウト上の要件を読み取ります。このような場合、回路図シンボルをフットプリントと同じピン配列で作成しておくと、基板レイアウトとの相関性が高まりより分かりやすくなります。これはアナログ最盛期によく使われた、実体配線図の考え方に似ています。 また、回路図は、1枚のシートに異なった機能ブロックを混在させず、機能ブロックごとにシートを分割すべきです。同じ回路を繰り返し使用する場合にも、単純な Copy and Paste ではなく、シートシンボルやデバイスシート、マルチチャンネルデザインを使って回路を複数化します。これにより、ルーム機能を有効に活用できるようになります。 ルームを活用する Update PCB Document...でPCBにデータを転送すると、フットプリントが呼び出され端子間の接続を示すラッツネストが表示されます。そして、そのバックには四角い箱が表示されます。この四角い箱がルームであり、回路図シートごとに部品がクループ化されています。このルームを使ってグループ移動ができますので、まず、このルームを使って大まかに配置を決めると良いでしょう。 さらに、このルーム機能は、オーディオミキサーのように回路の繰り返しが多く、基本的な配置が決められている場合には特に有用です 以下は、マルチチャンネルデザインが用いられたオーディオミキサーの例です。オーディオミキサーは、基板上に配置する部品の位置が、製品の仕様によってほぼ決まってしまいます。このため、ルームを使って規定されたエリアに部品を振り分ける事により、作業能率を飛躍的に向上させる事ができます。 ルームを利用するためのコマンド 記事を読む
1:6:07 電流密度解析ツール PDN Analyzer™ 2.0 1 min Webinars エレクトロニクス設計の密度と複雑さが増し続ける中、電源分配ネットワーク (Power Distribution Network: PDN) の電圧と電流性能に対する設計上の影響を完全に理解することは、今までにないほど困難かつ重要になっています。 プロトタイプ設計後の検討事項としてPDNの問題を扱うのではなく、基板レイアウトプロセスの一環として、すべてのIRドロップ、電流密度の問題、および電圧降下を正確に識別して解決する方法が必要です。 AltiumDesigner®用のCST®を搭載したPDN Analyzer™を使用すると、基板設計プロセスで発生したPDNの問題を統一環境の設計ワークスペース内で簡単に解決できます。以下は、セッションで紹介されたトピックとなります。 PDN Analyzer™ 2.0の機能紹介 電流密度と電圧降下に関するレイアウトの分析方法 PCBエディタで直接統合設計プロセスの一環としてPDN Analyzerを効率的に使用する方法 PDN Analyzerの分析結果に基づく電源分配の最適化 今すぐAltium Designerの拡張機能である PDN 記事を読む
CAMエディタを活用する CAMエディタを活用する 1 min Blog プリント基板CADのAltium DesignerはCAMエディタを備えており、PCBからGerber出力を実行すると、出力されたGerberデータがCAMエディタに自動的に読み込まれ、アートワークイメージが画面に表示されます。 プリント基板の製造に際して設計者は、Altium DesignerのPCBデータではなく出力されたGerberデータに対して責任を負はなくてはなりません。CAMエディタはその為に必要なチェック機能に加え、テストクーポンの追加や面付け等、製造上の要件を満たす為の多くの編集機能を備えています。 そこで、今回は、このCAMエディタの機能をいくつか紹介したいと思います。 Gerberイメージの表示 CAMエディタは、PCBエディタから出力されたGerberデータを読み込んで表示します。これにより、Gerber出力の段階で発生した過りを発見することができます。 CAMエディタでは表示する層のオン/オフや拡大/縮小が自由にででき、目視による確認が容易です。また、レポート機能などによって数値を取得して、より精密な確認を行うことができます。 デザインルールチェック CAMエディタはデザインルールチェック機能を備えています。この機能は、[解析] – [PCB デザインをチェック /修正] によって利用できます。 デザインルールチェックの設定と実行 各項目に規定値を入力し、[OK]ボタンで実行。エラーを自動的に修正する事ができる。この機能を利用する為には、[ツール] - [ネットリスト] - 記事を読む
複数のオブジェクトをまとめて編集 複数のオブジェクトをまとめて編集 1 min Blog Altium Designerは豊富な機能に加え直観的な操作性を備えており、最小限の操作で回路図を編集する事ができます。配置済のオブジェクトの移動や属性の変更は、マウスのドラッグやダブルクリックで簡単に行う事ができ、コマンドの選択すら必要ありません。 しかし、回路図が完成に近づくにつれ、属性の編集が作業の大半を占めるようになり、短時間に回路図を仕上げるにはこの段階での作業時間の短縮が必要になります。 プリント基板CADの Altium Designerには複数のオブジェクトの属性をまとめて編集するための機能が複数用意されています。これらをうまく利用すれば、属性変更の手間を省き、素早く回路図を仕上げる事ができます。 [類似オブジェクトの検索]機能と[Properties]パネルを使って一括変更 [Properties]パネルを使って、[セレクト]された複数のオブジェクトの属性を同時に書き換える事ができます。複数のオブジェクトの[セレクト]は、[Sift]キーを押しながら対象をマウスでクリックする事によって行えますが、[類似オブジェクトの検索]機能を使えば多数のオブジェクトを一度に[セレクト]する事ができます。 この方法による一括編集は、以下の手順で行います。 一括編集したいオブジェクトのうちのどれか１つにマウスのカーソルを置き、右ボタンをクリック。 表示されたポップアップメニューから[類似オブジェクトを検索]を選ぶ。 [類似オブジェクトの検索]ダイアログボックスが現れ、ここで一括編集の対象を絞り込むための検索条件を設定する。 検索条件の設定を終えた後、ダイアログボックスの下部にあるチェック項目の中の、[一致範囲セレクト]にチェックを入れる。 [類似オブジェクトの検索]で多数のオブジェクトを一度に[セレクト] [類似オブジェクトの検索]画面に検索条件を設定し、一致したオブジェクトをセレクトする。この例では、ネット ラベルを検索し、全てのネットラベルを[セレクト]。[一致範囲セレクト]にチェックを入れる事が必要。また [プロパティを開く]がチェックさていれば、この画面を[OL]ボタンで閉じた後、[Properties]パネルが自動的に開く。 全ての設定を終えた後[OK]ボタンを押す事により、検索条件に一致したオブジェクトが[セレクト]されダイアログボックスが閉じる。ダイアログボックスを閉じる前に検索結果を確認したい場合には[適用]ボタンを押す。 回路図上のオブジェクトが意図どおりに[セレクト]された事を確認した後、 [Properties]パネルを開いて属性値を入力する。これで[セレクト]された全てのオブジェクトの属性が同時に更新される。 記事を読む
真空管アンプのシミュレーションを試す 真空管アンプのシミュレーションを試す 1 min Blog 電子機器に使用されるスイッチング・増幅素子は、真空管に始まりトランジスタに進化しました。そしてその後、多くのトランジスタと周辺回路を１つのパッケージに集積したIC （Integrated circuit）が現れ、集積度は急速に向上し続けています。 デジタル機器の心臓部にICが使われるようになってからもう半世紀以上経ちますが、その間の進化は凄まじく、最近のCPUには１パッケージに400億個ものトランジスタを集積したものもあり、その端子数は4,000を越えています。ちなみに、ハリネズミの毛の本数は5,000～7,000本だそうです。 このような進化の中、古いデバイスも姿を消しておらず、さまざまな世代のデバイスが使い続けられています。今では過去の遺物のように見える真空管でさえ、音を扱うアナログ機器の分野ではまだ現役を保っています。 そしてAltium Designerでは先端技術だけでなく、古い世代の技術に対してもサポートされており、シンボルライブラリやサンプル回路図などにその一端を見る事ができます。 真空管アンプのシミュレーションを試す Altium Designerは A/D混在回路シミュレータを備えており、この機能を試すためのサンプルデータとして、ディスクリート部品で構成された多数の回路が用意されています。そしてその中に真空管アンプが含まれており、Altium Designer がサポートする古典的なアイテムの一例としてこれを取り上げ、シミュレーションを試してみました。 サンプル回路を開く 真空管アンプのサンプル回路は[Vacuum-Tube Power Amplifier.PRJPCB]に含まれています。このプロジェクトを読み込み、[Vacuum-Tube Power Amplifier.schdoc]を開くと画面には真空管パワーアンプの回路図が現れます。 [Vacuum-Tube 記事を読む
シグナルハーネスで繋ぐ シグナルハーネスで繋ぐ 1 min Blog 回路図エディタでは部品の端子間を接続する方法がいくつも用意されており、Wire（ワイヤー）やBus（バス）、Net Label（ネットラベル）などが良く使われます。これらの伝統的なものに加えAltium Designerには「Signal Harness」（シグナルハーネス）というユニークなオブジェクトが用意されており、これを利用して端子間の接続を行う事ができます。 これはちょうどワイヤーハーネスのように複数の配線を束ねるもので、1本のハーネスを配置するだけで一度に多数の接続を行う事ができます。 シグナルハーネスの概要 シグナルハーネスで配線する場合には、ハーネスコネクタで配線を束ね、シグナルハーネスでその束ねられた配線を引き回します。以下はシグナルハーネスを使った回路図の例です。ただ単に 2 本のコネクタの間を接続するだけの単純な回路です。 シグナルハーネスを使用した回路図 3枚の図面で構成された階層回路図。コネクタだけが置かれた2枚の子回路図を、シートシンボルとワイヤーハーネスが配置された上位の回路図で接続している。2枚の子回路図の回路は同じだが、信号名が異なっている。 この回路図を見るとシグナルハーネスがどのようなものなのかすぐにわかると思います。中央付近に淡い青色の見慣れないシンボルが配置されていますが、これがハーネスコネクタです。ここに示されているように、シグナルハーネスでは、ワイヤーとバスの両方を一つに束ねる事ができます。このようにシグナルハーネスを使ってバスと制御信号を一本に束ねると配線を簡素化する事ができ、読み取りやすい回路図を作成する事ができます。 また、シグナルハーネスでは、ネット名が一致しないバスやワイヤーを同電位に接続する事ができます。例えば、このサンプル回路図では、信号名が一致しない2枚の子回路図をシグナルハーネスで接続しています。また、シグナルハーネスにはネットラベルを付ける事ができますが、この回路図では使われていません。そして、回路図からは以下のようなネットが出力され、回路が意図どおりに接続されていることがわかります。 サンプル回路図から出力したネットリスト 2枚の子回路図に使われている信号名が食い違っているが、P0~P7とD0~D7が接続され信号名はD0~D7が 優先されている。また、/CE、/WE、CS はそれぞれ、P8、P9、P10 と接続され、信号名はP8、P9、P10 が 優先されている。ネットリストのフォーマットはTelesis。 記事を読む