Articles and Resources by Kella Knack.

Excel スプレッドシートを使用したキャパシタのインピーダンス対周波数のモデリング 1 min Whitepapers 以前の記事で述べたように、2日間の設計コースのクラスノートに基づいて、電源サブシステムの設計を正しく行うことは、今日の高速PCB設計プロセスで最も難しい側面です。このプロセスの主要な側面は、最終製品で適切に機能するように電源をモデル化することです。このモデリング努力の重要な部分は、キャパシタのインピーダンス対周波数をモデル化できるようにすることに焦点を当てています。これは十分に単純で、Excelスプレッドシートを使用して行うことができます。この記事では、キャパシタの集団がどのように選ばれるか、この努力の一環としてExcelスプレッドシートがどのように使用されるか、キャパシタを分析するためのSPICEモデルがどのように作成されるか、そして実際の回路と完全なPDNの要素に対する結果の予測がどれほど近いかを説明します。この記事で強調されるのは、Alteraから無料で提供されている PDNツールです。キャパシタのインピーダンス対周波数を支配するものは何か？ Excelスプレッドシートを使用してキャパシタのインピーダンス対周波数をモデル化する方法について詳しく説明する前に、キャパシタがどのように振る舞うかを理解することが重要です。キャパシタには3つの要素があり、それらは以下の通りです：キャパシタ自体。キャパシタと取り付けリードのインダクタンス。導体の抵抗。上記の要素は直列に発生し、RFエンジニアは結果として得られるデバイスを一連の調整回路としてラベル付けします。キャパシタの振る舞いを理解するには、以下の基準に基づきます：低周波数では、インピーダンスは非常に高いため、キャパシタの振る舞いは見えません。高周波数では、キャパシタはインダクタとして機能します。図1は、2つの一般的なキャパシタのインピーダンス対周波数を示しています。低周波数では、キャパシタのインピーダンスは予想通りです。最終的に、寄生インダクティブリアクタンスとキャパシティブリアクタンスは一つの周波数で等しくなり、共振時のLC回路のように互いに打ち消し合います。グラフの下部では、キャパシタのインピーダンスはESR（等価直列抵抗）に等しくなります。注：ESRは、コンポーネントリードを作る導体の有限の電気伝導率によるすべてのコンポーネントの寄生抵抗です。コンデンサのグループは、回路内でのコンデンサの配置方法に依存して、直列共振と並列共振を示すことがあります。各共振は、特定の周波数（または周波数群）でインピーダンスが最小になるときに発生します。共振周波数の周辺では、コンデンサは電源で最も有用ですが、比較的狭い周波数範囲でのみ有用です。有用な周波数をより広い範囲に拡大することは、PDNで複数のコンデンサを使用する理由の一つです。適切なインピーダンス計算

電力サブシステム設計のためのPDNインピーダンス測定 1 min Blog 電力サブシステムが適切な電力を供給するためには、カスタムテストプローブを使用して周波数に対するPDNインピーダンス測定を行う必要があります。

平面容量のない4層PCBスタックアップの設計 1 min Blog 一見すると、4層PCBの設計は簡単な作業のように思えるかもしれませんが、他のボードと同様に、適切なレイアウトとスタックアップが必要です。Kella Knackは、マルチレイヤースタックPCBを成功裏に設計する方法について専門家としてのアドバイスを提供しています。

直列終端伝送線路上の電圧と電流の波形 1 min Blog 私たちの本、 Right the First Time, A Practical Handbook on High Speed PCB and System Design、第1巻および第2巻、また、私たちの現地および公開コースでは、直列終端伝送線の価値について語っています。このタイプの伝送線では、線が充電されている場合を除き、電力は使用されません。これにより、最小限の電力で多くの計算を行うことができます。しかし、このタイプの線の動作を明確に理解することは混乱を招くことがあり、少し難しいです。特に、この操作がどのように機能するかを視覚化することは難しいです。この記事の目的は、この伝送線の動作を明確にし、それを示すグラフィックを提供することです。基本直列終端伝送線は、不一致の出力インピーダンスを持つ CMOSデバイスを接続するための主要な方法です。以下の議論では、参照されるすべてのデバイスはCMOSデバイスです。CMOSデバイスは、ECL技術の終焉をもたらしました。なぜなら、ECLでは何をしても、線は常に電力を引き出し、大型機械での重大な冷却問題を引き起こしたからです。図1は、50オームの伝送線が接続された典型的な5V CMOSドライバーと受動的なCMOSレシーバーです。

PCBパワーレールが低インピーダンスである必要がある理由 1 min Blog 電源レールが何であるか、それがどのように機能するか、そして恐怖が悪い設計決定を下す原動力となる方法について学びましょう。

ISU Petasys、多層基板製造会社の役割と成功したPCB実装の実現 1 min Blog ISU Petasys（「イースー」と発音）のセールスシニアバイスプレジデントであるジョン・スティーブンスは、1974年に初めての回路基板を製作しました。彼のように、業界の多くの人々が、宇宙航空産業で働くことによって、PCB設計、製造、組立てについての実地教育を受けました。彼は説明します。「私は宇宙航空業界でリットン・ガイダンス・アンド・コントロール・システムズにてキャリアをスタートし、そこでは新技術やプロトタイプを開発するプロトタイピングショップであるプロセス開発ラボで働いていました。開発したプロセスを供給業者に教え、新しいプロセスであれば、私たちが基板を製造していました。宇宙航空業界は多くを教えてくれました。ラボは素晴らしく、私たちは小さなチームであり、複数のプロセスと職務機能をこなしていました。」「当時、複雑な基板を製造している人はいないと人々は言いますが、1976年にはF-16に搭載される16層の基板を製造しました。ジョンは40年にわたるキャリアの中で、PCB製造プロセスに深く関わってきました。彼は次のように述べています。「研究室から、私は材料計画に移り、スケジューリングや多くの発注を行いました。その後、製造業者と私たちのエンジニアとの間のインターフェースを担当しました。当時はGerberデータを扱っていなくて、製造業者にはフィルムを渡していましたが、それには多くの問題がありました。設計エラーがあると、フィルムは修正されましたが、ファイルは修正されませんでした。」「最終的に、私たちはサプライヤーに電子データを使用したいと伝えました。私たちは以前、12インチ四方のパネルで基板を製造していましたが、18x24のパネルに4つを配置してコストを削減できることを管理部門に示しました。」今日に至るまで、業界全体での標準パネルサイズは18x24です。ジョンは品質および信頼性グループに移り、最終的には基板とコンポーネントを含む全サプライヤー品質エンジニアリンググループを管理しました。「リットンを離れた後、私はアンビテックに移り、最初は品質管理部門のディレクターとして、その後技術マーケティングおよびビジネス開発のディレクターとして勤務しました。そこからメリックスに移り、そして現在はISUの北米セールスのシニアVPとしての職に就いています。私のポジションは実際には北米を超えています。なぜなら、今や誰もがとてもグローバルになっているからです。私たちのフィールドアプリケーションエンジニアは私に報告し、私たちは会社のR&Dおよび技術スタッフに対して意見を提供します。そして、私たちのFAE全員が、製造または電気に関する実地経験を持っています。私がこれまでに行ってきたことはすべて、今私がしていることにつながっています。私が担当した各ポジションで、私は新しいことを学びました。私はただ、自分の経験と専門知識を積み重ねてきただけです。 ISU Petasys ISU Petasysは1972年に設立され、韓国大邱の達城郡に本社を置いています。ジョンは説明します。「1987年から1997年にかけて、韓国の工場の規模を倍増させました。最初の工場を複製して第2の工場を建設したのです。ビジネス継続計画の観点から、2つの建物は互いに鏡像のような関係にあり、もし一方の建物が何らかの形で損傷した場合でも、もう一方で業務を継続できます。2000年にはカリフォルニアに工場を開設し、2013年には中国長沙に拠点を置く湖南（MFSテクノロジー）を買収しました。湖南は主流の技術を扱っていますが、韓国やカリフォルニアで行っているような複雑さのレベルではありません。2015年には、第1工場や第2工場に物理的なスペースがなかったため、最先端のめっき設備を収容するための第3の建物を韓国に建設しました。他の記事で指摘されているように、PCB製造会社は、私たちが非常に依存するようになった消費者向けデバイスを製造する、数十万人の従業員を持つ巨大企業であることがあります。ジョンは言います。「私たちは約5億ドルの収益を上げており、業界で30位程度に位置しています。自動車製品、パッケージ基板、携帯電話技術、ハンドセット技術など、大量生産製品を製造する巨大企業があります。」「私たちが製造するものは、今日世界で製造されている最も複雑な多層PCBを代表しています。これらは、テレコム、サービスプロバイダー、そしてクラウドタイタンのデータセンターの中核インフラで使用される製品です。私たちの核となる強みは、高性能なスイッチングおよびルーティング領域です。図1は、私たちのルータースイッチボードの一つの写真です。今日において、私たちは3大テレコルーティングハードウェア会社すべてに製品を提供している唯一のサプライヤーであると信じています。私たちは、世界で最も大きな高性能多層製造業者の一つです。プリズマーク（ニューヨーク州コールドスプリングハーバーに拠点を置く電子業界のコンサルティング会社、Prismark Partners LLC）が数年前に行った研究では、当時私たちは超高性能PCB収益で第2位にランクされていたと信じています。その研究の目的で、高性能は20層以上のものとして分類されました。図2は、私たちの36層高性能コンピューティングボードの一つの写真です。

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