筆者について

Zachariah Peterson

Zachariah Petersonは、学界と産業界に広範な技術的経歴を持っています。PCB業界で働く前は、ポートランド州立大学で教鞭をとっていました。化学吸着ガスセンサーの研究で物理学修士号、ランダムレーザー理論と安定性に関する研究で応用物理学博士号を取得しました。科学研究の経歴は、ナノ粒子レーザー、電子および光電子半導体デバイス、環境システム、財務分析など多岐に渡っています。彼の研究成果は、いくつかの論文審査のある専門誌や会議議事録に掲載されています。また、さまざまな企業を対象に、PCB設計に関する技術系ブログ記事を何百も書いています。Zachariahは、PCB業界の他の企業と協力し、設計、および研究サービスを提供しています。IEEE Photonics Society、およびアメリカ物理学会の会員でもあります。

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Altium DesignerによるPCBサプライチェーンの管理 Altium DesignerによるPCBサプライチェーンの管理 1 min Blog 電気技術者 購買・調達マネージャー 技術マネージャー 電気技術者 電気技術者 購買・調達マネージャー 購買・調達マネージャー 技術マネージャー 技術マネージャー 基板の製造が単純であれば、コンポーネントの在庫を気にせず、設計者はいつでも設計図を送り出すことができます。残念なことに、PCBサプライチェーンの事情により、回路基板の製造と組み立てが計画通りに進まないこともあります。コンポーネントの在庫がなくなることもありますし、重要な部品の製造が終了してしまうことも、設計がPCBの組み立てラインに乗る前に価格が急変することもあります。こうした問題を回避し、納期に間に合わせるため、設計者にはどのようなことができるでしょうか。 Altium DesignerのPCBサプライチェーン機能を使用すると、コンポーネントに必要な調達データを簡単に入手し、調達に関する問題を早期に発見することができます。サプライチェーンが混乱した時点で対応するのではなく、設計が完了して生産に向けて送り出される前に、コンポーネントの供給が中断される事態を予測できます。ここでは、設計に必要な部品を見つけ、回路図やレイアウトに部品を直接、インポートし、製造前に部品を確実に調達する上で、Altium Designerがどのように役立つかを説明します。 PCBサプライチェーンと調達に必要な機能 正確なコンポーネントモデルによる生産性の維持 PCB設計データとサプライチェーンのクラウドへの統合 PCBサプライチェーンを可視化する機能と完全な設計ツール群を組み合わせた、業界唯一の設計アプリケーションです。 新しい設計は、パッシブICおよびSoCから特殊用途のICおよびSoCまで、膨大な種類のコンポーネントを使用している可能性があります。設計者は、PCBサプライチェーンの変動に影響されないように、製品に含まれるすべてのコンポーネントを管理する必要があります。新しいデザインを大規模に、かつ最小限の再設計で作成するにあたり、設計チームは電子部品のサプライチェーンを完全に把握できるようにしておく必要があります。新製品を必要な規模で確実に生産する最善の方法は、サプライチェーンを早めに詳しく調べておくことです。 サプライチェーンを詳細に調べるために、設計者にはどのようなことができるでしょうか。サプライチェーンの統合には、販売業者のデータベースを参照するだけではなく、新しい設計にコンポーネントをインポートしたり、調達データを単一のインターフェースで管理したりするためのツールが必要です。フル装備のPCB設計ユーティリティセットであれば、PCBサプライチェーンの問題を克服し、円滑に製造を行うために設計者が必要とする機能を備えているはずです。 PCBサプライチェーンと調達に必要な機能 PCB設計者は、サプライチェーンを問題なく管理するために、リードタイム、コスト、部品の製造終了、利用可能な代替コンポーネントなどに関する最新の情報を必要としています。販売業者からデータを入手するために、Webサイトを参照したり、手作業でコンポーネンの在庫を記録したりする手間を省き、PCB設計ソフトウェア内でこれらの機能にアクセスできるようにする必要があります。PCBサプライチェーン管理ツールでは、設計チームが以下のデータを利用できることが理想です。 コンポーネントの在庫、価格、販売業者リストなどの最新情報 PCBレイアウトで使用可能なコンポーネントのECAD、およびMCADモデル 製造中、製造が中止された、またはEOLのコンポーネントを特定するためのライフサイクルデータ PCB設計ソフトウェアでこれらのデータにアクセスできれば、製造や組み立てに遅延が発生する前に設計をやり直さなくても済むようになります。 Altium Designerでの部品販売業者との統合 サプライチェーンの統合の主な問題は、最新のデータにアクセスできないことです。適切なサードパーティサービスに登録し、コンポーネント販売業者のWebサイトの閲覧に十分な時間を費やすことができれば、必要なデータを見つけられます。本当の問題は、設計ソフトウェア内でデータにすぐにアクセスできるかどうかです。サードパーティのソリューションは、ECADモデルや調達データを設計ツールに直接提供できないため、本当のソリューションではありません。 Altiumは、主要な販売業者と提携して、Altium 記事を読む
差動ペア間隔 タイトとルーズの差動ペア間隔と結合を使用すべきか? 1 min Blog PCB設計者 電気技術者 PCB設計者 PCB設計者 電気技術者 電気技術者 トレースインピーダンスについてや、特定のインピーダンスを達成するために必要なトレースサイズの計算方法に関して多くの質問を受けます。シングルエンドトレースの適切なトレース幅を決定することと同じくらい重要なのが、差動ペアの2つのトレース間の適切な間隔の決定です。そこでの問題は、差動ペアのトレースが互いにどれくらい近くにある必要があるか、そして「密接な結合」が本当に必要かどうかです。 この設計ガイドラインについて興味深いのは、おそらく最も不明確に定義されている唯一のPCB設計の経験則であることです。「緩い結合」や「密接な結合」が数値的には具体的に何を意味するのか?10人の異なる信号整合性の専門家に尋ねると、20種類の異なる回答を得るでしょう! この記事では、差動ペアの間隔に関する密接な結合と緩い結合の現実的な説明に近づきたいと思います。また、差動ペアの間隔がインピーダンス、差動モードノイズ、共通モードノイズの受信、終端などにどのように影響するかについても考察します。見ていくと、密接な結合(それが何を意味するにせよ)に焦点を当てることにはその価値がありますが、しばしば間違った理由で必要とされがちです。 差動ペアの間隔が信号整合性に与える影響 上記で触れた各次元について見ていきましょう。差動ペアの間隔がどのような役割を果たし、適切な値をどのように設定するかを正確に理解します。 インピーダンス 間隔によって影響を受ける差動ペアの主要なパラメータはインピーダンスです。差動ペアのインピーダンスは、各トレースの自己容量と自己インダクタンス、および各トレース間の相互容量と相互インダクタンスに依存します。これは、異なるペアの典型的なインピーダンスの式を 奇数インピーダンスと差動インピーダンスに分解する必要があることを意味します。これらは以下のように定義されます: 相互インダクタンスと容量は、2つのペアに等価の合計インダクタンスと容量を与えるために存在します。上記の方程式では、損失(伝送線インピーダンス方程式のRとG)を無視していますが、ここで重要なのは間隔に注意を払うことです。 ペアを近づけるほど、 L Mと C Mが大きくなるため、差動インピーダンスは小さくなります。両方の L Mと C Mは、間隔が無限大になるとゼロに収束します。 言い換えると、 差動インピーダンス目標(標準で指定されているか、測定から決定されている)に到達するように設計している場合、二つのペアをあまりにも近づけてはいけません。そうすると、差動インピーダンスが小さすぎるため、インピーダンス目標を違反することになります。しかし、間隔を小さくすると、二つのトレース間の電場と磁場がルートの長さに沿って集中し、損失が増加します。 記事を読む
USB 2層PCB 2層PCB上のUSBインターフェースのための配線要件 1 min Blog 以前のブログで、デジタル信号を使用したルーティングとレイアウトをサポートするための2層PCBのルーティングルールを準備する際の基本的なポイントについて説明しました。特に、I2CやSPIのようなデジタルインターフェースをサポートするために必要な基本的なスタックアップとルーティングルールを見てきました。これらのインターフェースを扱う際、いくつかのシンプルなガイドラインがあなたのボードの信号整合性を保証し、EMIを減らすのに役立ちます。 では、USBのようなインピーダンス制御インターフェースはどうでしょうか?インピーダンス制御の必要性、そしてそれをいつ違反できるかを知ることが、2層PCB上でUSBのようなものをルーティングする際の主なポイントです。この記事では、USBのような高速プロトコルをどのようにルーティングすべきかを示します。具体的には、USBデータを運ぶトレースに受け入れることができる長さ制限を含む、ボードのルーティングに必要な重要な設計ルールを見ていきます。このシリーズの前の記事をまだ読んでいない場合は、USBルーティング要件に設定される制限を理解するために必要な概念的な基盤を築くので、ぜひご覧ください。 始めに:USB高速ルーティング要件 前回の2層PCBルーティングに関する記事では、インピーダンスマッチングを適用することなく設計できる最長のライン長を決定する手順について見てきました。私たちは、伝送線の長さに沿った入力インピーダンスの偏差をどの程度許容できるかに依存して、長さの限界が決まることを発見しました。特に、信号の移動距離の10%から25%を重要な要因としてトレース長を制限するかどうかによります。 このデモでは、このボード上でのUSB 2.0のルーティングをHigh Speed規格で見てみたいと思います。特定の理由からこの規格に焦点を当てています。USB 2.0(High Speed)は、古いデバイスとの接続性を提供するとともに、高速データ転送率を実現し、Arduinoのような人気のプラットフォームでType Bプラグとしてまだ使用されています。 2つの可能な設計を例示するために、USB 2.0の2つの仕様(Full SpeedとHigh Speed)のデータレートと立ち上がり時間を比較しました: 最小ドライバ立ち上がり/下がり時間 - 500 ps(High Speed) - 記事を読む