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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最高のPCB設計ソフトウェアが提供する配線インピーダンス演算器 1 min Blog Altium Designerのインピーダンス演算器は、設計者に代わって、正確なトレース幅の値を使用してデザインルールを構成します。 Altium Designer シグナルインテグリティー、およびインピーダンスコントロールのための最新のPCB設計ツールです。 PCB設計はかつて、回路基板を開発するための技術者が大勢かかわっていました。設計チームの各メンバーはプロジェクトのさまざまな側面に対して責任がありました。通常、基板のレイヤースタック構成を処理し、インピーダンス配線のトレース幅と間隔を計算する作業者がいました。より短いスケジュールと削減された予算で、作業のこの部分で壁に向かって設計を投げつける日々が過ぎ、それらのさまざまな責任が全て、設計者の肩にかかっています。幸い、Altium Designerには、設計者を手助けする高度な機能が内蔵されています。インピーダンス配線のトレース幅と間隔の計算に関して言えば、Altium Designerは必要なソリューションを備えています。強化されたレイヤー構成マネージャーにより、Altium Designerは、PCBレイヤースタックアップを構築するために基板材料を選ぶライブラリを提供します。そしてレイヤースタックからデータを取り、インピーダンス演算器でそれを使用して、インピーダンス配線のトレース幅を決定します。これにより、自分で独自の演算器を見つけて試算する時間を節約できます。Altium Designerにより、絶えず強化され、上記の作業やその他の多くの設計作業を手助けする、今日の市場で最も効果的なPCB設計システムの1つを手に入れることができます。インピーダンス配線のコントロールインピーダンス配線に関して言えば、精度は非常に重要です。古い低域周波数の設計では、PCBのトレース配線はそれほど重要ではありませんでした。今日の高速設計により、状況が変わりました。インピーダンスのコントロールが必要でも不要でも、必ずインピーダンスを考慮して基板を設計する必要がある、と言われてきました。これは、それより後に構築される基板で使用される部品がいずれ加速的に変更されるためです。それらの変更に対応するために基板を完全に設計し直す必要がなくなります。次の設計を検討中の設計者にとって役立つ可能性のある、インピーダンス配線に関する情報を紹介します。トレースの配線前に事実を知る特性インピーダンスや差動インピーダンスの管理は難しい場合があります。インピーダンス配線では、高度なツールや設計ツールの機能が大いに役立ちますが、このトピックを理解することも同じように重要であることを忘れないでください。適切なインピーダンス値を得るため、PCB配線レイヤー、トレースの物理特性、絶縁体の特性は全て一緒に計算される必要があります。インピーダンスのコントロールに関連するPCBトレース配線について、詳細をご覧ください。 PCBレイヤースタックアップの構成方法は、デザインのインピーダンス値に影響します。 PCBのスタックアップ設計を通じたインピーダンスの管理について、詳細をご覧ください。

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制御インピーダンスを持つ差動マイクロストリップトレースのルーティング 1 min Blog 高速PCB設計における差動マイクロストリップ配線は、慎重なインピーダンス計算を必要とします。 Altium Designerは、これらの機能をCADツールに組み込んでいます。

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PCB損失正接について: その意味と重要性について 1 min Thought Leadership あなたの積層板のPCB損失正接を知っていますか？この重要な要因と信号に与える影響についてもっと学びましょう。

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フェーズドアレイ・ビームフォーミングICおよびシステム設計 1 min Guide Books 他のアプリケーション領域と同様に、統合が広がり、システムサイズを大幅に削減するのに役立っています。IoT製品、通信、自動車など多くの分野がSoCやその他のICによる統合の恩恵を受けています。ビームフォーミングに依存するRF技術も、統合のレベルを見ており、コンパクトなシステムにビームフォーミングを提供し、5G対応システムではMIMOを提供するために、位相配列ビームフォーミングICが必要です。 5Gはビームフォーミングを新しい技術用語にしましたが、ビームフォーミングは通信以外の用途でも使用されます。チャープレーダー、長距離ワイヤレス電力伝送、V2Xなど、ビームフォーミングが方向制御を伴う長距離データ/電力伝送を提供するのに役立つ分野がいくつかあります。新しいシステムで位相配列制御が必要な場合は、これらのビームフォーミングコントローラーのいずれかを検討してください。位相配列ビームフォーミングにおけるビーム制御 PCBなどの平面からのビームフォーミングは、位相アンテナ配列を使用して達成できます。これらのアンテナはPCB上に直接印刷されることも、外部アンテナ（例えば、ラバーダッキーアンテナ）であることもあります。配列内の各アンテナに送信される信号はわずかに位相がずれ、その結果形成されるビームは各アンテナ間の干渉によるものです。異なるアンテナに送信される信号間にちょうど正しい遅延を置くことで、結果として生じるビームの方向を制御できます。位相配列ビームフォーミングICは、異なるアンテナ要素間のこの遅延を制御し、放射されるビームを制御します。これらのICは高周波RFコンポーネントであり、通常は他のコンポーネントと組み合わされます。下のブロック図は、ビームフォーミングが統合されたRFフロントエンドの典型的なアーキテクチャを示しています。この図のさまざまなブロックは、さまざまなコンポーネントで異なるレベルで統合されている可能性があります。ビームフォーミングコントローラーの場合、フロントエンドの一部がICに統合されている可能性があるため、出力での追加の増幅やフィルタリングに注意してください。ビームフォーマーは少数のアンテナにのみ接続できるため、より大きな配列を制御するには、複数のトランシーバーを使用して複数のビームフォーミングICが必要になる場合があります。チャープレーダーモジュールのようなものは、最大4つの中心給電パッチアンテナしか必要としませんが、4x4または8x8 MIMOシステムでは、複数のチャネルでビームフォーミングを提供するために大量のアンテナ配列が必要になる場合があります。単一のRFトランシーバーは、アンテナスイッチと共に使用して、配列のサイズを拡大することもできます。位相配列ビームフォーミングICは、時間領域デュプレクシング（TDD）または周波数領域デュプレクシング（FDD）で使用するのが簡単です。TDDの場合、アンテナ端のスイッチが位相配列ビームフォーミングコントローラのRxとTx側の信号経路を切り替えるだけです。FDDの場合、異なる帯域で同時に送受信する必要があるため、もっと創造的なアプローチが必要になります。研究コミュニティは、単一のトランシーバーユニットでビームフォーミングを可能にするICアーキテクチャについてまだ取り組んでいます。それまでは、FDDラジオ用の2チャンネルトランシーバーユニットがあり、複数の位相配列ビームフォーミングコントローラでビーム制御をサポートできます。ビームフォーミングコントローラの種類受信側では、ビームフォーミングには2種類あり、どちらのタイプのビームフォーミングにも対応するコンポーネントを選択する必要があります。異なるタイプのビームフォーミングはPCBレイアウトにも影響を与えることに注意してください。これら2種類のビームフォーミングはデジタルとアナログです。アナログビームフォーミングでは、Tx信号の1つが位相シフト要素（例：フィルターやアンプ）を通過してアンテナ要素に供給されます。現在、アナログビームフォーミングはビームフォーミングアレイを構築する最もコスト効率の良い方法と言えますが、各ビームフォーミングコントローラは単一のビームでのみ使用できます。デジタルビームフォーミングでは、各アンテナ要素での入力が統合ADCでデジタル信号に変換されます。これにより、受信ビームの方向性再構築がより正確になります。最後に、ハイブリッドビームフォーミングはこれら2種類のビームフォーミングの間のミックスです。以下に示されている位相配列ビームフォーミングコントローラは、デジタルビームフォーミングがまだ開発および商業化されているため、すべてアナログビームフォーマーコントローラですが、将来的にはこの他のクラスのビームフォーマーが広く利用可能になることが期待されます。 Renesas, F5260AVGK RenesasによるF5260AVGKビームフォーミングコントローラは、24GHzから28GHzで動作する8チャンネルのアナログビームフォーマーです。これは、例えばバックアップセンサーのような、やや低い方向性を持つ短距離レーダーモジュールのアプリケーションに役立ちます。このコンポーネントは、位相配列アプリケーションで半二重モードと二重偏波で動作します。周波数範囲は、4x4 MIMOを持つ5Gアプリケーションにも役立ちます。各チャンネルには、長距離での正確なビームステアリングを実現するための統合ゲイン制御と精密な位相制御が含まれています。制御は最大50MHzのSPI経由で達成されます。RenesasのF5XXXおよびF6XXXラインには、他の周波数範囲で動作するコンポーネントも利用可能です。 Anokiwave, AWMF-0139

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