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

現代のデジタルシステムや低レベルのアナログボードでは、正確な特性インピーダンス計算とインピーダンス制御を実現する方法が必要です。差動マイクロストリップペアとストリップラインペアは、対称的に配線されていれば共通モードノイズに対する耐性がありますが、インピーダンスマッチングを確保し、インターコネクト全体で一貫した伝搬遅延を実現するためには、制御された差動インピーダンスも必要です。

Altium Designer

における差動マイクロストリップインピーダンス計算機能を使用すれば、PCB内で一貫したインピーダンスを確保するための最適な表面トレースのジオメトリを決定するために必要な設計機能を手に入れることができます。高速設計では、信号ルーティングに差動ペアをよく使用します。このシンプルなコンセプトは、PCB内のほぼすべてのノイズ源を含む高い共通モードノイズ抑制をデジタルシステムに提供します。差動ペアを適切に使用するためには、差動マイクロストリップトレースとストリップラインを含む、その幅と間隔を慎重に選択して、一貫した差動インピーダンスを持つようにする必要があります。

幾何学から差動インピーダンスを計算するために使用できるいくつかの公式がありますが、その逆のプロセス、つまり差動インピーダンスから幾何学を計算することは難しいです。差動インピーダンスは、トレースに沿った伝搬遅延とも関連しており、各信号間の長さの一致を保証するためには、この量を知っておく必要があります。

Altium Designerは現在、統合された電磁場ソルバーを含んでおり、差動ペアのインピーダンスを自動的に計算し、最高のPCBレイアウトの設計に集中できるようになっています。

ルーティングツールはまた、正確なルーティングとインターコネクト内のスキュー補償でボードをレイアウトするのに役立ちます。

差動マイクロストリップトレースには制御されたインピーダンスが必要です。

ペア間の正しいトレース幅と間隔を見つけることは、インピーダンスを制御する際に重要であり、それらの値を計算することが成功の鍵です。オンラインで利用可能な多くの計算機があり、PCB設計ソフトウェアに組み込まれています。制御された差動インピーダンスは、特性インピーダンスから始まります。マイクロストリップの特性インピーダンスは、与えられたレイヤースタックアップに対するトレース幅によって決定されます。

特性インピーダンスを知ったら、差動ペアの各側の間隔を設定することで差動インピーダンスが決定されます。マイクロストリップトレース間の適切な間隔を設定することで、特定の値に差動マイクロストリップインピーダンスを設定します。過去にはいくつかの経験式が決定されていますが、両方のタイプのインピーダンスに対して最も正確な結果は、PCB設計ソフトウェア内に差動マイクロストリップインピーダンス計算機へのアクセスがある場合に得られます。

Altium Designerはインピーダンス制御のための適切なツールセットを提供します

ボード上で差動マイクロストリップトレースのルーティングを開始する前に、信頼できる差動インピーダンス計算機を見つけるべきです。Altium Designer内の統合された電磁場ソルバーは、PCBスタックアップから直接マイクロストリップの正確な差動インピーダンス計算を提供します。レイヤーの厚さの値を手動で入力したり、動作周波数での基板の誘電率を計算する必要はありません。すべてがAltium Designerで行われます。

• 差動マイクロストリップインピーダンスの決定は、マイクロストリップの特性インピーダンスを決定することから始まります。

  マイクロストリップトレースでの特性インピーダンスの決定について学びましょう。

• レイヤースタックは誘電体の厚さとグラウンドプレーンまでの距離を決定し、これによって信号によって見られる有効誘電率が設定されます。これらの要因が、特性および差動マイクロストリップインピーダンスを決定します。

  PCBレイヤースタックの構築について学びましょう。

• 差動マイクロストリップインピーダンスの正確な計算が必要ですが、いくつかの簡単な方法を使用して素早く見積もることができます。

  差動マイクロストリップインピーダンスを見積もるためのいくつかの方法について学びましょう。

Altium Designerの強化されたレイヤースタックマネージャーは、差動ペアのインピーダンスプロファイルを計算します。

差動マイクロストリップの伝搬遅延とスキュー

インピーダンスを制御する際には、正しいトレース幅とペア間の間隔を決定することが重要であり、それらの値を計算することが成功の鍵です。差動ペアのルーティングは、PCB全体に等しく反対の差動信号を運ぶバランスの取れた伝送システムを確立します。差動信号のPCBルーティングにおける目的は、信号のペアが同時に目的地に到着することを確実にすることです。

差動ペアの端に信号が到達するのに必要な時間は、伝搬遅延に関連する差動インピーダンスによって決まります。ストリップライン内の信号速度は単純で、基板の誘電率定数によって決まります。差動マイクロストリップでは、信号速度は差動マイクロストリップペアの幾何学に依存する有効誘電率定数に依存します。差動マイクロストリップでの伝搬遅延を正確に決定するには、PCBルーティングツールに統合されたフィールドソルバーが必要です。

PCBでの差動マイクロストリップ伝搬遅延計算の使用

Altium Designerは、差動マイクロストリップの伝搬遅延計算を速く簡単にする自動機能を備えています。Altium Designerが提供する統合設計環境により、設計から離れてサードパーティの計算機をロードし、計算結果を手動で設計にフィードバックする必要がなくなります。

差動マイクロストリップトレースの伝搬遅延を決定することで、差動ペア内の各信号間のスキューを減らし、信号が受信機にタイムリーに到着することを保証できます。許容スキューを設計ルールとして設定すると、Altium Designerのルーティングツールは、差動マイクロストリップペアの各端を設計許容範囲と照らし合わせてチェックします。Altium Designerの統合差動マイクロストリップインピーダンス計算機は、PCBレイアウトを作成する際に基板のレイヤースタックアップとルーティングジオメトリから自動的にスキューを決定します。

• ボード内のスキュー補償は、トレース長の調整以上のことです。ブレイクアウトの遅延/位相調整を使用して、差動ペアが適切に結合され、長さが一致するようにすることができます。

  差動マイクロストリップトレースの遅延調整についてもっと学ぶ。

• Altium Designerを使用すると、PCBレイアウトを作成する際に、伝搬遅延の結果が直ちに差動ペアルーティング機能にインポートされます。

  Altium Designerでの差動ペアの長さ調整についてもっと学ぶ。

• Altium Designerに統合されたフィールドソルバーは、PCB内のマイクロストリップとストリップラインのトレース間のクロストークを分析するのにも役立ちます。

  PCB内の差動クロストークについてもっと学ぶ。

Altium Designerでの差動マイクロストリップペアの長さ調整インターフェース。

Altium Designerの高速ルーティングツールを試す

Altium Designerの差動ペアルーティングツールを使用すると、所望の幅と間隔のルールを維持しながら、差動マイクロストリップ、ストリップライン、共面導波路トレースをプッシュ、ショーブ、グロスすることができます。Altium Designerは、測定されたライン、信号パス、ルーティングトポロジー、その他多くを制御するための高速ルールの高度なセットでさらに進んでいます。

直感的なユーザーコントロールにより、ルートパスに沿ってカーソルをワイプすることで、長さ調整セグメントを追加できます。Altium Designerは、長さ調整アルゴリズムに依存して、チューニングセグメントの構築に使用されるトラックとアークの寸法と位置を自動的に計算します。長さ調整に使用するプロパティは、設計ルール、ネットのプロパティ、または指定された値に基づくことができます。

Altium Designerで高速ルーティングを改善する

スキーマティックキャプチャからPCBレイアウトまで、Altium Designerには次のPCBを作成するために必要なすべてが含まれています。ルール駆動の設計エンジンは、レイアウトを作成する際にボードを評価するのに役立ち、差動マイクロストリップペアのインピーダンスと伝搬遅延の許容範囲を含みます。他のシステムでは、これほど多くの強力な機能を単一のプログラムで提供することはありません。

• Altium Designerのみが、スキーマティック、PCBレイアウト、製造ドキュメントを単一のプログラムで作成するために必要な設計機能を含んでいます。

  Altium Designerの統合設計環境についてもっと学びましょう。

• 統合された3D電磁場ソルバーは、分散と減衰のモデルを含む誘電率を自動的に決定します。正確なインピーダンス計算に必要な機能を持っています。

  Altium DesignerのSimberian統合フィールドソルバーについてもっと学びましょう。

• Altium DesignerのDraftsmanとActiveBOMツールを使用すると、設計の最終製造ドキュメントを作成することがこれまでになく簡単になりました。

  Altium DesignerのDraftsmanを使用して設計のドキュメントを作成する方法についてもっと学びましょう。

Altium Designerで高速PCB設計ソリューションを見つけましょう。

Altium Designerの回路図エディターを使用すると、差動ペアを定義し、電気設計ルールを設定することが簡単になります。そこから、設計の同期を利用して差動ペアの定義をPCBに移動させ、差動ペアをPCBエディターに転送し、PCB上で差動ペアを表示および管理することができます。Altium Designerの統合環境により、任意の回路図を作成し、トレースをルーティングし、PCBレイアウトを作成し、最終的な製造文書を出力することが容易になります。

Altium 365上のAltium Designerは、これまでソフトウェア開発の世界に限定されていた電子業界に前例のないレベルの統合を提供し、設計者が自宅で作業し、前例のない効率レベルに達することを可能にします。

Altium 365上のAltium Designerで可能なことの表面をかすめただけです。製品ページでより詳細な機能説明を確認するか、オンデマンドウェビナーのいずれかをチェックしてください。