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MQTTの基礎 MQTTとArduino Unoの使い始め方 1 min Blog これをチェックしてください。これは、専門家のAri MahpourによるMQTTを示す新しいプロジェクト概要です。この記事で、AriはMQTTの何となぜを答え、プロジェクトを始めるためのガイドラインを提供します。 記事を読む
マイクロストリップからのグラウンドクリアランス マイクロストリップPCBグラウンドクリアランス パート2：クリアランスが損失にどのように影響するか 1 min Thought Leadership 前回の記事では、インピーダンス制御されたトレースと近接する接地された銅プールとの間に必要なクリアランスについての議論といくつかのシミュレーション結果を提供しました。私たちが見つけたことは、プールとトレースの間の間隔が小さくなりすぎると、トレースはインピーダンス制御された共面導波管（接地ありまたはなし）になるということです。また、トレースと接地された銅プールの間の間隔に関する3Wルールが少し過度に保守的であることもわかりました。 基本的に、目標インピーダンスを達成しようとしており、近くのプールがインピーダンスにどのように影響するかを心配している場合、3Wルールによって設定された制限よりも近づくことができます。ただし、適用できるクリアランスの正確な限界は、誘電体の厚さに依存します。厚い基板では、より小さいクリアランス対幅比が許容され、いくつかのシミュレーションで調査された実用的な積層板の厚さに対して3Wルールを快適に違反することがわかりました。 前回の記事ではインピーダンスに焦点を当てましたが、損失に対する影響はどうでしょうか？この質問の理由が明らかでない場合、または伝送線設計の細かい点に最新でない場合は、近接する接地プールがインピーダンス制御された相互接続の損失にどのように影響するかを見るために読み続けてください。 トレースの近くにグラウンドがあるとなぜ損失が発生するのか？ これは妥当な質問であり、近くにある導体が静電荷や電流密度を帯びたトレースの周囲の電磁場分布をどのように変更するかに関連しています。グラウンドされた銅プールがマイクロストリップやストリップラインの近くに配置された場合に損失が発生する可能性がある理由を見るために、電場について見てみましょう。 下の画像では、マイクロストリップの周囲の電場の概略図を描きました。トレースと同じ層に近くに接地された銅プールがある場合、いくつかの電場線は導体の端で終わります。 グラウンドプールが電場線を地面領域に向かって引き込むため、電磁場はトレースと近くの銅プールの間の領域に強く集中します。これがどのようにしてより大きな損失につながるのか疑問に思うかもしれません。 スキン効果と像電流 さて、少し電磁気学のレッスンの時間です…信号がトレースを伝わっているとき、その関連する電流密度は信号を案内しているトレースの端の周りに集まります。しかし、私たちが電磁気学の授業で学ぶ典型的な図は、他のすべての媒体、他の近くの導体を含む、無限に長いワイヤーを考慮した場合にのみ適用されます。実際には、導体がトレースの近くに持ち込まれると、直交する電場が最も強いトレースの領域、つまりトレースの側面の端に沿って、電流が集まります。 最近のいくつかの会議での私のプレゼンテーション、そして多くの他の研究者から見たプレゼンテーションでは、近くのグラウンドプレーンや銅の注ぎ込みにおける画像電流を無視しながら、スキン効果に関する解析計算が提示されています。これは主に、計算のための単純化と、プレゼンテーション中の簡潔さのためです。この特定の分布をすべてのトレース配置に対して計算することは、IEEEやJPIERのような学術雑誌の記事に値します。しかし、結合容量の役割と損失への影響を理解する上での主要な考慮事項です。 導体における画像電流の生成とそれがスキン効果をどのように歪めるかについてもっと読むには、IEEEで公開されたこの記事をご覧ください： Moongilan, D. E. C. E. E. N. A. "PCBトレースからの放射放出に対する画像平面技術のスキン効果モデリング." 記事を読む
シグナルインテグリティとは何ですか シグナルインテグリティとは？ 1 min Blog PCB設計者 システムエンジニア/アーキテクト PCB設計者 PCB設計者 システムエンジニア/アーキテクト システムエンジニア/アーキテクト シグナルインテグリティの基本と、基板レイアウトがシグナルインテグリティのベスト・プラクティスに準拠していることを確認する方法について説明します。 記事を読む
PCBのあらゆる要素をAltium Designerでシミュレート PCBのあらゆる要素をAltium Designerでシミュレート 1 min Blog PCB設計者 シミュレーションエンジニア PCB設計者 PCB設計者 シミュレーションエンジニア シミュレーションエンジニア PCBの機能に、高速、高周波、デジアナ混在信号、低電流、RF通信のいずれかが含まれる場合、設計どおりのデバイス機能を実現するには設計の検証が不可欠です。それには、高度なシミュレーションツールとシームレスに統合された、回路図、レイアウト、コンポーネント管理のための優れたツールが必要になります。市場で最も優れたPCB設計ソフトウェアであるAltium Designerなら、複数のPCBシミュレーションツールを1つの環境で利用でき、回路基板の電源供給、シグナルインテグリティ、熱解析、デジアナ混在信号などを簡単にシミュレーションできるので、その他のツールを探す必要はありません。 Altium Designer 回路基板を構築する技術者向けのツールが豊富に含まれたPCB設計パッケージで、堅牢なPCBシミュレーション ソフトウェアが組み込まれています。 回路、および電子デバイス向けのシミュレータやシミュレーション手法は非常に数多く存在するので、これらのツール全てが1か所に集約されていると非常に便利です。シミュレーションによる設計の検証が必要な場合も、設計用とシミュレーション用のソフトウェアツール間で設計を移動するために時間を使う必要はありません。全てを1か所に統合したという宣伝文句の高価なPCB設計ソフトウェアパッケージではなく、市場で唯一の正式な統合PCB設計ソフトウェアパッケージをご検討ください。 デバイス検証は基板レベルで直接行いますが、この重要なステップを完了するには、デバイス上の全ての回路に対応できるPCBシミュレータおよびテストツールが必要です。デバイスが複雑になるほどシミュレーションツールに求められる適応性が高くなりますが、使用中の設計プログラムを離れることなく、これらの重要なシミュレーションを実行して結果を解析することができます。Altium Designerは、手頃な価格でありながら、1つのインターフェース内で回路シミュレータツールをデザインに直接、関連付けられる、唯一の完全なPCB設計パッケージです。 Altium Designerで完全なパッケージを入手 その他のPCB設計ソフトウェアプログラムにも統合されているものがありますが、これらは、PCB設計モジュールとPCBシミュレータ モジュールの間で切り替えが必要です。これでは、完全な統合設計とは言えないばかりか、単純な回路シミュレーションの実行や最も基本的な設計ツールの使用にも、多数の不要な手順が必要です。Altium Designerだけが真に統合された設計環境として、設計からシミュレーションや高度な解析まで、全てを同一パッケージ内で提供します。 設計、シミュレーション、コンポーネント管理の全ツールを1つのパッケージで提供 統合された設計環境を使用すれば、回路設計またはレイアウトから別のシミュレーション プログラムへのエクスポートは必要ありません。重要なシミュレーションツールが、回路設計や回路基板レイアウトツールと直接、相互作用します。コンポーネントの機能、仕様、論理回路は全て広範なコンポーネントライブラリ内に定義されており、新しいコンポーネントが追加されると自動的にライブラリが更新されます。これらは全て、Altium Designer内で回路に対して適用できます。 PCBレイアウトに基づくシミュレーションには、高精度なCADツールが必要です。Altium Designerでは、重要な設計機能のカスタマイズが可能で、コンポーネントの配置もほかに例を見ない精度で実行できます。 記事を読む
PCBコンポーネントの作成 PCBコンポーネントの作成とはどのようなものか？ 1 min Blog Altium Designerを使って簡単にコンポーネントを作成する方法を紹介します。 記事を読む
ガーバー編集に戸惑わないために ガーバー編集に戸惑わないために 1 min Blog 基板設計CADツールのAltium Designerは、CAMエディタを備えており、ガーバーデータを読み込み、リバースエンジニアリング機能を利用してPCBデータに変換する事ができます。 これにより、PCBデータが無い場合でもアートワークデータを利用して、既存のデザインを再利用する事ができます。しかし、ガーバーをPCBデータに変換し、それを再度、ガーバー出力するという手続きにはそれなりの手間がかかります。このため、ちょっとした修正であればPCBエディタを使わずCAMエディタで修正してしまった方が手っ取り早い場合があります。 ところが、CAMエディタの操作性は、慣れ親しんだPCBとは大きく異なるため、早々に編集をあきらめてしまうという場合も多いようです。 そこで今回は、このガーバー編集を戸惑わずに行えるよう、その要点をまとめてみました。 ガーバーはインテリジェントな情報を待たないベクトルデータ ガーバーデータは、単に点と線の座標が羅列されたベクトルデータです。しかも、各層のアートワークデータが別々に保存されており、各層のスタックアップ情報も存在しません。もちろん、パッドスタックや部品情報もありません。インテリジェントなPCBデータとは全く異なり、層ごとに作業を行わなくてはなりませんので修正には手間がかかります。しかし、修正を終えたガーバーデータは、CAM出力工程を経ずそのまま基板の製造工程に投入できますので、手間取らずに基板を手配する事ができます。 ガーバーの種類と方言 ガーバーには標準ガーバーと拡張ガーバーがあります。標準ガーバーは、すでに拡張ガーバーに置き換えられており、新たに設計した基板の製作に使われる事はありません。しかし、保管されている過去のデータには、標準ガーバー形式のものが残っている場合があります。このため、アパーチャなど、今でも古い標準ガーバーを取扱う為の知識が必要です。 また、標準ガーバーではフォーマットの解釈の違いによる方言が存在し、アートワークイメージが正しく再現されない場合がよくあります。 その典型的な例として、円弧表現があげられます。円弧表現には「全円」(G75)と「1/4円」(G74)があります。日本ではデフォルトとして「全円」が用いられている場合が多く、欧米では「1/4円」が使われるのが一般的です。いずれの場合でも、ファイル中に全円を示す”G75” や1/4円を示す”G74”が明示されていれば自動的に正しく切り替えらわれますが、このコマンドが省略されている場合があります。このような場合には、国産ツールで作成されたガーバーデータをAltium DesignerのCAMエディタ等で読み込むと、円弧が正しく再現されません。この不具合は、ガーバーファイルの冒頭に”G75”を追加する事によって、解消されます。拡張ガーバーでは方言が減っていますが、まだ、この問題は完全には解消されていないようです。 なお、ガーバーフォーマットについては、 Altium Designerがサポートするガーバーとその後継フォーマットでも解説されていますのでご覧ください。 CAMエディタの機能と操作性 Altium DesignerのCAMエディタは、ガーバーデータを単独で編集するだけでなく、基板を構成する一連のガーバーデータをスタックアップする事ができ、各層のランドを連結して、パッドスタックに変換する事が可能です。 また、このような進化の一方で操作性は、ガーバーエディタで伝統的に用いられてきた旧来のものから変わっていませんので、日ごろ使っているPCB 記事を読む
PCBコネクタのピン配置 PCB用コネクタピン配置の設計方法 1 min Blog PCBコネクタのピン配置は、電力、信号、およびグラウンドの要件に合わせてカスタマイズできます。この記事でその方法を学びましょう。 記事を読む