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電源フィルタートポロジと設計戦略 完全な電源フィルタ設計とシミュレーションガイド 1 min Blog 電源用のPCBは、高速ネットワーキング機器や複雑な組み込みシステムを設計するのと同じくらい難しい場合があります。これらの回路基板の設計では、特に高電圧や電源の出力に達する高電流を扱う場合に、さまざまな挙動や安全要件を考慮する必要があります。電源PCBに関わる安全基準に加えて、コンポーネントの選択は、過度のノイズ、リンギング、および発熱を伴わずに望ましい電力出力を提供できるようにするために重要です。 適切なCADツールとコンポーネント調達機能を使用すれば、電源設計にコンポーネントを簡単に見つけて追加することができます。その後、基本的な業界標準（ESD、電流および熱管理、安全性など）に準拠していることを確認しながら、迅速にレイアウトを作成できます。電源PCB設計に関する重要なガイドラインと、どのようにして ALTIUM DESIGNER® プロの電源設計者向けの業界最高の電子設計およびシミュレーションアプリケーション。 フィルターは、単純な機能を持つ非常に重要な回路です：望ましい電気信号から一部の周波数成分を除去します。電源のノイズ除去および電力調整要素として、電源に使用されるフィルターは通常、負荷に直流を通過させるように設計されたローパスフィルターです。これらのフィルターは、電源の入力または出力ラインから共通モードノイズを除去するチョークでもあり得ます。これらが非常に重要であるため、電力エレクトロニクスの設計者は、電源用のフィルターを設計、評価、および構築するために、シミュレーションおよびレイアウトツールを必要とします。 フィルター回路は、任意の電子システムのノイズを制御するために基本的ですが、単純なフィルター回路であっても機能性を評価する必要があります。フィルター設計に必要な電力システムエンジニアの基本的なツールには： フィルターコンポーネントを選択し、フィルターデザインを構築するための回路設計および回路図作成ユーティリティ 電気機能を評価するための統合SPICEシミュレーションパッケージ PCBフットプリントを空の回路基板レイアウトにインポートするための統合された回路図キャプチャ機能 主要なディストリビューターの部品と調達データを見つけるのに役立つコンポーネント調達機能 Altium Designerのこの完全なツールセットを使用すると、電源フィルターの設計がはるかに簡単になり、単一のアプリケーションで完了します。低ノイズで望ましい電力出力を持つ設計を確実にするために、電源フィルター設計のためのこれらのガイドラインに従ってください。 電源フィルタートポロジーと設計戦略 フィルター設計は、システムから除去する必要がある特定のノイズタイプを考慮して進められます。電源設計では、フィルター回路で除去する必要がある4つの一般的なノイズタイプを考慮する必要があります。これらのノイズ源とそれらを排除するために使用されるフィルタートポロジーは、以下の画像で要約されています： ノイズ源 フィルター戦略 入力電源ラインからの広帯域伝導EMI 入力におけるローパスフィルターとコモンモードチョーク 出力ステージに到達し、負荷に伝達される伝導EMI 記事を読む
SDRAM 対 DDR PCB設計におけるSDRAMとDDR RAMの使用 1 min Blog SDRAMはDDRよりも遅い先行技術ですが、すべてのアプリケーションにDDRが必要というわけではありません。ここでは、設計においてSDRAMとDDRを比較する方法について説明します。 記事を読む
PCB試験 PCB試験101：重要な方法と評価指標 1 min Thought Leadership PCB設計者 製造技術者 PCB設計者 PCB設計者 製造技術者 製造技術者 PCB試験は、ファブリケーション、アセンブリおよび基板の立ち上げ時に行う必要があります。ここでは、試験および検査中に成功する計画を立てる方法を説明します。 記事を読む
耐久性のある電子機器用ラップトップ 頑丈な電子機器の設計には何が含まれますか？ 1 min Blog この記事では、頑丈な電子機器に取り入れられる一般的な設計上の決定事項と、頑丈なPCBAを作成するために取り組むことができるいくつかのステップについて概説します。 記事を読む
1156ピンのBGAパッケージから配線を引き出す 1156ピンのBGAパッケージから配線を引き出す 1 min Blog BGAは、高密度実装のためのLSIパッケージとして常用されています。高密度化への要求は留まることがなく、BGAパッケージの端子素は増える一方です。今や1000ピンは当たり前で、CPUでは 5903ピンというものまで現れてきています。そこで問題になるのが、BGAまわりの配線です。端子が1,000本にもなると、配線を外に引き出すだけで何時間もかかってしまいます。 そこで役立つのが、「BGAファンアウトルーティング」機能です。この機能を使うと、BGA端子からの配線の引き出しがほんの数秒で終わります。 そこで、今回はこの「BGAファンアウト」機能を試し、その手順を紹介します。 1156ピンのBGAから配線を引き出す FPGAでは多くのIO端子を持つものが多く、小型化のためにBGAが標準的に使用されます。そこで、今回はBGAデバイスとしてXilinx Spartan 3 - XC3S5000を取り上げます。パッケージは、1156ピンで端子ピッチは1.0mmです。そして引き出した配線の接続先として、BGAの周辺に8個の100ピンコネクタを配置します。 このFPGAでは、電源端子がIOバンクごとに設けられています。さらに、この他に2種類の電源端子がありますが、今回はIO端子からの配線の引き出しに焦点を絞り、これらの電源端子の処理は簡略化しています。また、バイパスコンデンサも配置していません。 スタックアップとデザインルールの設定 まず、配線戦略に基づきスタックアップとデザインルールの設定を行います。端子数の多いBGAでは試行錯誤を繰り返す余裕はありませんので、段取り良く作業を進めなくてはなりません。そのため、層数の見積もりとルール設定を慎重に行わなくてはなりません。そこで、今回は十分な検討のすえ、配線の線幅とクリアランスを0.15mm、層数を8層(信号層6層+プレーン層2層)に設定しました。なお、BGAの配線戦略については、 BGAパッケージの選択と配線戦略で解説していますので参考にしてください。 ピンスワップを行う サンプルレイアウトを見ると、ラッツネストの交差が目立ちます。この交差を減らし、コネクタとの間の配線を最短化するために、FPGAのI/O端子の配列を変更します。これには、ピンスワップ機能を用います。今回は、全てのIO端子を同じグループに設定して、入れ替えを許可する事にします。 設定後、ピンスワップ実行すると数秒で処理が完了し、ラッツネストの交差が解消されます。 ファンアウトと引き出し配線 ファンアウト・ルーティング機能を使ってBGA端子からパッケージの外周部に配線を引き出します。この処理は数秒で終わります。 引き出しには、内層への接続のためのビアの配置と、ビアからパッケージ外周までの配線が必要になります。外側の2列はビアが無くても引き出せますが、それより内側の端子にはビアが必要です。 記事を読む
バリアントを試す バリアントを試す 1 min Blog 基板設計CADのAltium Designerは、「バリアント」機能を備えており、PCBの部品実装にバリエーションを持たせる事ができます。 例えば、既存製品の一部の機能を省いた下位機種を製品化するような場合、通常は回路図と基板のデザインデータをそれぞれの機種に対して用意します。CADツールでは、図面の複製や修正が簡単行えるので、これはそれほど手間取る作業ではありません。しかし、データや図面の種類が増えるとその管理が煩雑になります。そこで用意されたのが「バリアント」であり、この機能を使い回路図やPCBデザインを共用する事によって、デザインデータやドキュメントの管理を簡素化する事ができます。そこで、今回は、この「バリアント」を実際に試してみます。 バリアントを使って一部の部品を省く シンプルなCPUボードをサンプルとして取り上げます。バリアントを使って表示機能の有るものと無いものの2種類の基板を、1つのデザインで共用します。表示機能の無いものでは、抵抗8個とLED8個を省きます。 バリアント管理画面で省略する部品を指定 まず、部品実装の違い(今回は部品の省略)を指定するために、新規にバリアントを作成します。そこで、まず、[プロジェクト] - [部品実装バリアント] を選びます。これにより、「バリアント管理」画面が表示されます。そして、この画面の左下の [バリアントの追加] ボタンを押すと、「バリアントの編集」画面が現れます。そこで、この画面の「内容説明」にバリアントの名前を入れ、[OK] ボタンを押すとバリアントが作成され、画面は「バリアント管理」に戻ります。 バリアントを追加すると「バリアント管理」画面には、作成されたバリアント(Variant of 16bit CPU Board)の実装条件を設定するための「列」が追加されます。部品を実装しない場合には、この「列」の属性を [Not Fitted] 記事を読む
インピーダンスバランシング電源 共通モードノイズをインピーダンスバランシングで低減する方法 1 min Thought Leadership インピーダンスバランシングを使用して、電源の伝導共通モードノイズを減らすことができます。これがどのように機能するか、およびいくつかの実験結果について説明します。 記事を読む