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PCBの配線では、コンポーネント間の銅箔の接続を行います。最適な配線を行うことで、シグナルインテグリティー、低クロストークと低EMIを確保できます。PCBの配線や配線ルール、信号規格の遵守に最適なPCBレイアウト用ソフトウェアについては、当社のリソースライブラリをご覧ください。

PCB配線とは Altium DesignerによるPCB配線 PCB Layout and Design PCB配線の設計ルール 効率的なPCB配線用ツール（ウェビナー） Altium DesignerによるPCB配線
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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
2層PCBルーティング 2層PCB設計でデジタル信号をルーティングできますか？ 1 min Blog 2層PCBは、設計者にとって一般的なエントリーレベルの選択肢であり、正しく構築されれば高速設計にも対応できます。 記事を読む
4層PCBスタックアップ インピーダンス50Ωの2つの4層PCBスタックアップ 1 min Blog PCB設計者 電気技術者 システムエンジニア/アーキテクト PCB設計者 PCB設計者 電気技術者 電気技術者 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 基板の両面で高速コンポーネントをサポートできる4層PCBスタックアップが必要ですか？一般的な4層スタックアップに代わる次の代替案を検討してください。 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
差動ペア、差動信号とは> 差動ペア、差動信号とは? 1 min Thought Leadership 差動ペアと差動信号は、高速デジタル通信とデータ転送の中心的な要素です。 記事を読む
Situsトポロジカルルータとその効果的な利用方法 Situsトポロジカルルータとその効果的な利用方法 1 min Blog プリント基板の設計では大半の時間を配線作業に費やし、その作業時間に占める割合は60%以上ともいわれています。この配線に要する時間を短縮するため、基板設計ツールのAltium Designerには、高性能なSitusオートルータが備えられています。 このオートルータは、全自動で配線を行うものですが、良質な配線結を得るには使いこなしが必要です。そこで今回は、このSitusオートルータの概要と、効果的に利用するための方法を探ってみました。 配線を全自動で行うSitusオートルータ オートルータは配線を自動化するツールとして登場して以来、さまざまなアルゴリズムの開発によって改良されてきました。まず、その進化の経緯を紹介します。 ・ 初期のオートルータ 層ごとに決められた、縦と横への直角配線のみ。既設の配線にブロックされた場合には新たなパスを探すが、パスが見つからなければ配線をあきらめる。 ・リップアップ配線 既存の配線にブロックされた場合、それを引きはがしてルートを確保する。 ・ シェープベース(オフグリッド)配線 隣接するオブジェクトの外形との間で、適切なクリアランスを保ちながら配線を行う。グリッドに拘束されないため、配線密度が上がる。 ・ 45° の斜め配線 縦と横の直角配線だけでなく、45°の斜め方向にも配線。 ノード間を最短距離で結ぶ事ができ、ビアも削減できる。交差点に対角に設置された横断歩道のように、無駄のないルートが形成される。 このように、自動配線は進化してきました。Altium DesignerのSitusオートルータは、これらの配線機能に加え、独自のトポロジカルマッピングアルゴリズムによる、高度な配線パス探索能力を備えています。そして、この高度な配線機能は、デザインルールとストラテジによる管理下で実行されます。 記事を読む