シミュレーションと解析

シミュレーションと解析は、回路図ではプリレイアウト、完成した物理設計ではポストレイアウトで実行できます。Altium Designer には、SPICEシミュレータ、反射やクロストークのシミュレータ、サードパーティのフィールドソルバとの統合など、両方の領域で成功するためのリソースが含まれています。シミュレーションツールの使用や設計における電気的挙動の解析については、ライブラリのリソースをご覧ください。

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効率的なDC-DCコンバータ設計 効率的なDC-DCコンバータ設計:Altium Designer 24 MixedSimによる自動測定 1 min Blog 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 シミュレーションエンジニア 現代の電子機器における主要な課題の一つは、特定の電源供給ソリューションを提供することです。このセクションは、ACからDCへのコンバーターやDCからDCへのコンバーターなど、さまざまなSMPS(スイッチングモード電源)で構成されることがあります。高電力アプリケーションでは、ACからDCへの変換には、デバイスの良好な電力因数(すなわち、高調波の削減と見かけ上の電力消費の削減)を達成するためにPFCコントローラーが必要になる場合があります。SMPS設計における典型的な課題は: 設計に必要な電源電圧と電流を達成するためのSMPSレギュレーターの数; 実装コスト; 設計を実装するために必要なエリア; レイアウト設計; 効率と熱削減または熱管理設計のサポート。 ポイント"d"と"e"は、Altium Designer Mixed Simulationを使用することで容易に対処できます。例えば、Altium Designerと統合できるKeysightのPower Analyzerを使用して、PCB内の電流密度をシミュレートできます。この記事では、DC-DCバックコンバーターをより効率的にする方法について掘り下げ、その効率を迅速に見積もるための簡単で効果的なヒントをいくつか共有します。 バックコンバーター設計について 基本的なバックコンバーターの回路図は 図1に示されています: 図1 4つのオペアンプを使用して、ランプ信号発生器(U3A)、エラーアンプ(U1B)、ランプ信号のバッファ(U2B)、および変調器(U2A)を作成します。基準電圧は、RCネットワークを介してエラーアンプに接続されたDCソースとしてシミュレートされ、ソフトスタート機能を提供します。 図1は、PWM変調を使用して出力電圧を設定する電圧モードコンバータです。 電力段はQ1、L1、D2、およびC2を中心に構築され、R7がコンバータの負荷抵抗として機能します。U3Aに関連するコンポーネントは動作周波数を設定し、C1を変更することで簡単に調整できます。C1を4.3nFに設定すると、周波数は約100kHzになります。 コンバータの安定性に影響を与える補償ネットワークは、安定性またはステップ応答(C4、C3-R10、およびR12-C6)を改善するために調整できます。R8とR9は、基準電圧とともに出力電圧を設定します。この場合、R8とR9は1:2の分割器を作成し、出力電圧を6Vにします。 記事を読む
SPICEシミュレーションモジュール - 自動測定 SPICEシミュレーションモジュール:設計の課題で時間とお金を節約するために、シミュレーションで自動測定を使用する方法 1 min Blog 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 シミュレーションエンジニア 電子回路のシミュレーションは、設計成功の鍵となります。SPICE回路シミュレータは、設計分析を加速するために使用できます。Altium Designerは、効率的かつ正確な方法で設計をシミュレートするのに役立ち、回路の機能運用について深い洞察を提供します。 Altium Designerでの主要な分析の一つが、回路の時間領域シミュレーションである過渡解析です。過渡解析の例を図1に示します。カーソルのペアを使用して、信号値の周波数を決定できますが、信号量は 「Measurements」というツールを用いて簡単に自動化できます。図1に示された回路の測定設定の例を図2に示します。 図1 - シンプルな電圧モードのバックコンバータ 図2 - バックコンバータの測定設定 Altium DesignerのSPICEシミュレータにおける自動測定 Altium DesignerのSPICEシミュレータには、さまざまな自動測定が利用可能です。その一部を図3に示します。これらの信号量は、すべての現代のオシロスコープで利用可能な測定オプションとして扱うことができます。例えば、信号のピークtoピークレベルやRMS電圧の明確な指示は、DSOだけでなくAltium Designer SPICEシミュレータでも表示できます。これらの測定の設定には、時間範囲分析と、測定によっては分析が行われる信号レベルの1つまたは2つのパラメーターのみが必要です。後者は、例えば周波数測定に必要です。 図3 - 自動測定タブの一部のリスト 記事を読む
BGAピンピッチのシグナルインテグリティ 224G-PAM4および448Gにおける信号整合性へのBGAピンピッチの影響 1 min Blog PCB設計者 PCB設計者 PCB設計者 PCB業界は、製造と信号整合性の両方の面で、常に半導体パッケージングに遅れをとっているようです。業界がデモから生産へと移行する224Gインターフェースを楽しみにしている中、Ethernet AllianceやSNIA/SSFのような組織は、超高データレートの次世代に焦点を当てています。28GHzから56GHzの帯域幅に達すると、信号整合性に影響を与える主要な要因が再び変化し、パッケージからPCBへのインターフェースでの損失と信号歪みが増加します。 これは、誘電体から銅の粗さへの損失プロファイルの変化が原因ではありません。理由は、PCBへの垂直遷移の構造、特にBGAパッケージの下側にあるものによるものです。BGAファンアウトルーティングのためのビア設計は、224G-PAM4および次世代448Gデータレートでの信号整合性に大きく影響を与える主要な要因です。業界がこれらの高速データレートに目を向けるにつれて、56GHzでのパッケージングとPCB構造における信号整合性を決定する要因は、448Gで必要とされるより高いチャネル帯域幅でも適用されます。 以下で見るように、56G-NRZや112G-PAMで機能したBGAおよびコネクタのピンピッチとサイズは、224G-PAM4では機能しない可能性があり、448Gでは確実に機能しません。これらの構造が信号整合性にどのように影響するか、およびPCB内およびパッケージング内でのMIAおよびボールアウト遷移を評価するために使用されるべき重要な指標を見ていきます。 224G PAM4で信号整合性にBGAピッチが重要な理由は? 224G PAM4インターフェースはナイキスト周波数が56 GHzであり、これは チャネル帯域幅がDCから少なくともこの値まで広がることを要求します。56 GHz近くでは、PCB内のBGAパッケージに接続する典型的なボールおよびビア構造は、電磁場共鳴とほぼ一致するサイズおよび長さのスケールを持っています。これらの共鳴に達すると、私たちは重大な帯域幅制限効果を見始めます。そして、これらの共鳴がピンピッチの関数であるため、これらの周波数で作業する際にはパッケージ設計の一部としてこれを考慮する必要があります。 56 GHzまで正確な入力インピーダンスマッチングを持つビアを設計することは、関連する課題です。以下の理由により関連しています: 56 GHz帯域幅で動作する差動インターフェースは、帯域幅仕様全体でマッチした入力インピーダンスを必要とします ビアは、56 GHz以下で電磁場の局在が不足するために放射を開始する可能性があります その後、信号ビアの周りの電磁場の局在を復元するためにステッチングビアが必要になります 差動ビアのアンチパッドと層の厚さは、異なる周波数範囲でビアの入力インピーダンスに影響を与えます 56 記事を読む
製品データの構造化がPLM成功の鍵です 1 min Blog プロダクトマネージャー プロダクトマネージャー プロダクトマネージャー 成功した製品ライフサイクル管理(PLM)の実装には、よく構築された製品データシステムが不可欠です。それがなければ、企業は情報の孤立や不整合に苦しみ、エラーや協力の障害によって運用が遅くなります。幸いなことに、企業が成功した製品データ構造を実現するために実施できる3つの主要な方法があります。これには、標準化されたデータ定義と単一の情報源の確立、コア構造を持つ強固な基盤の開発、データアクセシビリティとプロセス最適化を向上させる技術の採用が含まれます。 以下の方法を通じて、企業はPLMシステムが最適に機能し、関連するステークホルダーが製品ライフサイクル全体を通じて日々の意思決定体験を改善できるようにすることができます。 標準化と集中化:一貫性の柱 単一の情報源 Think with Googleの研究によると、 上級幹部の86%が組織の孤立を排除することが「意思決定におけるデータと分析の使用を拡大する上で重要」と見ています。データの孤立は一般的でありながら、多国籍企業内のスムーズな運用にとって有害であり、その点を考慮して、中央のPLMシステムは、部門に関係なく、すべてのステークホルダーに最新情報を提供する単一の情報源として機能します。正確なデータを手元に置くことで、チームは協力を促進し、古いまたは矛盾するデータによって引き起こされるエラーのリスクを減らすことができます。 標準化されたデータ定義 会社のPLMシステム内のすべてのデータポイントに対して、材料の特性からエンジニアリング仕様に至るまで、明確で一貫した定義を確立することにより、ステークホルダーは各データが何を表すかについての共通の理解を得ることができ、これによりデータの誤解釈が防止され、混乱が減少し、シロ化を越えたコミュニケーションと一貫性が向上します。 強固な基盤の構築:成功のためのコア構造 エンジニアリング仕様としてのバックボーン すべての製品には、製品の設計の基礎を形成するエンジニアリング仕様が必要です。各設計反復において、仕様は緩和されたり変更されたりすることがあり、仕様は各製品に引き継がれるべきです。仕様が引き継がれると、対応するBOM、 製品設計データ、および製造パッケージも仕様と共に引き継がれます。よく定義された仕様は、製品のコア設計と製造意図をステークホルダーに示します。 段階特有のデータを目的別に使用 企業は、製品のライフサイクルの異なる段階を反映するように製品データを構成するべきです。たとえば、設計データには3D CADモデルや関連するエンジニアリング仕様が含まれるかもしれませんし、製造データには生産指示、作業指示詳細、品質管理手順が含まれるかもしれません。この目的別のアプローチを採用することで、関係者は各段階で必要な特定のデータにアクセスできるようになり、関係のない情報を探すために無駄な時間を削減できます。 バージョン管理による明確な追跡 製品ライフサイクルを通じてのデータ変更の追跡は、バージョン管理を通じて行われ、関係者は設計や製造プロセスの進化を見ることができ、誰が変更を加えたかを特定し、修正の場合には以前の反復に戻ることができます。この能力を持つことは、チーム間の協力を促進し、追跡可能性と規制遵守を維持する上で不可欠です。製造中にエンジニアが予期せぬ問題に遭遇した場合、バージョン管理により、特定の設計変更に問題をさかのぼり、原因を特定し、意図した通りに機能する製品のバージョンに戻ることができます。 アクセシビリティと使いやすさの向上:必要なときに必要なものを見つける 記事を読む