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高速PCB設計解析: シミュレーションとシグナルインテグリティ解析 高速PCB設計解析: シミュレーションとシグナルインテグリティ解析 1 min Blog 夏の終わりが近づくと、私は家族を集め、魔法をかけられたようなワクワク感を求めてステートフェアに向かいます。フェアが開催される場所は、普段は人けがなく、荒れ果てた風景の中、小さなほこりのかたまりが風に吹き飛ばされていきます。ところがフェアが始まると、そこは活気に満ちあふれます。ゾウの耳がついたブース、動物や実演を見せる建物、大声で叫ぶ子供たちを乗せた娯楽用の乗り物などが並びます。それは、全ての部分が動く、ジャグリングのような曲芸的状況です。 高速信号に対応したPCBの組み立てには、設計、コンポーネント、高速信号を扱うジャグリングのような部分があります。これらの高速信号には、不要な伝送線路が回路基板に大混乱を引き起こす可能性があります。混乱の多くはPCBレイアウト自体で発生します。 レイアウトのどの部分がこのような混乱をもたらすかを把握しておくと、基板をレイアウトしながら問題を解決できます。適用したレイアウト手法がシグナルインテグリティにとって最適かどうかは、膨大な量の計算が必要な手間のかかる解析を行うか、シグナルインテグリティシミュレーションツールを使用することで明らかにできます。この記事をお読みいただいた後、ご自分の基板にとってどちらがより効果的かを判断してください。 不十分なシグナルインテグリティシミュレーションツール シグナルインテグリティシミュレーションツールが不十分だと、魔法はカオスと化します。インピーダンス計算機能は誤った計算結果を返します。計算は、レイヤのスタックアップやPCBデザインルールで定義された材料の誘電率と矛盾します。シミュレータはモデリングのリターンパスを前提とするので、GNDプレーンに不連続な部分があると、計算から除外されます。3Dフィールドソルバーは、完全に誤った差動ペアのインピーダンスを算出して返します。 ツールは単純で、デザインルールを考慮したPCBレイアウトのお決まりのオプションに対応していません。このツールには、リジッドフレキシブルのルールとシミュレーションが含まれています。そのシミュレーション環境では、波形が生成されますが、わかりにくいものになっています。さらに詳しく調べるには、複雑なコマンドを手動で実行して、普通の状態の値を求める必要があります。これは、3Dフィールドソルバーでも同様です。電気的に長いトレースの解析で一般的な選択項目がユーザーインターフェースに含まれていないので、自信を持って 高速シグナルインテグリティの回路基板をレイアウトすることができません。 インテリジェントなEDAツールによる知力の上手な活用 結果を解釈する時間の浪費 明らかなエラーを解析するためにシミュレーションツールの結果を調べると、何時間もかかります。メニューを使った移動は、慎重な操作が必要です。インピーダンス計算機能をあれこれ操作して、トレースのインピーダンスの計算に誤ったパラメーターが使用されたことを明らかにしようとして、無駄な時間がかかります。シミュレーションに使用されたパラメータが、PCBレイアウトのルールセットと一致しないことを発見しようとして、時間を取られます。誰がそんなことを予想したでしょうか? 面状材料の固有の電気容量と誘電率の正しいパラメータがないと、算出されたインピーダンスが高速信号の反射や リンギングを本当に抑えるかどうかを確信できません。 シミュレーションは、ドリルファイルの不足など、周囲のちょっとした異常により失敗します。シミュレーションのセットアップにさまざまなPCBエディタと設定が必要であることを考えると、ドリルファイルの不足によって生じる失敗は、セットアッププロセスに混乱をもたらします。エディタおよび設定メニューに与えられる、選択したパラメータを何度も尋ねることになります。 シグナルインテグリティの高速信号をシミュレーションするツールを分析していると、ヘルプページやアプリケーションノートの検索でより多くの時間を無駄に使います。最終的に、シミュレーションの結果を示す波形ができあがっても、不要なデータが表示されることが多々あります。手元に強力なツールがあっても、自分の回路基板について適切にガイドしてくれる使いやすいユーザインターフェースがなければイライラが募ります。最終的に整合性がどうなるかはわかりません。 整合性の問題を特定して解消する優れたツール PCBデザインルールで設定されている材料パラメータを、ツールのインピーダンス計算機能で使用できたら、すばらしいと思いませんか? インピーダンスを計算するため、デザインルール全体にツールポート情報が格納されていれば、回路設計に基づいて正しいコンポーネントとレイアウトが実装されたプリント回路基板が、製造業者から戻ってくることを確信できます。 シミュレーションに PCBのデザインルールのパラメータを使用すると、信頼できる結果になります。波形を表示して、回路設計とPCBレイアウトの両方のシミュレーション結果を示すことで、技術者とレイアウト設計者がシグナルインテグリティの問題と解決に対応しながら設計を作り込んでいくことができます。これにより、解析を実行し、手作業で得たベストプラクティスを適用し、PCBの製造を待ってシグナルインテグリティを検証するという推測に基づく作業がなくなります。 Altium 記事を読む
銅箔を選択する方法です 高周波PCB設計のための銅箔の選び方 1 min Blog 高周波PCBスタックアップに適した銅箔の選び方を学びましょう。これらの考え方は、高速PCBの銅の選択にも適用されます。 記事を読む
ビアインピーダンス計算機 なぜほとんどのビアインピーダンス計算機が不正確なのか 1 min Blog PCB設計者 PCB設計者 PCB設計者 ビアインピーダンス計算機は、インピーダンス制御が通常必要とされない低周波数範囲でのみ有用です。 記事を読む
Altium Designerでの降圧コンバータシミュレーション Altium Designerでの降圧コンバータシミュレーション 1 min Blog 新しい電源を設計する場合は、回路設計時に降圧コンバータシミュレーションを行うのが効果的です。Altium Designerでは回路図から直接、降圧コンバータシミュレーションを簡単に行えます。 記事を読む
難しい設計にも対応する、優れたPCB設計ソフトウェアを選んでください 1 min Blog 必要な能力や機能のないPCB設計ソフトウェアに甘んじず、ベストなPCBソフトウェアを追求する上で、Altium Designerをご検討ください。 Altium Designer 強力で最新の使いやすい専門家向きのPCB設計ツールです。 現在のテクノロジーの急激な成長とともに、より高度な設計を作成する必要性が以前より高まっています。将来を、要求される仕事をできるかどうか未知数のPCB設計ツールに賭けるゆとりはありません。また、低性能のツールをだましだまし使って必要な結果をもたらすようにするだけの時間もありません。期待と要求に答え、それを上回っていくために、市場で現在ベストなPCB設計ソフトウェアが必要とされています。それがAltium Designerです。 最初から最後までガイドする、強固な基盤に構築されたPCB設計ソフトウェア 設計工程の各段階で異なるツールを使用するための時間も、予算も、エラーに耐えるゆとりもありません。各ツールで外観と動きがともに同じで、シームレスなやり取りを相互に行える、統合設計環境の強固な基盤に基づく単一のシステムプラットフォームが必要です。 また、そのツールを一貫性をもって継続的に更新、強化し、生産性を向上するために、顧客ベースとの協力について確かな実績を持ったPCB設計ソフトウェアベンダーが必要です。さらに、PCB設計ソフトウェアベンダーは、かつては夢想されるだけだった設計ツール機能が次回リリースでは現実となるように、技術強化においてともに成長できる存在でなければなりません。 Altium Designerは、全てのツールを単一システムとして提供し、成功させます 複数の設計システムによる混乱に時間を費やす理由はありません。Altium Designerの単一システム構造が、その答えです。同一システムで動作するツールによって解決できたはずの、貧弱な設計ツールのデータ変換が過去どれほど頻繁にあったことでしょう。 Altiumの設計ツールの力は、その基盤、統合設計環境の上に構築される単一の強固なプラットフォームに基づくものです。 Altiumの統合設計環境について詳しくはこちらをご覧ください。 Altiumの設計ツールの主要となる強みのひとつは、ユーザーとの取り組みで、きわめて役立つ最新のユーザインターフェースを設計ワークフローのために提供します。 Altiumの最新で強化されたユーザインターフェースについて、詳しくはこちらをご覧ください。 設計の複雑さと要件の高まりに合わせて、Altium Designerもまた、成長し、強化されます。例えば、複数のPCB設計を同一の設計セッションに持ち込む機能などです。 記事を読む
PCB材料選択におけるDFM PCB材料選択におけるDFM 1 min Blog 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 DFMとPCB製造に関するクラッシュコースの第2部では、材料が製造可能性にどのように影響するか、および材料を選択する際に知っておくべきことを説明します。 記事を読む
インダクタの下のグラウンド スイッチングレギュレータのインダクタの下にグラウンドを配置すべきですか？ 1 min Blog スイッチングレギュレータのPCBレイアウトにおいて、インダクタの下にグラウンドカットアウトを配置すべきかどうかは、EMI/EMCに関わる重要な問題です。この記事では、その点について調査します。 記事を読む