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Excel スプレッドシートを使用したキャパシタのインピーダンス対周波数のモデリング Excel スプレッドシートを使用したキャパシタのインピーダンス対周波数のモデリング 1 min Whitepapers 以前の記事 で述べたように、2日間の設計コースのクラスノートに基づいて、電源サブシステムの設計を正しく行うことは、今日の高速PCB設計プロセスで最も難しい側面です。このプロセスの主要な側面は、最終製品で適切に機能するように電源をモデル化することです。このモデリング努力の重要な部分は、キャパシタのインピーダンス対周波数をモデル化できるようにすることに焦点を当てています。これは十分に単純で、Excelスプレッドシートを使用して行うことができます。 この記事では、キャパシタの集団がどのように選ばれるか、この努力の一環としてExcelスプレッドシートがどのように使用されるか、キャパシタを分析するためのSPICEモデルがどのように作成されるか、そして実際の回路と完全なPDNの要素に対する結果の予測がどれほど近いかを説明します。この記事で強調されるのは、Alteraから無料で提供されている PDNツールです。 キャパシタのインピーダンス対周波数を支配するものは何か？ Excelスプレッドシートを使用してキャパシタのインピーダンス対周波数をモデル化する方法について詳しく説明する前に、 キャパシタがどのように振る舞うかを理解することが重要です。 キャパシタには3つの要素があり、それらは以下の通りです： キャパシタ自体。 キャパシタと取り付けリードのインダクタンス。 導体の抵抗。 上記の要素は直列に発生し、RFエンジニアは結果として得られるデバイスを一連の調整回路としてラベル付けします。 キャパシタの振る舞いを理解するには、以下の基準に基づきます： 低周波数では、インピーダンスは非常に高いため、キャパシタの振る舞いは見えません。 高周波数では、キャパシタはインダクタとして機能します。 図1は、2つの一般的なキャパシタのインピーダンス対周波数を示しています。 低周波数では、キャパシタのインピーダンスは予想通りです。最終的に、寄生インダクティブリアクタンスとキャパシティブリアクタンスは一つの周波数で等しくなり、共振時のLC回路のように互いに打ち消し合います。グラフの下部では、キャパシタのインピーダンスはESR（等価直列抵抗）に等しくなります。 注：ESRは、コンポーネントリードを作る導体の有限の電気伝導率によるすべてのコンポーネントの寄生抵抗です。 コンデンサのグループは、回路内でのコンデンサの配置方法に依存して、直列共振と並列共振を示すことがあります。各共振は、特定の周波数（または周波数群）でインピーダンスが最小になるときに発生します。共振周波数の周辺では、コンデンサは電源で最も有用ですが、比較的狭い周波数範囲でのみ有用です。有用な周波数をより広い範囲に拡大することは、PDNで複数のコンデンサを使用する理由の一つです。 適切なインピーダンス計算 記事を読む
シングルボードコンピュータのレビューとまとめ 最高のシングルボードコンピューターのレビューとまとめ 5 min Blog シングルボードコンピュータは、マイクロコントローラーよりも高い計算能力が必要なプロジェクトを始めるのに興味深い方法を提供します。私たちの最新のシングルボードコンピューターレビューをご覧ください。 記事を読む
電力サブシステム設計のためのPDNインピーダンス測定 電力サブシステム設計のためのPDNインピーダンス測定 1 min Blog 電力サブシステムが適切な電力を供給するためには、カスタムテストプローブを使用して周波数に対するPDNインピーダンス測定を行う必要があります。 記事を読む
クラウドコラボレーションで電子機器のライフサイクルを管理しましょう クラウドコラボレーションで電子機器のライフサイクルを管理しましょう 1 min Blog 電子製品のライフサイクルは、コンポーネントのライフサイクルに大きく依存しているという点で興味深いものです。この関係にもかかわらず、すべての電子製品のライフサイクルは他の製品と同様の軌道をたどります。新製品は初期採用から始まり、後に持続的な成長を経てピーク採用に達し、より優れた機能を持つ新製品が登場すると徐々に衰退します。この事実を受け入れると、各フェーズの電子製品ライフサイクルを利用して、設計とビジネス戦略を計画する方法を決定できます。 もしチームが新製品に取り組んでおり、製品のライフサイクルをコントロールしたい場合、2種類のライフサイクルの可視性が必要です：完全なサプライチェーン情報と製品ライフサイクル管理です。Altium DesignerをAltium 365プラットフォーム上で使用することで、チームは電子製品ライフサイクルの両側面を見ることができます。製品ライフサイクルのこれらの側面についてどのように考え、なぜチームがこの可視性を必要とするかをここで説明します。 電子製品ライフサイクルに何が影響を与えるのか？ エレクトロニクスのライフサイクルは、いくつかの理由で短くなっています。エレクトロニクスにおいて、製品のライフサイクルは部分的にはその機能を実現するコンポーネントのライフサイクルに依存します。製品の寿命を通じて長いライフサイクルと再設計の回数を少なくすることを望む設計チームは、NRNDまたは廃止されたコンポーネントの原因を理解しています。これはビジネス上の問題でもあります：製品がコンポーネントの廃止とは無関係な理由で突然廃止されることがあります。 急速な技術開発と消費者の注意が短くなるこれらの日々において、任意の製品のエレクトロニクスのライフサイクルを予測することは難しくなります。ここでは、電子製品のライフサイクルに影響を与える要因のいくつかを紹介します： 消費者の需要。これはビジネス上の問題であると同時に設計上の問題でもあります。消費者の好みは時間とともに変化します。 競合製品のリリース。競合が市場シェアを脅かす製品をリリースすると、あなたの設計は適応する必要があります。これはハードウェアレベルでの変更を強いるかもしれず、再設計を引き起こす可能性があります。 コンポーネントの廃止。製品のコンポーネントがNRND廃止された場合、製品を大規模に生産し続けるためには製品を更新する必要があります。または、完全に新しい製品に置き換えるべきです。 新しいコンポーネントはより多くの機能を提供します。この点と前述の陳腐化に関する点は相互に排他的ではありません。しかし、コアコンポーネントの新しいバージョンが利用可能になると、設計中の現行コンポーネントが陳腐化するリスクが高まります。新しいバージョンが利用可能であれば、コンポーネントがNRND（新規設計非推奨）になる可能性がありますが、完全に廃止される前に生産が続けられることもあります。 下の画像では、進行中のプロジェクトの最近のリビジョンに対してActiveBOMドキュメントを開きました。設計プロセスの早い段階でサプライチェーンを確認しなかったため、在庫切れのコンポーネントやいくつかの陳腐化したコンポーネントを交換する必要がありました。デザイナーは、すでにシンボルとフットプリントを持っていた信頼できるコンポーネントに固執しました。幸いにも、これらの陳腐化したコンポーネント（下のショットキーダイオードを参照）はすべて標準的なパッケージングを持っていたので、再設計は迅速に進みました。もっと悪い状況になり得ました；中心的なSoCが陳腐化していた場合、私たちは（ボードとファームウェアのレベルで）大幅な再設計に直面していたでしょう。 このデバイスの長期ライフサイクルは短く、NRNDおよび陳腐化したコンポーネントが含まれています。製品を繰り返しリリースする場合、設計チームはその寿命を延ばすために代替コンポーネントを選択する必要があります。 この製品の再設計はどの程度広範囲にわたる必要がありますか？これはオープンな質問です。標準パッケージの受動部品のような単純なコンポーネントの場合、再設計はそれほど広範囲には及びません。熟練した設計者であれば、これらを比較的迅速に実装できます。SMD受動部品は標準パッケージで提供される傾向があるため、回路図とPCBレイアウトで代替コンポーネントを簡単に交換することができます。ICやSoCの場合、デバイスにコンパイルする任意のコードの前方互換性をコンポーネントメーカーに依存しなければならないため、巨大なリスクを負うことになります。コンポーネントがもはや調達できなくなるまで待つのではなく、適切な代替品に今すぐ交換する方が良いでしょう。 特殊なIC、特殊なSoC、センサー、またはその他のコンポーネントを備えた組み込みシステムの場合、必要とされる再設計はより広範囲に及び、製品のファームウェアにまで及ぶことがあります。標準的なIP（例えば、Arm Cortexコアで動作するMCU）を使用するよく知られたベンダーを選択している場合、ファームウェア開発に必要なライブラリは小さな変更で済むため、再設計や開発作業の範囲が縮小されます。 クラウドで電子機器のライフサイクルを管理する チームの全員が早期にコンポーネントのライフサイクル情報にアクセスでき、設計のライフサイクルステータスを追跡できるようにすることで、リデザインを予測する管理プロセスを作成できます。これは、適切なクラウド協業ツールを使用して、設計データをチーム全員と共有することにかかっています。 チーム全員が製品およびコンポーネントのライフサイクルの可視性を必要とする場合は、Altium 365上のAltium 記事を読む
12V DC 無停電電源装置 12V DC 無停電電源装置 1 min Altium Designer Projects PCB設計者 PCB設計者 PCB設計者 私は、強風や嵐の際に断続的に電力供給が不安定になる田舎の村に住んでいます。そのため、私のコンピューター、サーバー、ネットワーク機器はすべて、比較的低コストの無停電電源装置（UPS）に接続されています。これらはすべて密閉型鉛蓄電池を使用しており、Raspberry PiやインターネットルーターなどのDCデバイスを電源供給する方法としては特に効率的ではありません。なぜなら、入力されるAC（交流）がDC（直流）バッテリーを充電し、その後、インバーターを介してAC電力を生成し、AC-DCコンバーターがDCデバイスに電力を供給するからです。ADSLルーターを全体のAC UPSに頼るのではなく、小型のUPSを作ってみるのも面白いと思いました。 私のADSLルーターは12V/1Aの電源を持っていますが、内部的にはおそらく1.8-3.3vで動作しているにもかかわらずです。このプロジェクトでは、12V 1AのUPSを作成します。いつものように、オープンソースのAltium Designerプロジェクトファイルは GitHubで、MITライセンスの下でライセンスされています。このライセンスは、基本的に設計に対して好きなことをすることを許可します。ライブラリファイルを探している場合、このプロジェクトは私の Open Source Altium Designer Libraryを使用して設計されました。 上記は、 Altium 365 Viewerで読むことになるPCB設計です。これは、設計を表示したりボタンをクリックするだけでダウンロードできる機能を備え、同僚、クライアント、友人と繋がる無料の方法です！設計を数秒でアップロードし、重たいソフトウェアや高性能なコンピューターなしで詳細に深く見るためのインタラクティブな方法を持つことができます。 バッテリー 鉛蓄電池はエネルギーのワット時あたりのコスト効率が非常に高いですが、もう少し現代的でコンパクトで軽量なものを作りたいと思います。私のUPSには、優れたエネルギー密度、放電率、比較的高速な充電能力を提供する18650リチウムポリマーセルを2つ使用します。次のプロジェクトにバッテリーを使用する予定があるなら、OctoPartでの私の記事 プロジェクト用のバッテリー化学を選択するをぜひご覧ください。18650セルは鉛蓄電池と比較してワット時あたりのコストが比較的高いですが、私のUPSには大きな負荷はかかりません。 LG 記事を読む
Altium 365 ライブラリ移行：その仕組みと利用すべき理由 Altium 365 ライブラリ移行：その仕組みと利用すべき理由 1 min Blog ライブラリは、PCB設計プロジェクトの基礎です。それらがなければ、カスタムフットプリントを読み込んだり、回路図のシンボルにアクセスしたり、PCBプロジェクトに必要な他の多くのことを行うことができません。プロジェクトや既存のコンポーネントデータをチームと共有する必要がある場合、長いメールのやり取りをせずに必要なデータを得る最も簡単な方法は何でしょうか？ Altium 365を使用する前は、Slack、メール、FTPサーバー、Dropbox、Skype、さらにはGoogle Driveをデータストレージとして使用していました。これらのツールは、リモートワークやコラボレーションのエコシステムでそれぞれに役割がありますが、コンポーネント、ライブラリ、その他のデータの追跡を非常に困難にします。DropboxアカウントやFTPサーバーにファイル名を変更してアップロードすると、追跡が不可能になる新しいバージョン履歴が作成されてしまいます。 Altium 365のデータ共有ツールを使用すると、すべてのコンポーネントを単一のリポジトリに簡単に配置できます。これには、Octopart、パーツ作成サービス、またはGitHubリポジトリからダウンロードした可能性のある製造元のCADモデルが含まれます。その後、チームの他のデザイナーがあなたのコンポーネントにアクセスし、必要なコンポーネントを新しいプロジェクトで使用するための新しいコンポーネントライブラリにダウンロードできます。これがAltium Designerを使用してAltium 365プラットフォームを通じてどのように機能するかです。 ライブラリ共有 vs. コンポーネント共有およびプロジェクト共有 以前のブログで、Altium Concord ProとAltium Designerを使用してプロジェクトリリース機能を使用し、コンポーネントデータを再利用する方法を見てきました。これはすべて、設計データを安全なオンラインリポジトリに保存できるAltium 365プラットフォームを通じて有効になります。これは3つの方法で行うことができます： コンポーネントの作成。Altium Designerの標準機能を使用して個々のコンポーネントを作成し、プロジェクトパネルからワークスペースにこれらのコンポーネントを追加することができます。その後、Altium DesignerのコンポーネントパネルまたはWebインターフェースを通じてコンポーネントにアクセスできます。 プロジェクトリリースを通じて。プロジェクトリリースを作成すると、回路図シンボルやPCBフットプリントライブラリを含むすべての設計データを共同作業者と共有できます。共同作業者は、プロジェクトリリースからライブラリをダウンロードし、他のプロジェクトで再利用することができます。 記事を読む
PCB用のスキーマティック・ネットリストとは何ですか？ PCB用のスキーマティック・ネットリストとは何ですか？ 1 min Thought Leadership 次の素晴らしい回路図を作成した場合、設計ソフトウェアの背後には多くのことが行われています。回路図内のコンポーネント間の接続は、少数の論理的および電気的識別子に還元することができます。回路図は異なるコンポーネントとピン間の接続を示すグラフィカルな画像を提供するかもしれませんが、設計についてすべてを本当に理解するためには、重要な文書が必要になります。 回路図のネットリストは、実際のPCBを作成するために設計ソフトウェアの複数の機能で使用される中心的な情報の一つです。回路図のネットリストは、電気的接続情報を提供するとともに、設計データの機能構造を単一のデータセットで反映します。データを再利用する必要がある場合や、シミュレーションツールで電気的接続を迅速に定義する必要がある場合、ネットリストは回路図設計からこれらの他のツールへの移行を助けてくれます。また、設計レビューの一環として、製造業者にネットリストのコピーを提供する必要もあります。PCB設計ソフトウェア内のネットリストの正確な構造をもう少し詳しく見てみましょう。 スキーマティックネットリストには何が含まれていますか？ さらに進む前に、EDAソフトウェアで使用されるネットリストには、IC設計やPCB設計用の異なるタイプがあることを理解しておく必要があります。これらのネットリストは、ロジック、コンポーネント間の接続、および階層的な関係を定義することができます。ネットリストは、設計の構造と機能を要約するための強力なツールです。ネットリストにはグラフィカルな情報は含まれていません。これはスキーマティックドキュメント自体に含まれています。 それはそうと、回路図とそのネットリストは密接に関連しています。ネットリストは回路図から生成することができるし、回路図（ フラットまたは階層的）はネットリストから生成することもできます。PCB回路図の情報に関して言えば、ネットリストには複数のデータエントリが含まれ、各エントリには以下の情報が含まれます： ネットラベル：スキーマティック内の特定のネットに付ける名前です 参照指定子：ネット上に接続されたコンポーネントのための指定子です ピン番号：ネット上の各コンポーネントはいくつかのピンを持っているため、ネット上の各コンポーネントのピン番号がネットリストに表示されます スキーマティックのネットリストの読み方を知っていれば、回路がシミュレーションの準備時にSPICEネットリストにどのように変換されるかを見ることができます。また、サードパーティのライブラリからのネットリストに見つかるかもしれないエラーをトラブルシューティングすることもできます。 回路図をキャプチャして初期レイアウトにインポートすると、回路図のネットリストデータが使用されて、未配線のレイアウトで見られる接続線が作成されます。回路図にこれ以上の変更を加える必要がない限り、ボードを配線する際に設計データが一貫していることを確信できます。ただし、製造前に BOMとガーバーファイルが回路図とネットリストの情報と一致していることを確認する必要があります。 製造業者がネットリストをどのように使用するか 設計レビュー中に、回路図のネットリストのデータがGerber、BOM、および回路図のデータと比較されます。ネットリストとこれらのドキュメントの1つ以上の間に不一致が見られることはよくあります。これは、ほとんどの場合、設計が完了する前にネットリストとBOMをエクスポートした結果であり、設計を送信する直前の最後の変更により、BOM、ネットリスト、およびGerberを再構築して、すべてのデータが一致していることを確認する必要があります。これが繰り返しに聞こえるかもしれませんが、低品質の製造業者を使用して不良のボードのバッチを郵送で受け取るよりはましです。 製造業者は、ネットリストを使用してベアボードテストの要件を定義します。ネットリストの接続性は、ベアボードテストプロセスに使用されるテストフィクスチャにプログラムされます。ODB++データファイル形式は、ネットリストをパッケージから生成できるため、製造において好ましい形式です。それ以外の場合は、Gerberファイルと一緒にIPC-D-356ネットリストを送信することをお勧めします。これにより、ベアボード製造前に徹底的な比較が可能になります。 古いプロジェクトのネットリストを捨てないでください デザインの再利用は新しい概念ではなく、 頻繁に使用するライブラリや回路ブロックを保持することから全てに及びます。異なるEDAアプリケーションからの設計データを希望のプラットフォームにインポートすることは難しい場合があります。次の設計は古い設計のバリアントであるかもしれませんし、元の回路図/レイアウトの特定の機能ブロックを参照する必要があるかもしれません。古いプロジェクトからのネットリストを保持しておくことで、元のレイアウトや/および回路図データが破損しているかアクセスできない場合でも、新しい設計プラットフォームでそれらを再構築するのに役立ちます。 回路網リストに配置されたデータは特定の形式で高度に構造化されているため、異なる設計プラットフォームは新しい設計を構築する際に互いの回路網リストを再利用することができます。古い設計のコンポーネントに対してモデル、回路図シンボル、PCBフットプリントを持っていれば、新しいソフトウェアで元の設計を手動で再構築する必要はありません。回路網リストからネット名、参照指定子、ピン番号を読み取ることはできますが、古い回路網リストから設計を迅速に再構築できる設計ソフトウェアを使用する方がはるかに良いでしょう。 Altium 記事を読む