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Thought Leadership 高速 PCB 設計における EMI: 信号の立ち上がり時間を理解する高速設計についてもっと学び、高速PCBレイアウトにおけるスイッチング速度、立ち上がり時間、およびEMIの対処方法について理解しましょう。

Thought Leadership ユーザーインターフェースの使いやすさを過小評価しないでください自分のキッチンでないと料理が複雑になることってありますよね？「置いた場所にない」から、使いたいフライパンや調理器具を探さなければならないのです。それによって時間がかかり、スパチュラを探している間に卵を焦がしてしまうことも。これは単純な朝食を作る場合の話ですが、複雑な食事を準備しようとすると、想像以上に大変です。このような状況がレストラン業界が利益を続ける手助けになっています。卵が燃えて煙探知器が不快な鳴り声で警告することを笑い話にするかもしれませんが、PCB設計ソフトウェアで正しいコマンドを見つけられないときは、それほど笑えません。キッチンで場所がわからないフライパンや調理器具のように、CADソフトウェア内で論理的な位置にないメニューやコマンドは、私たちが成し遂げようとしていることを大幅に遅らせることがあります。回路図のキャプチャやPCBレイアウトなど、複数のツールを同時に調整しようとすると、問題はさらに悪化します。以下のユーザーインターフェースの使いやすさに関する問題が、あなたが働いているPCB設計キッチンに似ているかどうか確認してみてください：機能をツールに投げつけて、うまくいくことを願うそれは一つの出来事です。PCB CADベンダーが追加の技術を吸収し、それを現在の設計ツールに追加することがあります。PCB設計ツールを含むすべてのものは成長し進化する必要がありますが、設計ツールに機能を投げつけることが常に期待通りに機能するわけではありません。時にはうまくいき、時には顔に跳ね返ってきます。ユーザーエクスペリエンスは、あらゆるコンピュータ支援設計ソフトウェアの重要な側面です。シンプルな使いやすさ、設計プロセスとモデルの相互作用へのアクセス、出力ファイル形式、またはPCBレイアウトを持つCADビューアーであれ、設計者はCADソフトウェアの使いやすさを考慮する際に多くの点を注意深く見る必要があります。ユーザビリティテストは役立ちますが、CADシステムは設計者やエンジニアの学習曲線を考慮する際に、ユーザーフレンドリーなソフトウェアとユーザーエクスペリエンスを念頭に置く必要があります。残念ながら、デザイナーにとっては、定着しない技術はかなりの頭痛の種となります。既存のツールに追加された新機能が、そのツールの残りの部分と馴染まないことがあります。メニューコマンドやコントロールボタンが見つけにくかったり、機能の流れが確立されたツールと異なる場合があります。CADツールで新しい「X」機能を使用するのは良いアイデアのように思えますが、既に慣れ親しんでいる設計ソフトウェアでそれを機能させる方法を学ぶのに多くの時間を費やすかもしれません。ユーザーインターフェースの使いやすさは、設計環境を備えた設計ツールでずっと良いです材料を絶えず追加することはシチューではうまくいくかもしれませんが、PCB設計ツールではそうではありませんしかし、より大きな問題は、もともと一緒に動作するように設計されていなかった複数の設計ツールをソフトウェアで使用することに伴います。CADベンダーは市場と競争力を保つために外部技術を購入し、それを自社のCADシステムに統合しようとします。しかし、これを実現するには、トランスレーターやインターフェースの使用が必要です。これはすべて「裏側」で行われるかもしれませんが、異なるデータ形式を扱っており、ツールからツールへ移行するためには変更する必要があります。これには、データ上で他のツールを単に開くだけで済むはずのところ、ツール間の転送プロセスに対応するために設計ソフトウェアで追加の手順が必要になる場合があります。既存のツールセットに外部ツールを追加することは、ユーザーにとって非常に困難な状況を引き起こすことがあります。ツール間でデータを送受信するための全く新しい一連のコマンドが必要になるかもしれませんし、それによって元々のツールが意図されていた使用方法が変更されることもあります。新しい技術を受け入れるためにユーザーインターフェース全体が変更されることも珍しくありません。成長に対応できるように設計されたCADツールデータ環境がなければ、新しい技術や機能を追加することは、ユーザーが同じツールセットを何度も何度も再学習しなければならない大きな複雑さを引き起こす可能性があります。結果として得られるのは、単に一緒に販売されている多くの別々のツールであり、それが生産性を向上させるよりもむしろ損なう可能性があります。統合設計環境は、複数のツールを使う作業をはるかに簡単にします統合設計環境はユーザーインターフェースの使いやすさを育みますこの問題を解決する方法の秘訣は、最初からすべてのツールが連携して動作するように設計されたPCB設計ツールセットを使用することです。このように動作する設計ツールは、共通の統合設計およびデータ環境を中心に構築されています。これにより、設計サイクル全体を通じて同じデータ形式と処理が使用され、複雑なデータ転送プロセスの必要性がなくなります。成長を目的として設計された基盤の上に構築された設計ツールのセットを使用するとき、その成長は容易かつ自然に訪れます。新しい機能は、既存のユーザーインターフェースに追加され、それを再定義することはありません。これにより、いつも使っているフライパンやへらを探す時間を費やすことなく、それらが以前と同じ場所にあるため、あなたは作業に集中できます。私たちが使用しているPCB設計ツールセットはAltium Designer^®です。Altiumのエンジニアは、ソフトウェアの作成に30年以上の経験を持っており、これらのツールに対する彼らの先見の明と配慮が示されています。新しい機能は定期的に追加されますが、それが無理に押し込まれることなく、統合設計環境に自然に組み込まれます。Altiumのさまざまなツールや機能を使用することは、統合設計環境がすべての機能を論理的に組み合わせるため、快適です。 CADプログラムは、使いやすさのテストと設計プロセスのモデルにおいて、ユーザーフレンドリーなソフトウェアを前面に出す時が来ました。 Altiumは、統合された設計とデータ環境を主要な特徴とする

Thought Leadership エレクトロニクス設計におけるグラウンドリファレンスとシャーシグラウンドについてアース接続技術、接地、PCBのグラウンド接続、PCBシャーシグラウンドの概念は、国際基準が概念と用語を分離しようと試みても、電子工学においては非常に複雑です。グラウンディングは、電子設計、電気作業、もちろんPCB設計のすべての側面で重要です。すべての回路には、私たちがグラウンドと呼ぶ参照接続が必要ですが、正確な参照はさまざまなシステムで異なる方法で定義されます。さまざまなタイプの電子機器でPCBグラウンドがどのように機能し、グラウンド接続をどのように使用するか不確かな場合、すべてのシステムに適用される単純な答えはありません。異なるタイプの電子機器は、それぞれのポテンシャル参照を異なる方法で定義し、すべてのグラウンドが同じポテンシャルにあるわけではないことが、入門電子工学のクラスで学んだこととは対照的です。この記事では、デジタルグラウンド、アナロググラウンド、シャーシグラウンド、そして最終的にアースグラウンド接続を定義し統合するためのシステムレベルのアプローチを取ります。グラウンドが最終的にPCBにどのように接続され、最終的にシステム内のすべてのコンポーネントに接続されるかを学ぶために読み続けてください。回路におけるグラウンド参照とは何か、そしてそれは何をするのか？地面を定義する方法はいくつかありますが、誰に尋ねるかによって異なります。物理学者は特定の方法（主に理論的に）で定義する一方で、電気技師や電気工学者は文字通りあなたの足元の地面（アースグラウンド）を指しているかもしれません。電子工学では、地面をさまざまな機能を交換可能に実行するものとして参照することがあります。ここでは、電子工学における地面の主な機能をいくつか紹介します：地面は電圧を測定するために使用される基準点を提供します。すべての電圧は、2点間の電場（および位置エネルギー）の観点から定義されます。これらの点の1つを「0V」と定義することができ、この0Vの基準を「地面」と呼ぶことがあります。これが、PCB内のグラウンドプレーンを「基準平面」と言う理由の1つです。地面は電源への帰還電流の経路を提供するために使用でき、これにより回路が完成します。概念的には、地面は大きな電荷の貯蔵庫として機能し、電流の流れの方向も定義します。地面を0Vの基準として取るため、この値（正または負）より上または下の電圧は、地面の位置に対して異なる方向に電流の流れを駆動します。グラウンドは電場が終了する点を提供します。これは本当に最初のポイントの変形です。もし電磁気学のクラスで画像法の問題を解決しなければならなかったことがあれば、グラウンドは特に0Vで保持される等電位面として定義されることを覚えているはずです。この定義は、特定の電圧で保持される任意の導体（例えば、 PCBの電源プレーン）にも適用されることに注意してください。完全なグラウンド導体を通る電圧降下は0Vです。言い換えると、グラウンド参照内の任意の2点間の電圧を測定すると、常に0Vを測定するはずです。これは上記のポイント2の再述です。 PCB設計では、電源がコンポーネントに供給される方法と、設計内でデジタル/アナログ信号がどのように測定されるかを定義するため、ポイント1と3についてよく話します。EMI/EMCの専門家は時々、ポイント4の観点からグラウンドについて話します。これは基本的にシールド材料の機能を説明します。誰もがポイント5を福音として受け入れますが、ポイント5は現実には起こりません。これらのポイントをカバーした今、電子機器におけるグラウンディングとさまざまなタイプのグラウンドについて認識すべきいくつかのことがあります。全てのグラウンドは不完全です全てのグラウンド領域は上記の特性を持つことが意図されていますが、導体の実際の性質により、グラウンド基準として使用された場合には異なる機能を果たします。さらに、グラウンド領域の幾何学的形状は、電場および磁場との相互作用の仕方を決定し、それがグラウンド領域へのおよびグラウンド領域内の電流の動き方に影響を与えます。これが、異なる信号がその周波数内容に依存した特定のリターンパスを持つ理由です。さらに、全てのグラウンドは非ゼロの抵抗を持っており、これが実際のグラウンドに関する次のポイントにつながります。全てのグラウンドが0Vであるわけではない浮遊している導体や、異なる電源を参照するシステム内の導体は、同じ0Vの電位を持っているとは限りません。言い換えると、異なる機器の2つのグラウンド参照が同じ参照に接続されている場合でも、それらの間の電位を測定すると、非ゼロの電圧を測定することになります。これは、2つのデバイスが同じ導体をグラウンド接続として参照している場合にも発生することがあります。長い導体（例えば、マルチメーターで）を測定すると、電位差がゼロでない可能性があり、これは導体に沿って一定の電流が流れていることを意味します。大きなグラウンドや2つのグラウンド接続間のこの電位差は「グラウンドオフセット」と呼ばれます。大規模なマルチボードシステムや、産業用およびネットワーク機器のような分野では、グラウンドオフセットは差動信号を使用する理由の1つです（例： CANバス、イーサネットなど）。差動プロトコルは2本のワイヤー間の電圧差を使用するため、それぞれのグラウンド参照は関係なく、信号は依然として解釈できます。