ホワイトペーパー | PCB設計ソリューション

Altium Designer Projects Whitepapers 次のプロジェクトでサーミスタを使用する方法サーミスタは、電子プロジェクトで使用する可能性のあるすべての主要な温度センサーのタイプを見ていくシリーズの最終センサータイプです。このシリーズでは、プロジェクトでさまざまな温度センサーを実装する方法について見てきました。シリーズの最後には、実際の条件を使用してセンサーと実装を頭ごなしの競争に出します。この実世界でのテストを通じて、さまざまなセンサーがどのように振る舞い、変化する条件にどのように反応するか、また、感知した温度の出力がどれだけ線形で正確かについて、より良い理解を得ることができます。このプロジェクトの設計ファイルは、他のすべてのプロジェクトと同様に、オープンソースのMITライセンスの下で GitHubに公開されています。商用プロジェクトであっても、回路やプロジェクトを自由に使用することができます。温度センサーは多くの産業にとって不可欠であり、サーミスタはそれらの中でも特にそうです。サーミスタは非常に正確であり、感知温度の範囲が広いため、多くの産業用サーモスタット、プロセス制御、監視アプリケーションに理想的です。このシリーズでは、さまざまなセンサータイプとそれらを最適に使用する方法を見ていきます。次のような内容を見ていきます：負温度係数（NTC）サーミスタ正温度係数（PTC）サーミスタ抵抗温度検出器（RTD）アナログ温度センサIC デジタル温度センサIC 熱電対以前、この温度センサに関するシリーズの導入で、2つのプロジェクトテンプレートを構築しました。これらのプロジェクトテンプレートはそれぞれ同じインターフェースとコネクタの配置を持っており、私たちが見ているさまざまな温度センサーすべてに対して標準的なテストセットアップを持つことができます。これらのプロジェクトの1つはデジタル温度センサー用に、もう1つはアナログ温度センサー用に設計されています。この記事では、両方を使用し、デジタルプロジェクトテンプレートを高解像度ADC用に、アナログテンプレートを他のすべての実装用に使用します。このシリーズの結論として、これらのセンサーカード用に2つのホストボードを構築します。1つは検証目的で単一のカードをテストするために設計され、もう1つはカードのスタックにインターフェースするために設計されます。この2番目のホストボードは、複数のセンサーを搭載した後、すべてのセンサー実装のパフォーマンスを評価する際に使用されます。熱電対もし、これまで見てきたセンサーでは測定できない極端な温度を測定したい場合、サーモカップルを探しているかもしれません。サーモカップルは、これまで見てきた他のセンサーとは全く異なる方法で動作し、抵抗の変化を測定するのではなく、異なる合金の金属を溶接して生成される電位差（電圧）から測定します。これにより、適切なサーモカップルを使用すれば、絶対零度から鉄や鋼の融点を超える温度まで測定することができます。サーモカップルは構造も非常に頑丈で、このプロジェクトで見てきた他のセンサーほど簡単には壊れません。サーモカップルは抵抗温度検出器ほど正確ではありませんが、特に広範囲な温度範囲を考慮すると、ほとんどのアプリケーションに対して十分な精度を提供します。サーモカップルが温度から電気を生成するという事実は、電源として宇宙探査においても価値があります。放射性熱源の周りに数千のサーモカップルを直列に配置することで、放射性同位体熱電気発電機が作られ、これはボイジャー探査機、カッシーニ、ニューホライズンズ、そして火星のキュリオシティローバーなどの深宇宙ミッションに使用されました。私たちの目的において、正極にニッケルクロムを、負極にニッケルアルミニウムを使用したK型熱電対は、最も一般的で最も安価な熱電対のタイプであり、私たちが使用するものです。K型熱電対を使用すると、-270℃から約1372℃までの温度を測定でき、それぞれ-6.458mVから54.886mVを生成します。ご覧の通り、この広い温度範囲を通じて生成される電圧の量はかなり少ないため、この微小な電圧から温度を測定するためにはいくつかの回路が必要になります。最大温度まで耐えられるK型熱電対がすべてそうであるわけではないことに注意する価値があります。非常に低コストのK型熱電対の多くは、絶縁体が劣化する前に500〜700℃しか扱えないかもしれません。低コストの低温K型熱電対と高コストの高温K型熱電対の実装は、基本的に同じになることが多いですが、私たちが読み取っているのは熱接合部が提供する電圧ポテンシャルであるためです。それにもかかわらず、すべての金属が同じように作られているわけではなく、より安価な熱電対は純度の低い金属を使用していたり、他の近道をしていることがあり、より高価なオプションの方が良い選択となることがあります。

Whitepapers PCBの設計時間を確実に短縮できる5つのヒントほとんどの技術者とPCB設計者は、習慣を重視します。製品を作り上げるための適切なロードマップが出来上がると、常にそのロードマップを使用する傾向があります。技術者には多くの場合、新しい技法を試したり、作業を行うための新しい革新的な方法を探したりするような時間はありません。これは必ずしも悪いことではありませんが、競合他社が優れた製品を自社よりも迅速かつ安価に製造している場合、これは良い兆候ではありません。競合力を維持するには、常に新しい技法や革新的な方法を取り入れていく意思が必要です。PCB設計ツールのAltium Designer®を使用して、PCB設計に必要な時間を全体的に短縮するための5つのヒントについて紹介します。 1) 3DモデルからPCBの基板外形を生成従来の基板は、比較的同じ形で基本的に長方形でした。いつもの円弧と直線を使用して、目的の形状と大きさで標準的な基板の外形を作成することは、簡単かつ日常的な作業でした。しかし、今日の設計は小型化が進んでおり、機構的な制約はますます増え続けています。多くの場合、基板には固有の形状があり、取り付け穴や機械的制約があらかじめ定められています。リジッドフレキシブル基板設計も、ますます主流になりつつあります。PCB設計者は、従来なら一般的な基板の外形を数分で作成できましたが、今では同じ作業に何時間も必要です。機構技術者は、製品のすべての要素をシームレスに、多くの場合は千分の数インチ以内の誤差で正しく配置することを求められています。これらの技術者が使用する機構CADシステムは、まさにこのような作業に特化して作成されています。機構CADパッケージでは、固有の基板外形を非常に簡単に作成できるので、活用してみることをお勧めします。PCBの設計プロセスを迅速化するには、機構チームがPCBの3D STEPモデルを作成し、そのモデルをAltium Designerにインポートするのが最適な方法です。これによって、マウスを数回クリックするだけで、基板外形を定義できます。この作業により、取り付け穴、機構的カットアウトや制約など、必要な機構的な仕様を正確に遵守した基板外形を作成できます。 2) Altium Designer統合システム開発プラットフォーム従来は、ほとんどのPCB設計チームがそれぞれ種類の異なるツールを使用しており、ツール間でのデータのやり取りは、ネットリストや他のインポート/エクスポート方法により行われていました。回路図ツール、PCBツール、ガーバーツール、DFMツールがそれぞれ別のメーカー製であるということも珍しくありませんでした。シミュレーションツールなど他のツールについても同様です。これらの別々のツールは、スクリプトで結合されるか、ネットリストや他のデータストリームを利用してデータのやり取りが行われていました。ツールの1つのソフトウェアが更新や変更された結果、他のツールに連鎖して悪影響が及ぶことも珍しくありません。このような問題が発生すると、製品を設計しながら同時にEDAソフトウェアの問題も解決する必要があるため、製品開発サイクルに望ましくない遅延が発生します。ツールが製品スケジュールの妨げになってはいけません。設計ツールは問題ではなく、解決策であるべきです。ツールは、より高性能に、そしてツールを使用する技術者の作業は、より楽になることが必要です。(※続きはPDFをダウンロードしてください) 今すぐ Altium

Whitepapers エンベデッドボードアレイを使用して、PCB基板を迅速、かつ費用対効果の高い方法で製造する最高の品質を持つ製品を可能な限り効率的に、効果的に製造するというのは、すべての設計者が関心を持っていることです。基板を製造するための最も費用対効果が高い方法は、基板のパネライズ（面付け）の方法で、長年にわたって標準の方法として使用されてきました。このホワイトペーパーでは、Altium Designer®のエンベデッドボードアレイ機能を使用して、パネライズのプロセスを迅速に行うための手引きを紹介します。はじめにパネルレールを使用すると、コンポーネントと基板の端との間にクリアランスが確保できるため、製造上の利点があります。パネルはこれらの端を使用してコンベヤーラインに沿って移動され、これによって基板の両面にコンポーネントを配置できます。複数の基板を1つのパネルに集約することでも、コストを削減できます。パネライズの例を図1に示します。全ての基板のケースには、最小PCBサイズが指定されています。多くの小さな基板を出荷時に処理、および保護するには、パネルを使用して製造する方が安全です。BGAやQFNなど、リードを使用しない部品についてはX線検査が必要で、追加コストが必要になります。この追加コストは部品の数よりも基板の数に大きく影響されますが、パネライズによってこのコストを削減可能です。パネライズの概要適切なパネルを作成するのは、時間が必要で面倒な作業です。基板に変更を加える必要があるときはパネルを作り直す必要があり、この作業は苦痛です。Altium Designerは、この問題を解決するためエンベデッドボードアレイ機能を新たに搭載しました。Altium Designerでのパネライズは、ガーバー作成プロセスではありません。エンベデッド

Whitepapers ポリゴンとプレーン、どちらが良いか電源/GNDネット用の大きな銅箔領域を実装する方法には、ポリゴンとプレーンの2つの選択肢があります。電源ネットを実装するのにどちらの方法が良いですか、というご質問を多くいただきますが、どちらを使っても最終的な結果はほぼ同じになるため、唯一の正解というものは存在しません。どちらの構成でも、適切な電源/GNDネットが作成できます。このホワイトペーパーでは、実際の要件に合った方法をご自身で選んでいただくための参考として、ポリゴン構成とプレーン構成の類似点と相違点について解説します。ポリゴンポリゴンとは、いわゆる「銅箔（copper pour）」や「ポリゴン（polygon pour）」と呼ばれるもので、PCBの領域のうち、既存のコンポーネントやトレースの周りに銅を流し込み、塗りつぶした部分のことを言います。ポリゴンは、信号層（ポジで表現される）上のみに定義できます。配置すると、銅が追加されます。ポリゴンがよく使用される場所は次のとおりです。 • コンポーネントや配線が存在する表面レイヤー • 配線が存在する内層の信号層と、電源専用の信号層 • コンポーネントや配線が存在しないGND ポリゴンは、ソリッドの銅箔、格子状の銅箔、または単に連続した