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直列終端伝送線路の切り替え動作 直列終端伝送線路の切り替え動作 直列終端線と 差動信号は、すべての CMOSデバイスにおけるリンクとして機能します。差動信号について、その動作や利点については詳しく書いてきましたが、直列終端線のスイッチング動作については触れていませんでした。それがこの記事の目的です。 基本 直列終端伝送線についての重要な点は以下の通りです： このタイプの伝送線では、各ドライバーの出力に直列終端が配置されます。 高速ロジック信号に対して最も低い電力消費を提供します。 ロジック線がロジック0からロジック1に切り替わるときにのみ回路でエネルギーが消費されるため、最も低い電力消費方法です。 前述のポイントが非常に直接的であるように見える一方で、直列終端伝送線がどのように機能するかを理解することは、信号が各受信機に適切に配信されていることを保証する上で重要です。 は、典型的な5V-CMOSドライバーであり、50オームの伝送線が受動的なCMOS受信機に接続されています。これは、このデバイスが入力に提示された電圧波形に単に反応することを意味します。この説明の目的のために、CMOS受信機は非常に小さなキャパシタのように見え、開回路とみなすことができます。この例では、線は12インチ、つまり約30cmの長さです。PCBでは、エネルギーは約1ナノ秒につき6インチの速度で移動するので、以下に示される線は約2ナノ秒の長さです。 図1. 5ボルト直列終端CMOS伝送線 図2。 図1に示された伝送線の等価回路。 図2に示されているように、キャパシタンスとインダクタンスは伝送線の長さに沿って分布しています。これらの要素は 寄生素子であり、単位長さあたりのインダクタンスと単位長さあたりのキャパシタンスの比率によって伝送線の挙動が決定されます。これにより、方程式1に示される線のインピーダンスが決定されます。Loは単位長さあたりのインダクタンス、Coは単位長さあたりのキャパシタンスです。2Dフィールドソルバー（多くのフィールドソルバーは様々な信号整合ツールの一部として利用可能）などのツールを使用して、これら二つの変数は特定の伝送線に対して決定されます。 方程式1. 分布キャパシタンスとインダクタンスの関数としてのインピーダンス 図1のドライバーが伝送線上の論理レベルを論理0から論理1に移動させる際には、伝送線の分布寄生キャパシタンスを充電する必要があります。これがCMOSロジック回路によって消費される主要な電力です。同じドライバーが論理レベルを論理1から論理0に移動させる場合、その充電を取り除く必要があります。 信号がワイヤーや伝送線を通じて送信されるとき、その中のエネルギーは
多機能ハードウェアチームがどのように協力できるか IoT PCB設計：それは単なるハードウェア開発以上のものです Altium 365は、IoT PCBの設計とコーディングを簡単にします。Altium DesignerまたはAltium Concord Proを通じて、設計を共有し、リビジョンを管理し、プロジェクトを直接フォークすることができます。
1:22:38 Webinars 設計ツールを切り替える6つの理由 現在ご利用のPCB設計ツールから切り替えをご検討されていますか？Altium Designerの強力な主要機能をより効果的に使用する方法をご覧ください。このオンデマンドWebセミナーでは、複数の設計者によるコラボレーション、デザインの再利用と統一された設計環境、部品検索エンジン、BOMの管理、レイヤスタックアップ、インピーダンスマッチング、ネイティブECAD/MCADの連携、シームレスに統合されたドキュメンテーションなどについて紹介します。 今すぐ Altium Designerの無償評価版をリクエストして、世界最高のPCB設計ソリューションをお試しください！
高Dk PCB材料の利点 高Dk PCB材料の利点 「高速設計」と「低Dk PCBラミネート」の用語は、しばしば同じ記事で、そしてしばしば同じ文で使用されます。低Dk PCB材料は、高速および高周波PCBにおいてその場を持っていますが、高Dk PCB材料は電力の整合性を提供します。低Dk PCBは、一般に損失正接が低い傾向にあるため選ばれます。したがって、高Dk PCB材料は、高速および高周波PCBに対して見過ごされがちです。 高速/高周波ボードの電力の整合性を見るとき、単に信号損失を受け入れるか、高速ラミネートによって提供される値を受け入れるのではなく、安定した電力のための全体的な戦略の一部として誘電率定数を考慮すべきです。これには、PCBの電力の整合性に影響を与える誘電率定数の実部と虚部の両方が含まれます。これを念頭に置いて、電力の整合性を確保するために高Dk PCB材料が果たす役割を見てみましょう。 高Dk PCB材料とPCB電力の整合性 まず最初に、電力の整合性を見るとき、常にレギュレータ段階から出力される電圧が、PDN全体で電力が流れるにつれて一定であることを確保しようとしています。これには、PDN分析と電力の整合性の2つの側面が挙げられます： DC解析：ここでは、PDNを構成する 導体間のIR降下のみに関心があります。誘電率定数はDC解析では役割を果たしません。 AC解析：AC解析とは、電力平面上の任意の時間変動電流の振る舞いを意味します。これは、PDNのインピーダンスが重要となる場面であり、下流コンポーネントで見られる電圧変動は、 PDNインピーダンスと時間変動電圧（オームの法則）の積です。 電力面とグラウンド面の間の誘電体として使用される高Dk PCB材料は、重要な電力整合性の利点を提供します。特に、グラウンド面と電力面の間のPCB材料の高Dk値は、より大きな 面間キャパシタンスを提供し、これはあなたの平面がより大きなデカップリングキャパシタのように機能し、PDNインピーダンスが低くなることを意味します。グラウンド面と電力面を近づけることも面間キャパシタンスを増加させます。 2006年のIEEE論文からのいくつかの例示的なシミュレーション結果が以下に示されています。 誘電率定数のもう一つの重要な側面は、虚数部分またはDf値です。これは通常、損失正接を使用して要約されますが、これは高速/高周波ボードで特定の積層材の有用性を調べる際に使用する唯一の指標ではありません。
回路図の結線を正しくシンプルに行うためのヒント 回路図の結線を正しくシンプルに行うためのヒント 回路図の作成は、シート上に部品シンボルを置いた後その間をワイヤやネット識別子で接続するという手順で進めます。しかし幾つもの接続方があり、手段の選択に困る場合も出てきます。そこで、今回はこの結線を戸惑う事なく的確に行う為のヒントをいくつか紹介します。 回路を正しくシンプルに表現する CADツールの利点は電子データによる情報の受け渡しが出来る事であり、特にその起点となる回路図では、接続情報が正しく反映されている事が重要です。また一方で回路図は電子データとして利用されるだけでなく、サービスマニュアルなどの印刷物にも転用される為、視覚的にもシンプルで読み易い回を図の作成を心掛けなくてはなりません。 結線の為のオブジェクト 回路の接続は、マウスのドラッグによって部品の端子間を線で結ぶワイヤやバスの他に、ネット識別子を利用して行う事ができます。 これらのオブジェクトには正しい接続を行う為のルールが存在します。例えば、ワイヤは単に端子間を線(ワイヤオブジェクト)で結ぶだけで接続が完結しますが、バスではバスエントリーとネットラベルを併用しなくてはなりません。 また、ネット識別子は視覚的な線ではなく、それぞれに与えられたネット名の一致によって接続が行われます。このネット識別子にも正しく結線する為のルールが存在します。 ワイヤとバス ワイヤではネット名の付与が必須ではなく、ジャンクションも自動的発生します。このため作業はシンプルで、視覚的に繋がってさえいれば正しく接続ざれます。 また、このワイヤの線引きはマウスの操作だけで行いますので、空いている左手でショートカットを使う事によって、能率的に作業を進める事ができます。 バスもワイヤと同じように線を引いて繋ぎますが、それだけでは結線されず、バスエントリーとネットラベルを付与する事が必要です。 この手順を要約すると： 部品シンボルの端子からワイヤを引き出す。 引き出した全てワイヤの先端にバスエントリーを配置する。 全てのバスエントリーに接するようにバスを描く。 部品から引き出されたワイヤのそれぞれにネットラベルを配置して信号名を付ける。 バスにポートを付ける。 ネット識別子による接続 ネット識別子での接続は、目に見える線ではなく信号名の一致によって行われます。場所を取らないので、シートのスペースを有効に活用する事ができますが、タイプミスなどで思わぬ断線を引き起こす危険性もあります。 また、マルチシ－トデザインではこのネット識別子によってシート間の接続を行いますので、大きな規模の回路図では特に、このネット識別子をうまく使いこなさなくてはなりません。
Protel世代のデザインデータを再利用する Protel世代のデザインデータを再利用する Altium Designerの登場からすでに十数年が経過しており、以前のProtelツールを目にする機会は殆ど無くなりました。しかし、Protelツールは1986年の発売から2005年まで、長期に渡って販売きれてきた為、世界中の至る所にProtelで保存されたデザインデータが残っています。 Altium Designerはこれらの古いProtelデータの読み込みをサポートしており、30年以上も前に使われていた初期のバージョンのデータであっても、読み込んで再利用する事ができます。 古いProtelデータの読み込み手順 古いProtelデータはAltium Designerのファイルを開く場合と同様に、[ファイル] - [開く] コマンドで読み込む事ができます。ただし、Protel 99 SEのDDBファイルを読み込む場合には、[インポートウィザード] を実行します。 読み込みがうまくいかない時には 多くのProtelデータは、DXFインポートウィサード、又はインポートウィサードを使って問題なく読み込めるはずです。しかし、稀にファイルが認識されなかったり、読み込みの途中でエラーが発生したりする場合があります。このような場合、ファイルの損傷やインポータが解釈できないデータの混入など、ファイル内のデータに問題がある可能性があります。 このような不具合に対しては、Altium Designer側での対処は困難ですが、古いProtelツールが動作する環境が残っていれば、解決できる場合があります。 1. Protel 99
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