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 Altium Designerがサポートするガーバーとその後継フォーマット Altium Designerがサポートするガーバーとその後継フォーマット 設計を終えたPCBを製作する場合には、ガーバーデータを出力してプリント基板メーカに渡します。そして、基板メーカーではこのガーバーデータからアートワークフィルムを作成して基板上に配線パターンを形成します。このガーバーのフォーマットは標準化されたもの(または、標準的に利用されているもの)が複数存在します。Altium Designerはこれらを広範囲にサポートしています。 これらのフォーマットの中で業界標準として使用されているのがガーバー RS-274Xです。これは、拡張ガーバーと呼ばれ、基板メーカとのデータの受け渡しは、ほとんどどこのフォーマットで行われています。 ガーバー RS-274Xは全ての基板メーカが例外なくサポートしており、標準中の標準であるといえます。しかし、プリント基板の多層化が進む中で、よりインテリジェントなフォーマットへの移行が進みつつあります。 そこで、今回はAltium Designerがサポートする新旧のフォーマットを、時系列的に見ていきたいと思います。 ガーバーRS-274DとRS-274X 業界標準として普及しているガーバーフォーマットにはRS-274DとRS-274Xがあり、それぞれ標準ガーバー、拡張ガーバーと呼ばれています。 ガーバーフォーマットは、もともとはフィルム作画機(フォトプロッタ)メーカーGerber-Systems社(現Ucamco社)の社内規格でしたが、デファクト・スタンダードとして定着したため、1979年にEIA(米国電子工業会)でRS-274D として規格化されました。 このガーバーRS-274Dは、アートワークを「点」と「線」の組み合わせだけで表現するベクトルデータです。これには、作画するすべての「点」と「線」の座標が示されています。そして、この「点」をFlash、「線」をDrawと呼んでいます。しかし、この「点」と「線」には形状とサイズが示されておらず、Dコードと呼ばれる作画に使用するツールの番号が示されています。このため、実際に作画する際には、このDコードに対してツールの形状とサイズを与えなくてはなりません。 初期の作画機(フォトプロッタ)では、シャッター付きの穴に光を通して光束を制御していました。このため、作画ツールをアパーチャ(穴)と呼び、そのサイズを示すリストをアパーチャ・テーブルと呼んでいます。RS-274Dで作画する際にはガーバーデータだけでなく、必ずこのアパーチャ・テーブルが必要になります。 また、RS-274D には面(ポリゴンやリジョン)を表現するパラメータがありませんので、ベタで塗りつぶす部分には、多数の「線」を並べなくてはなりません。このため、基板の配線パターンが単純であってもベタ領域が多いとデータ量が激増します。 このようなRS-274Dの改良版としてガーバーRS-274Xフォーマットが策定されました。これには、アパーチャの定義が含まれており、別個にアパーチャ・テーブルを用意する必要はありません。また、ラスタープロッターへの対応として「点」と「線」だけではなく「面」の表現が可能になっています。これらの利点によってRS-274X への移行が急速に進み、今ではRS-274Dが使われる事は無くなりました。 しかし、何十年も電子機器を作り続けている企業では、新旧のガーバーファイルが残されており、再利用の際にはそれらがRS-274D(標準ガーバー)なのかRS-274X(拡張 ガーバー)なのかを知らなくてはなりません。これは、ファイルをテキストエディタで開いてみるとすぐに見分けられます。RS-274Xでは座標値の記述の前にDコード(ツールの形状とサイズ)が定義されており、この記述が無ければRS-274Dである事がわかります。
Altium Designerにおける電源設計 Altium Designerにおける電源回路図設計 電子ラボ用のベンチ電源を設計しているのか、IoT製品用の組み込み電源を設計する必要があるのかにかかわらず、世界クラスのPCB設計ツールが必要になります。Altiumは、電源のフロアプランを助け、強力な回路設計およびシミュレーション機能を備えた詳細な回路図を作成するお手伝いをします。Altium Designerの回路設計機能を使用すると、新しい電源設計を作成しシミュレートすることができます。また、コンポーネントの調達と新しい電源の製造準備に必要な機能も備えています。他のPCB設計プラットフォームでは、これほど多くの機能を成功に導くために提供しているものはありません。 ALTIUM DESIGNER 回路設計機能を強力なPCBエディタおよび電源設計のためのシミュレーション機能と統合したプロフェッショナルなPCB設計ソフトウェアプラットフォーム。 すべての回路基板には電源が必要です。低レベル信号を扱う場合、電源設計戦略には集積回路を使用することができますが、高出力設計には、必要な電力出力と調整を提供するために、個別のコンポーネントが必要です。複数のコンバータとLDOを使用したシンプルなレギュレータを作成する場合でも、高電流出力の設計を行う場合でも、電源回路を作成するためには強力な回路図エディタが必要です。Altium Designerの設計ツールを使用して新しいボードのためにどのように電源設計を行うか、包括的な電源設計ガイドをご覧ください。 電源設計の計画 電源および調整戦略にはいくつかの段階があり、新しい設計を計画する際には入力電源を考慮する必要があります。AC-AC変換は非常にシンプルで、ステップアップまたはステップダウンの調整のみが関与し、効率を高めるために電力補正係数回路が可能性として含まれます。AC-DC変換の電源を計画している場合、電源設計は以下のブロック図のようになります。 AC-DC電源設計のブロック図。 AC入力をDCに変換したら、典型的なDC-DC変換および調整戦略に従って、所望の電流で安定したDC電圧を出力できます。DC-DC変換には、適切な電源トポロジの実装が必要です。最も一般的なトポロジは、バック、ブースト、およびバックブースト変換ですが、関連する電源トポロジを使用してDC-DC変換および調整を行うことができます。以下に示されているフローチャートは、安定したDC電力をコンポーネントに供給するために、調整されていないDC電源と共に使用されることも注意してください。 DC-DC電源設計ブロック図。 レギュレータの各段階は、各機能を提供する離散コンポーネントおよび/または集積回路から構築する必要があります。パッシブと電力レギュレータICから電源を作成することも、離散コンポーネントを使用することもできます。異なる段階を隔離して、高電圧が出力ポートに到達するのを防ぐことができ、これは重要な安全上の危険を排除します。電力変換および調整戦略を決定したら、コンポーネントを選択し、回路図を作成する必要があります。 新しい電源のための回路図設計 上記の変換および調整ステージはよく知られており、多数のメーカーから参照設計として入手可能です。AltiumのPCBデザインブログでは、さまざまなレギュレーターとコンバーターの設計例も多数見つけることができます。Altium Designerの回路図エディタを使用すると、Manufacturer Part search panelでボードに必要なコンポーネントを見つけることができます。これらのコンポーネントには、検証済みの回路図シンボル、PCBフットプリント、3Dモデルが含まれており、更新された数量と価格の情報もあります。 新しいスイッチングレギュレーターを構築するときは、最高の回路図エディタを使用して新しいデバイスのすべての側面を設計およびシミュレートする必要があります。