Keysight製パワーアナライザ - クイックスタートガイド

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現代のデジタル設計では、高速回路、密集したボード、複数の低電圧供給レールが特徴であり、設計のDCパワーデリバリーネットワークに対する要求は、その設計に対する分析的なアプローチを必要とします。パワーデリバリーネットワークのDC分析、またはそのDCパワーインテグリティ(PI-DC)の結果は、電圧源から負荷までの経路に適切な銅が提供されていることを目指しています - 言い換えれば、ボード上のプレーン、トラック、ビアが、ボード上のデバイスの電力消費要件を満たすために十分なサイズ(および特性)であることを意味します。

幸いなことに、PCBのパワーデリバリーネットワークの評価から推測を取り除くことができます。これは、その電気的および物理的特性に基づいてボード設計のDC性能を分析するDCパワーインテグリティ(PI-DC)シミュレーションツールを使用することで実現できます。そのようなツールはAltium Designer用に利用可能であり、Power Analyzer by Keysightです。

Altium Extensionとしてダウンロード可能なPower Analyzerは、Altium Designerと直接統合して、現在のPCBプロジェクトのPI-DCシミュレーションと分析を可能にします。Power AnalyzerはAltium Designer内で機能するため、手動でのデータのインポート/エクスポート、データ変換、別のアプリケーションの実行は必要ありません。回路図またはPCBエディタからPower Analyzerを起動し、希望のテストパラメーターを設定してからシミュレーションを実行します。結果は主に、回路基板の銅のレイアウトの2D/3Dモデリングを通じて提供され、結果の迅速な評価とPCBレイアウトデザインの探索的な「what if」テストを実行する機会を提供します。

Power Analyzer by Keysight拡張機能は、Altium Designer 22.10以降での使用がサポートされています。

Power Analyzerのインストール

Altium Designerで電力分析を実行するための設定には、2つの段階があります:

  • Power Analyzer by Keysight拡張機能をインストールする、そして;
  • 有効なPower Analyzer by Keysightライセンスを追加する。

Keysightの拡張機能であるPower Analyzerは、有効なAltium Designerライセンスを持つどのデザイナーによってもインストールでき、デザイナーは以下の能力を持ちます:

  • 新しい電力分析ドキュメントを追加するか、既存のものを開く

  • ボタン、電力ネットを管理電力アナライザと電力ネットを設定する

  • ボタン、ツリー内の電力ネットを表示ネットのツリー構造を調べる

  • ボタン、PCB上での電力ネット分析を表示既存の電力分析結果を調べる

  • ボタン、電力ネット分析結果をレポートとして表示既存のレポートを表示し、既存の電力分析結果から新しいレポートを生成する

しかし、新しい電力ネットワーク分析を実行するには( ボタン、この電力ネットを分析、有効なライセンスあり または ボタン、すべての電力ネットを分析、有効なライセンスあり)、有効なPower Analyzer by Keysightライセンスも割り当てられている必要があります。ライセンスが割り当てられていない場合、これらのボタンのいずれかをクリックすると、「Analyze Your Power Nets」ダイアログが開き、14日間の無料トライアルをリクエストできます。

Keysight Extensionによるパワーアナライザのインストール

エクステンションは、ソフトウェアの右上にあるユーザー設定メニューからインストールおよび管理されます。

エクステンションは設定メニューから管理されます。エクステンションは設定メニューから管理されます。

Power Analyzer by Keysight拡張機能は、Extensions and UpdatesビューのPurchasedタブで利用可能です。

Keysightのパワーアナライザ拡張機能は、拡張機能と更新の購入済みタブからインストールできます。
Keysightのパワーアナライザ拡張機能は、拡張機能と更新の購入済みタブからインストールできます。

拡張機能をダウンロードしてインストールすると、Keysightソフトウェアエンドユーザーライセンス契約が開きます。Acceptをクリックすると、EULAの条項に同意したことになり、インストールが続行されます。Closeをクリックすると、EULAの条項に同意しないことになり、インストールプロセスが中止されます。

拡張機能をインストールした後、ソフトウェアを再起動してください。

Keysightのパワーアナライザのライセンス認証

Power Analyzerの使用にはライセンスが必要です。Power Analyzer by Keysight拡張機能をインストールしたら、Altium Designer内のLicense Managementビューにアクセスしてください(デザインスペースの右上にあるコントロールをクリックし、メニューからLicensesコマンドを選択します)。利用可能なライセンスのリストをスキャンして、Power Analyzer by Keysightライセンスエントリを探し、そのライセンスをアクティベートするためにUse Licenseボタンをクリックします。

パワーアナライザの起動

パワーアナライザを使用するには、プロジェクトのPCBドキュメントまたはその回路図のいずれかを開き、メインメニューからTools » Power Analyzer by Keysightを選択します。

Power Analyzer by Keysightドキュメント(<ProjectName>.pdnaK)が開かれ、以下に示すようにプロジェクトのSource Documentsエリアに追加されます(プロジェクトパネル内)。

メニューにPower Analyzer by Keysightコマンドが表示されない場合は、拡張機能が正しくインストールおよびライセンス認証されているか確認してください。

Power Analyzerは、回路図エディタまたはPCBエディタのメニューから起動することができます。しかし、Power AnalyzerはPCB構造をシミュレートするため、回路図に対して行われた設計変更は、アナライザドキュメント(*.pdnaK)から検出される前にPCBに同期される必要があります。設計変更が検出されない場合は、アナライザドキュメントを保存し、閉じてから再度開いてください。

解析の準備

解析を実行する準備ができているが、Analyzeボタンをクリックするとトライアルへのアクセスを提供するダイアログが開く場合は、拡張機能が正しくインストールされていてライセンスが適用されているか確認してください。

Power Analyzerは、ボードの物理的特性を知る必要があります。これには、表面/内部層の最大電流密度、最小および最大ビア径、銅の種類、動作温度などが含まれます。これらの特性は、アナライザドキュメントのConfiguration領域で定義されます。

設定オプション

  • 最大電流密度と最大ビア電流値は、銅のジオメトリに依存するため、すべてのネットで同じです。

  • Max Current Density for Surface / Internal Layersの設定は、PCBの対応する層の許容値を指定します。

  • ビアの最大電流は、プロジェクトで使用される最小および最大の穴サイズに対して指定されます。穴径の値は、Min Via DiameterおよびMax Via Diameterフィールドで定義され、その穴サイズに許可されるMax Currentとともに指定されます。

  • デフォルト設定では、グラウンドネットをヒートマップ結果から除外します。グラウンドネットを含めるには、Skip Groundチェックボックスを無効にし、Power Analysis by Keysightパネルの上部にあるNetwork / NetドロップダウンでGNDネットを選択して、ヒートマップ結果を探索します。ヒートマップは信号層のポリゴン構造をサポートしていますが、電力プレーン層の挙動はシミュレートできません。

  • Copper Typeフィールドは、使用される銅のタイプとそれに関連するパラメータ、および温度パラメータを指定します。

  • Work Temperatureは、導体の抵抗率を決定するために使用され、Temperature Compensationは、その熱伝導率に関連する材料自体の基準です。異なる材料は異なる熱伝導率係数を持ち、それに応じて、負荷に応じて材料の加熱が影響を受けます。この加熱は、材料の内部抵抗に影響を与え、これが電圧降下に影響を与えます。

  • Global PCB Parameters領域に表示されるVia Plating Thicknessは、レイヤースタックマネージャのPropertiesパネルで定義されています – 詳細を学ぶ

デフォルトから必要に応じてこれらを変更して、あなたの設計に合わせてください。

最大電流密度と最大ビア電流だけでなく、定義された各電源ネットに対して許容電圧降下値も指定する必要があります。各ネットのDC Drop Limitを設定し、事前定義されたパーセンテージを選択するか、Custom値を入力します。

Auto-Define Settings設定は、設計から電力ネットを自動的に定義しようとする際に、Power Analyzerが使用します。これを行うためには、電圧レギュレータ、コネクタ、直列コンポーネントなどの回路要素を識別する方法を知る必要があります。コンポーネントの指定プレフィックスなどの手がかりを使用するだけでなく、特定のコンポーネントにパラメータを追加して、自動検出プロセスを強化することもできます。詳細については、自動認識要件セクションを参照してください。

シミュレーション用の電源ネットの追加

シミュレーション用の電源ネットを追加するには、左上の ボタンをクリックして、Manage Netsダイアログを開きます。必要なPower Net Nameのチェックボックスを有効にし、対応するReference Netを設定します。Power Net Nameリストにネットがない場合は、Show Custom Netsをクリックして、設計内のすべてのネットを含めます。必要に応じて複数の電源ネットを有効にすることができます。電源ネットが完全に設定されると、電源ネット間の階層関係は自動的に解決されます。

各電源ネットには電源が必要です。これらは次に設定されます。

ソフトウェアによって電源ネットを自動的に作成させるには、 ドラッグして移動 ボタンをクリックすることもできます。これは、アナライザドキュメントのConfigurationセクション内のAuto-Define Settings領域の現在の設定に基づいて、プロジェクトのトポロジーを自動的に認識しようと試みます (*.pdnaK)。

電源の追加

電源を追加するには、目的の電源回路の Sourcesセクションで+(または関連する管理コントロール)をクリックします。回路に複数の電源が含まれている場合は、管理をクリックして残りのコンポーネントを選択します。

コンポーネントがソースとして利用可能であるためには、選択された電源ネットに接続していなければなりませんが、そのReference Netに接続されている任意のコンポーネントを介して選択されたReference Netに接続することができます。

コンポーネントカード

ソースまたはロードとして含まれる各コンポーネントは、Power Analyzerドキュメント内でコンポーネントカードによって表されます。

  • コンポーネントカードにマウスを合わせるとEditDeleteのボタンが表示されます。

  • コンポーネントカードをダブルクリックすると、そのコンポーネントのプロパティダイアログが開きます。

  • 設計アイテムIDの値をクリックすると、そのコンポーネントを回路図上でクロスプローブします。クロスプローブのズームレベルは、PreferencesダイアログのSystem - NavigationページのHighlight Methodsセクションで定義されます。

  • カード内でそのコンポーネントの主要な分析値を直接編集する(または、すべてのプロパティにアクセスするためにコンポーネントを編集します)。

ネットの拡張

基板上の電源ネットは、ヒューズや抵抗器などの受動部品を通過することがあり、その部品の反対側には異なるネットが存在します。この状況では、中間部品とその第二のネットをメインネットの一部として含めることで、ネットを拡張することが推奨されます。Extend Nets機能は、この目的のために使用されます。

ネットを拡張するには、その名前の隣にある+Extend Netsアイコンをクリックして、<PowerNet> Extensions Managerダイアログを開きます。目的のネットを拡張するには+をクリックします。Power Analyzerは、単一の拡張コンポーネントを介して接続できるネットのみを表示します。ネットを追加すると、関連するコンポーネントが自動的に<PowerNet> Extensions Managerダイアログに追加されますが、必要に応じて変更することができます。

電源ネットは、一連のコンポーネントを介して拡張することができます。電源ネットは、一連のコンポーネントを介して拡張することができます。

その後、下の画像に示されているように、+記号をクリックしてネットを拡張し続けることができます。完了したら、<PowerNet> Extensions Manager ダイアログで保存をクリックします。

シリーズ部品とネットを追加し続けます。シリーズ部品とネットを追加し続けます。

ネットを拡張する際の注意点

  • 各シリーズ部品について、電圧降下、抵抗、許容最大電流を設定でき、これらは解析時に考慮されます (画像を表示)。

  • 誤ったネットを定義した場合、その名前の上にマウスを移動させて表示される削除アイコンをクリックすることで削除できます。

  • 拡張ネットが保存されると、拡張ネットに接続された部品が負荷と共にリストに表示され、追加することができます。

  • 電源ネット名の隣には、追加された拡張の数が表示され、その数の上にカーソルを移動させると拡張ネットの名前が表示されます(上記の画像に示されているように)。

  • PABK拡張V1.0.6では拡張ネット内の並列コンポーネントのシミュレーションサポートが追加され、PABK拡張V1.0.9ではユーザーインターフェースサポートが追加されました。並列コンポーネントを定義するには、Extensions Managerダイアログポップアップでネットを選択し、以下の画像に示すように、すべての並列コンポーネントを有効にします。画像にカーソルを合わせると、ネットの拡張が完了した後にダイアログが表示されます。

    ネット内のすべての並列コンポーネントを選択します。ネット内のすべての並列コンポーネントを選択します。

負荷の指定

負荷コンポーネントを追加するには、Loadsセクションで+(または関連する管理コントロール)をクリックし、次に希望するコンポーネントを選択します。

コンポーネントを追加した後、その消費電力をコンポーネントカード内で直接指定するか、または ボタンをクリックして<NetName>/<LoadName> Load Propertiesダイアログを開くことができます。

負荷を設定する際の注意点

  • 負荷特性を定義します。これには、Load TypeTotal Load Current、そしてMin/Max Voltageが含まれます。

  • 供給ネットINが正しく設定されていること、およびReferenceConnected to reference throughのオプションが設定されていることを確認してください。

  • 負荷電流は、自動的に識別された全ての電源ピン間で均等に共有されます。必要に応じてこれらの値を変更してください。

  • IC (Current)タイプの負荷を設定する場合、負荷コンポーネントの全てのピンを見ることができ、これらが異なる直列コンポーネントを通じてソースにどのように接続されているか、必要なピンを選択することができます。

Manage Loads(またはAdd Sources)ダイアログが開いているとき、Design Item Id列が含まれています。この列のエントリーをクリックすると、そのコンポーネントが回路図上でクロスプローブされ、正しいコンポーネントを選択していることを確認しやすくなります。

クロスプローブのズームレベルは、PreferencesダイアログのSystem - NavigationページのHighlight Methodsセクションで定義されています。

VRMの指定

電圧レギュレータモジュール(VRM)コンポーネントを定義するには、まず、それを負荷として追加します。次に、コンポーネントのLoad Propertiesダイアログを開き、( ボタンをクリック)、設定します。

負荷をVRMとして設定すると、指定されたOUTネットの電源としても表示されます。負荷をVRMとして設定すると、指定されたOUTネットの電源としても表示されます。

VRMの設定に関する注意点

  • Load Typeを希望するタイプのVRMとして指定します。

  • Voutフィールドに出力電圧を指定し、他のレギュレータのプロパティと共に設定します。

  • ダイアログのNets Management領域でINおよびOUTネットを設定します。

  • VRMが直接参照ネットに接続していない場合や、異なる参照を使用する場合は、必要に応じてReferenceおよびConnected to reference throughオプションを設定します。

  • 子電源ネットワークが階層内に自動的に作成され、そのVRMがソースとして設定されます(上記のように)。

  • VRMに出力ネットが複数ある場合は、Load Propertiesダイアログ内の+Add Out Netリンクを使用して必要なネットをすべて追加し、表示される対応するフィールドにそれらの出力電流を指定します。

設定された電源ネット

各設定された電源ネットは、*.pdnaKドキュメント内で別々の折りたたみ可能な定義として表示されます。以下に設定されたPWR_INネットが示されており、その2つの子電源ネット3V31V8が、子ネットのステータスを示すためにわずかにインデントされています。

パワーネット定義の理解

  • 各電源ネットは、別々の折りたたみ可能な電源ネット定義として表示されます。

  • 電源ネット定義のバナーには以下が含まれます:

    • 電源ネット名
    • 参照ネット
    • ネットが拡張された場合、追加のネットの数を示すインジケーター ()。子ネットの名前を表示するためにホバーします。
    • ボタン、このネットのコンポーネントの接続構造を、全体の電源ネット階層のコンテキスト内で表示するためにクリックします。
    • ボタン、このネットを分析プロセスから削除するためにクリックします。すべての子ネットも同様です。
    • ボタン、このネットと任意の子ネットを分析するためにクリックします。

     

  • ネット内の各コンポーネントはコンポーネントカードによって表されます。

  • ネットが分析されると、そのネットのVoltage DropCurrent Density、およびMax Via Currentの結果が電源ネット定義に表示されます。上の画像に示されています。

    • 各ゲージは、指定された限界に対してシミュレートされた値を示します。値が完全に限界内にある場合、スケールラインは緑です。限界に近い場合は黄色で、限界を超えると赤です。

    • ドラッグして移動 ボタンをクリックして、PCBエディタに表示を切り替え、このネット内のPCB上の銅を表示します。PCBエディタでは、Power Analysis by Keysightパネルを使用して分析プロセスを制御します。

    • ドラッグして移動 ボタンをクリックして、その電源ネットに関する詳細なレポートを生成して開きます。レポート内で、 ドラッグして移動 ボタンを使用してHTMLコピーを保存します。

     

電力ネットのツリービュー

設定された電力ネット(およびVRMを通じて定義された任意の子ネット)をツリー形式で表示するには、関連する ボタンをクリックします。特定の電力ネットと関連するコンポーネントが強調表示され、全体の構造が表示されます。

ツリービューを使用すると、フルパワーネットワークが要件どおりに定義され、分析の準備ができているかを迅速に評価できます。.pdnaKドキュメントの左上隅にあるリンクをクリックしてメインウィンドウに戻ります。

電力ネットワークツリーの画像をエクスポートする

Power Analyzer by Keysightリリース1.0.7では、設計の電力ネットワーク分析を文書化するのに役立つ機能が追加されました。

Power Analyzer by Keysightドキュメント(<ProjectName>.pdnaK)でツリービューを調べているときに、 ボタンをクリックすると、全ネットワークツリーのPNG形式の画像が新しい回路図ドキュメントにエクスポートされます。回路図は自動的にPower Delivery Tree.SchDocというタイトルが付けられます。下の画像にカーソルを合わせると、例を表示します。

文書化プロセスを支援するために、電力ネットワーク全体の画像を直接回路図シートにエクスポートできます。カーソルを画像に合わせると例が表示されます。文書化プロセスを支援するために、電力ネットワーク全体の画像を直接回路図シートにエクスポートできます。カーソルを画像に合わせると例が表示されます。

解析の実行

設定が完了したら、関連付けられたボタンをクリックして、特定のネットの分析を実行できます。分析結果の要約は、以下に示すように、Power Net Definitionに表示されます。PCB内の結果を見るには、関連付けられたボタンをクリックします。

設定されたすべてのネットを一度に分析するには、アナライザドキュメントの右上にある ボタンをクリックします。ツリー構造でトップレベルの電源ネットを分析することを選択した場合、VRMコンポーネントを通じて作成されたすべてのサブネットも分析されます。すべてのネットが分析された場合、Power Analyzer by Keysightパネルの上部にあるNetwork/Netドロップダウンから、現在強調表示されているネットを選択できます。

レイヤー管理

シミュレーションのレイヤーを切り替える操作は、PCBを扱う際と同様に、PCBエディタウィンドウの下部にあるレイヤータブを介して行うことができます。また、Shift+S ショートカットを使用して現在のレイヤーにフォーカスを当てることができ、このショートカットを使用してシングルレイヤーモードの表示オプションをサイクルさせることができます。

PCBレイヤータブを使用して、解析結果の表示をすばやく切り替えます。ここに示されているのは、トップレイヤーの結果です。画像にカーソルを合わせると、ボトムレイヤーの結果が表示されます。

PCBレイヤータブを使用して、解析結果の表示をすばやく切り替えます。ここに示されているのは、トップレイヤーの結果です。画像にカーソルを合わせると、ボトムレイヤーの結果が表示されます。

Keysightパネルによるパワーアナライザ

PCBエディタでは、解析プロセスと結果はPower Analyzer by Keysightパネルを通じて制御されます。パワー分析が実行され、Panelsボタンを介して利用可能なパネルのリストに追加された後、 ボタンがクリックされると、パネルが表示されます。

ネットワーク / ネット

  • Network / Net - グラフィカルワークスペースでヒートマップとして表示したいネットワーク ( ) またはネット ( ) を選択するために使用します。

  • Only nets with violations - このオプションがオン(デフォルト)の場合、現在違反があるネットのみがドロップダウンで利用可能です。このオプションをクリアすると、すべての電源ネットがリストされます。

  • 標準のPCBエディタの技術を使用して、ワークスペース内をパンおよびズームし、シミュレーション結果を調べます。

Network / Netセレクタの下には、GeneralHeatmapの2つのタブがあります。これらのタブのオプションは、Network / Netドロップダウンで現在選択されているネットに適用されます。

表示するネットを選択し、そのネットの一般またはヒートマップオプションを設定します。表示するネットを選択し、そのネットの一般またはヒートマップオプションを設定します。

ヒートマップ

Power Analyzer by KeysightパネルのHeatmapタブは、電流密度または電圧降下のどちらをヒートマップとして表示するか、および電流密度または電圧降下に色をどのように適用するかを制御するために使用されます。

Heatmapタブを使用して、Power Analyzer by KeysightパネルでPCB上に表示されるシミュレーション結果を変更します。ここでは、電流密度の結果が表示されています。画像にカーソルを合わせると、電圧降下の結果が表示されます。Heatmapタブを使用して、Power Analyzer by KeysightパネルでPCB上に表示されるシミュレーション結果を変更します。ここでは、電流密度の結果が表示されています。画像にカーソルを合わせると、電圧降下の結果が表示されます。

これらのモードごとのオプションは以下の通りです。

現在密度のヒートマップ
  • ネット全体が、ネットを通る各位置での電流密度を反映して色付けされており、電流密度が高いほど色が熱く(赤く)なります。

  • Show Heatmap - このコントロールを使用してヒートマップをすばやく削除し、PCBの標準表示に戻します。

  • Show Arrows of Current Direction - ネット全体に電流の流れの方向を示す小さな矢印を表示するには、このオプションを有効にします。

  • Use Noise Suppression - 計算された電流がゼロに近づくと、電流方向の矢印がそのエリアに電流が流れているかのような印象を与えますが、実際にはほとんど流れていません。このオプションを有効にして、これらの軽い電流の、潜在的に誤解を招く値を除外します。

  • Scope Controller - ネットに色を適用して強度、または熱を表示する方法は、Scope Controllerによって制御されます。 Max値はそのネットで計算された最大電流密度にデフォルト設定され(画像を表示)、Min値は0 A/mm2にデフォルト設定されます。このスケールは、PCBの下に色付きのバーとして表示され、現在の最小および最大設定、選択されたスケールタイプによって決定されるスケール、および単位を反映します。MinおよびMax値は、スライダーをクリックしてドラッグするか、MinまたはMaxフィールドに新しい値を入力することで調整できます。 Minより下の計算値は青で表示され、Maxより上の値は赤で表示されます。

  • Use Logarithmic Scale - スケールを線形から対数に切り替えるには、このオプションを有効にします。対数スケールは、より高い値を色スケールの熱い端に集中させる効果があります。例えば、より高い電流を運ぶルーティングのセクションをすばやく見つけるために対数スケールを有効にし、その後、そのルーティングのセクション内の電流密度の広がりを調べるために線形スケールに切り替えることができます。

対数電流密度ヒートマップは懸念領域を示しています。カーソルを画像上に置くと、その領域が線形スケールで表示されます。対数電流密度ヒートマップは懸念領域を示しています。カーソルを画像上に置くと、その領域が線形スケールで表示されます。

電圧降下のためのヒートマップ
  • ネット全体が、ネット上の各位置での電圧降下を反映するように色付けされており、電圧が高いほど色が赤く(熱く)なります。このアプローチを使用すると、色が青いほど電圧が低く(そして電圧降下が大きく)なります。

  • Show Heatmap - このコントロールを使用してヒートマップをすばやく削除し、PCBの標準表示に戻します。

  • Show Arrows of Current Direction - ネット全体にわたる電流の流れの方向を示す小さな矢印を表示するために有効にします。

  • Use Noise Suppression - 計算された電流がゼロに近づくと、電流の方向を示す矢印はその領域に電流が流れているかのような印象を与えますが、実際にはほとんどありません。このオプションを有効にして、これらの軽い電流の、潜在的に誤解を招く値を除外します。

  • Scope Controller - ネットに色を適用して強度、または熱を表示する方法は、Scope Controllerによって制御されます。 Max値はそのネットの指定された最大電圧のすぐ下にデフォルトで設定され、Min値はMax - calculated voltage drop画像を表示)です。このスケールは、PCBの下に色付きのバーとして表示され、電圧降下を絶対値またはパーセンテージで、現在のMinおよびMax設定、および単位を反映します。 MinおよびMaxの値は、スライダーハンドルをクリックしてドラッグするか、MinまたはMaxフィールドに新しい値を入力することで調整できます。 Min以下の計算値は青で表示され、Max以上の値は赤で表示されます。

  • Scale Type - 電圧降下スケールは、ボルトで表現することも( ボタンをクリック)、またはパーセンテージで表現することもできます( ボタンをクリック)。

  • Enable Visual Slider for Voltage Contour - 有効にすると、指定された電圧等高線ポイントに等しい電圧の場所をヒートマップ上に表示し、それらの場所を容易に特定できるようになります。等高線ポイントの値は、スライダーをドラッグするか、下のVoltage Contour Pointsフィールドに値を入力することで調整できます。対応するアイコンをクリックすることで、追加のポイントを追加したり、既存のポイントを削除したりできます。

コンターポイントを設定することで、ボード上の電圧がその値になっている場所を迅速に特定できます。コンターポイントを設定することで、ボード上の電圧がその値になっている場所を迅速に特定できます。

違反検出

シミュレーションで電圧降下電流密度、または最大ビア電流の違反が検出された場合、それらはPower Analyzer by KeysightパネルのViolationsセクションにリストされます。パネル内の違反をクリックすると、そのエラーが発生したPCB上の特定の位置にクロスプローブします。違反の説明をすべて読むことができない場合は、違反の説明セクションの上にカーソルを合わせると、詳細がすべて表示されるツールチップが表示されます。

ViolationsはPower Analyzer by KeysightパネルのViolationsセクションに自動的に詳細表示されます。画像にカーソルを合わせるとビア電流の違反が表示されます。ViolationsPower Analyzer by KeysightパネルのViolationsセクションに自動的に詳細表示されます。画像にカーソルを合わせるとビア電流の違反が表示されます。

ヒートマップモード(電流密度または電圧降下)は、クリックした違反のタイプに基づいて自動的に選択されることに注意してください。

プローブ

Power Analyzer by Keysightパネルのプローブセクションは、PCB上に直接測定プローブを配置するために使用されます。プローブは電流密度または電圧降下を測定することができ、測定のタイプはボードの現在のヒートマップモードによって決定されます。

プローブは以下のいずれかになります:

  1. プローブサイトで絶対値を測定するためのシングルプローブ、または

  2. 二つのプローブサイト間の差を測定するための差動プローブ。

プローブの両方のタイプは、Probesパネルの領域にある ボタンをクリックして配置されます。シングルプローブを配置するには、必要な位置でクリックし、その後右クリック(またはEscを押す)。差動プローブを配置するには、最初のプローブ地点を定義するために一度クリックし、次に二番目のプローブ地点を定義するためにもう一度クリックします。プローブが定義されると、測定結果がパネルに表示されます。

最後にクリックしたプローブの位置でPCBの画像を作成するには、 ボタンをクリックしてください。画像はパネルのImage Captures領域にProbesバッジで識別されて表示されます。スクリーンショット上にカーソルを合わせると、プローブの詳細が表示されます(画像を表示)。

プローブは、絶対値または2箇所間の差として、電圧または電流を測定できます。画像上にカーソルを合わせると、電流プローブが表示されます。

設計がどのように変更されても、既存のプローブはクリアされる必要があります ()、そして新しいプローブを配置する必要があります。

画像キャプチャ

Power Analyzer by Keysightパネルの画像キャプチャ機能を使用して、選択されたネットの設計固有のスクリーンショットをキャプチャし、それをレポートに含めることができます。

特定のエリアのボードの画像をキャプチャするには、まずメインのデザインスペースでボードのビューを整え、キャプチャに含めたい要素が見えるようにします。準備ができたら、パネルのImage Captures領域にある ボタンをクリックしてスクリーンショットをキャプチャします。ボードのビューを変更し続けてAddすることもできます。画像を削除するには、画像の上にカーソルを合わせて ボタンが表示されたら、クリックして削除します。

プロジェクトに画像キャプチャは保持されません。画像を保存するには、分析レポートを生成してください。  

分析レポート

完全な分析レポートを生成するには、アナライザドキュメントの上部にあるボタンをクリックしてください。完全なレポートには、下の画像に示されているように、ネットワーク内の各電源ネットに対するセクションが含まれています。

レポート内で、電源ネットをクリックすると、以下を含む詳細なレポートが表示されます:

  • グローバル設定

  • ボードのレイヤースタックアップ

  • 各シグナルレイヤーの電流密度ヒートマップ

  • 各シグナルレイヤーの電圧降下ヒートマップ

  • 選択されたネットを強調表示する電源ネットワークツリービュー

  • 選択されたネットの分析詳細、包括的な内容:消費電力;マージンと合格/不合格の結果の詳細;そのネットにおける全てのビアの性能の詳細なサマリー;ユーザー定義のスクリーンキャプチャ全て。

  • レポートをHTML形式で保存するには、 ボタンをクリックします。続くレポート保存設定ダイアログで、レポートに含めるネットワークと特定のデータを設定します。

  • レポートはプロジェクトフォルダ内のサブフォルダ、\PowerAnalyzerByKeysight_Output\HTMLReport\<ProjectName> [PDNA]_<CurrentDate>_<CurrentTime>に保存されます。

  • レポート内のすべての画像は、\Imagesサブフォルダに保存されます。

  • 分析中に生成されるいくつかのログファイルも、プロジェクトフォルダ内のサブフォルダ、\PowerAnalyzerByKeysight_Output\<BoardName>\に保存されます。

自動認識要件

手動で電力ネットを追加することに加えて、Power Analyzer by Keysightは、電源および負荷を含む電力ネットを自動的に認識して追加する機能を持っており、電力構造を定義する時間を短縮します。

自動定義設定

自動認識を開始する前に、プロジェクトに適したアルゴリズムのパラメータを設定する必要があります。これらのパラメータは、Power Analyzer by KeysightドキュメントウィンドウのConfigurationセクションのAuto-Define Settingsセクションで設定されます。

これらの自動定義基準に該当しないコンポーネントは、通常の負荷として扱われます。また、個々の回路図コンポーネントに名前付きパラメータを追加して、電力システム内のそのコンポーネントのタイプとプロパティを定義することもできます。これらのパラメータは、コンポーネントが作成される際に指定することも、回路図内で後から追加することもできます。

コンポーネントのパラメータ

適切な認識のために、すべての電力関連コンポーネントは以下の基準を満たすべきです:

  • ソースコンポーネントを自動的に検出するためには、そのコンポーネントにComponent Typeという名前のパラメータがあり、その値がSourceである必要があります。

  • パラメータが見つからない場合、検索はDefault Connectors Designatorsに基づいて行われます。これは、アナライザドキュメントのConfiguration セクション内のAuto-Define Settings領域で定義されています(*.pdnaK)。ただし、拡張ネットの一部として参照されていない限り、電源接続を持つコネクタのみが定義されることに注意してください。

  • 電圧レギュレータモジュール(VRM):
    • リニアレギュレータは、Component Typeというパラメータを持ち、その値はVRMでなければなりません。

    • SMPSタイプのVRMレギュレータの場合、Component Typeパラメータの値はSMPSでなければなりません。

    • VRMにセンス機能が含まれている場合、Component Typeパラメータの値はSenseでなければなりません。

  • パラメータが定義されていない場合、検索はアナライザドキュメントのConfigurationセクション内のAuto-Define Settings領域で定義されたVRM Keywordsに基づいて行われます。デフォルトでは、これらのキーワードはPWRREGRegulatorVoltageSwitchです。

  • コンポーネント(負荷)の消費電力値は、Current Consumptionというパラメータ名で定義する必要があります。値に使用される小数点区切り記号に注意してください。これは、システムの設定に基づいて、「.」 または「 , 」のいずれかになります。

コンポーネントに電流消費パラメータがある場合、指定された値は同じ回路に接続されたすべてのピン間で分割されます。

パラメータ同期

PCBと回路図の間のすべてのパラメータは同期されていなければなりません。これは、PCB上のコンポーネントを選択し、PropertiesパネルのParametersタブに電力分析パラメータが存在することを確認することでチェックできます。

設計のために

  • 全ての電源ネットは以下のように定義します:

    • Power Portオブジェクトを使用して、

    • ネットがSupply Net Parameterを含むようにパワーネットプロパティが設定されている(下記のように説明されている),

    • または、その名前がアナライザドキュメントのConfigurationセクション内のAuto-Define Settings領域で定義されたName Maskによって検出されるように命名されている。

     

  • Name Maskを使用して電圧値を取得するには、電源ネットの名前が*V*または*.*Vの形式に準拠している必要があります。ここで*は数値です。下の画像に示されています。

  • 電源ネットの電圧値を定義する別の方法として、ネット内の任意のワイヤーのPropertiesパネルで定義されているPower Netプロパティを設定することができます。このプロパティを有効にするには、まずパラメータセットディレクティブ(Place » Directives » Parameter Set)をネット上に配置します(下の画像にカーソルを合わせると、このプロセスの画像が表示されます)。サイズ、色、ラベルはユーザーが定義しますが、ディレクティブの存在がそのネットのPower Netプロパティを有効にします。ディレクティブを追加したら、そのネット内のワイヤーを選択し、Power Netプロパティを有効にして、下に示すようにネットのVoltageを設定します。

  • 直列コンポーネントは、抵抗器、インダクタ、およびカスタム直列コンポーネントの定義された指定子(アナライザドキュメントのConfigurationセクション内のAuto-Define Settings領域で定義されている)に準拠する必要があります。

  • VRMは少なくとも2つの電源ネットに接続されるべきです。

Power Analyzerのコマンド

以下のコマンドは、Power Analyzerエディタのメインメニューから利用可能です。

コマンド

概要と使用法

Tools » Define Automatically プロジェクトのトポロジーを、アナライザドキュメントのConfigurationセクション内のAuto-Define Settings領域の現在の設定に基づいて自動的に認識しようとします(*.pdnaK)。このコマンドは、エディタの左上にあるDefine Automaticallyボタンをクリックしてもアクセスできます。
File » Load from File 保存されたPower Analyzer by Keysightドキュメント(*.pdnaK)をPower Analyzerエディタに読み込みます。
Edit » Manage Nets ネット管理ダイアログを開き、分析する電源ネットを選択します。ネットにチェックを入れると、そのネットがアナライザドキュメント(*.pdnaK)に追加されます。ネットのチェックを外すと、それ(およびすべての子電源ネット)がドキュメントから削除されます。このコマンドは、エディタの左上にあるManage Netsボタンをクリックしてもアクセスできます。ネット管理についてもっと学びましょう。
File » Save 現在のPower Analyzer設定をPower Analyzer by Keysightドキュメント(*.pdnaK)に保存します

File » Save As

現在のPower Analyzer設定を新しい、ユーザー定義の名前でPower Analyzer by Keysightドキュメント(*.pdnaK)に保存します。
Tools » Measurement Units » mil Power Analyzerの測定単位をインペリアル(mils)に設定します。
Tools » Measurement Units » mm Power Analyzerの測定単位をメートル法(mm)に設定します。

Power Analyzerの制限事項

現段階では、Power Analyzer by Keysightは以下をサポートしていません:

  1. 負の電圧。

  2. 埋め込みコンポーネント(内部レイヤーに配置されたコンポーネント)。埋め込みコンポーネントを使用したPCBの設計についてもっと学ぶ。

If you find an issue, select the text/image and pressCtrl + Enterto send us your feedback.
注記

利用できる機能は、Altium 製品のアクセスレベルによって異なります。Altium Designer ソフトウェア サブスクリプション の様々なレベルに含まれる機能と、Altium 365 プラットフォーム で提供されるアプリケーションを通じて提供される機能を比較してください。

ソフトウェアの機能が見つからない場合は、Altium の営業担当者に連絡して 詳細を確認してください。

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