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17:00 から 23:00 までの実験で使用した回路は0:25の回路を使用しています。プロ設計は 0:25 の左の回路を、適当設計は 0:25 の右の回路を使っています。回路図ですと1:48 の回路です。0:17 などで流れている映像ではプロ設計は動作確認の為だけに使った部品点数が適当設計より多いものが流れています。(が、実際の実験で使った回路は0:25の回路です)
JLCPCBで例として今日の基板を5枚、最低料金で１から（図面設計から、完全初心者でも作れるように）解説して欲しい。
お疲れ様です！いつも見てます。一つ質問ですが電子部品を正規品で買いたい時にはどこで買いますか？公式サイトに行っても売ってないのです。電子部品の公式サイトでそのまま買えれば良いのですがなかなかありませんよね。例えばコンデンサとか。正規品はどこで売っているのでしょうか。応援してます！！
@@PICMXさん。これは無理難題です。アナログのパターン設計がきちんと出来るレベルのエンジニアって１０年以上のベテランです。解説を聴いただけでは習得は出来ません。畳の上の水泳に擬えられますが実践あるのみです。理論ではこうだけれど実際にやってみたらちょっと違うみたいな経験値が積み重なって初めてプロになれます。気長にいきましょう。
難しいのはわかるけど、だから解説しないというのは違う気がするかな
@@murakamitrilogy9574さん。コメントバックありがとうございます。どんな世界でも一線で活躍されている方にはそれだけの経験値があります。原理原則としての解説はある程度は勿論出来ますが『完全初心者でも作れるように』と言う要望には無理があります。強いて言うなら今回の細線の基板でも内層にＶｃｃとＧＮＤのベタを入れ適切なＶＩＡも追加して４層基板にすれば今回プロ設計として紹介されているものとほぼ同等の性能が期待出来ます。他の方もコメントされていますが実際使われる場面では他の回路の中にレイアウトされますので更に複雑になります。或いは別の方が指摘されている様に理論が分かっても全部品を理想通りには配置出来ないので優先すべきはどちらみたいなものも周辺回路がある場合にはケースバイケースになります。ですので，ある程度の理論を知った上で実際にやってみて経験値を上げていくことが面倒臭そうに見えて一番の近道でもあります。と言う背景を踏まえて気長にとコメントさせて貰いました。
データシートの読み方をこんなに丁寧に解説してくれる動画初めて見た
何処までも親切なデータシートをどこまでも親切に解説していくイチケンニキ
ここまで丁寧な説明をして貰える新人が羨ましい。パスコンのESR/ESLとか先輩/上司は教えてくれなくて、現場で痛い目に遭った猫でした(英文科卒なんで独学、学校では一切習っていませんでした)
昔のPC98のNEC製86音源ボードが、デジタル部分は髪の毛のように細いパターンで、アナログ部分はガッツリ太く、電源とGNDはベッタリと広く取ってあるのに感心した記憶があります。同時期の別メーカーは全部同じように細いパターンばかりでした。
電源部分の配線は太くするのが鉄則
昔のパソコンは滅多に故障しなかった記憶がある。
PC98は、今でも生産現場の制御やCADで使われてますもんね
どの時期の98か知らないけど、富士通もシャープもアナログ電源廻りは太かったsk、今の電源も電源ユニット内部は太いけど。
昔は日本もPC作ってたんやな今日本でPC作ってる企業ほとんどないのに
大学の授業で製図を行っているのですが、授業の内容が出てきてとても良い時間となりました！！
こういう講義、大変ありがたいです。
電源ってアナログの塊なのでセオリー通りに設計しないとすぐ変な動作したり性能下がるんですよねどの基板にも載ってて「動いて当たり前」みたいに思われている回路でもあるので、実務で担当した電源がきちんと動いているとホッとします
同じ論理回路でも配置や間隔が違うと電磁誘導でちょっと動作速度が変わることもあるので、アナログは単純そうに見えて深いですよね。
実際に設計していた頃を思い出しましたありがとうございます
この動画はとても参考になりますね。回路設計を始めた学生さんに見せてあげたいです。 基本GNDパターンはベタ、プラス側は太線ということで作っておけば大体は問題ないかと。パターン幅1mmで１Aと覚えておくと良いかな。できればの話ですがICの放熱は両サイドに逃がすのではなくて、ビアを複数個置いて、裏面のベタパターンに逃がす方が良いでしょう。実際の基盤では表面側には放熱スペースがほとんどありませんし、他の部品もありますので・・・ このチップ良いねえ。至れり尽くせり。
シルクパターンの「適当設計(ヤバイ)」が、凄く斬新に見える。
適当設計（ヤバイ)とわかってるのがプロ感❤素人はヤバいとも思ってない
シルク印刷した人、絶対笑ってると思う
極度乾燥(しなさい)感もありますね
ウキウキで買った新製品分解して出てきたのにこれ書いてたら笑う
会社だと過去のパターン設計を流用することもあるから、実験的な試作で変なパターン設計になってる基板はそれが分かるようにシルクに書いてあると助かります
設計が悪いと、ちょっとした振動で0.01V程度、平気で動くんですね！？しっかりしてると0.001B以下しか動かない。単にダメ、いいというのではなく、こうやって実例を比較しながら見れるのはとてもいいです！
基板作りのノウハウは「見えない素子（浮遊成分）を考慮して配線するか」が肝です。今は評価用パターンとか提供されているのでそれから学ぶのが早いですね。ICを使うならデータシートに従うのは基本です。ヤバイ基板は極限までヤバく作ったんですね。
電源回路だと、回路パターンの面積も重要になりますね。高周波回路だと、GNDと隣り合うようにしてノイズ低減させる設計も必要になります。
デジタル回路ばかりやっていると右側のようなパターン設計になりそうですよね。
イチケンさん、今の時代に紙と蛍光ペンというアナログさが分かりやすくていいよね
内容はとても面白く勉強になりましたが、タイトルが刺激的すぎですね🙀
サムネやXでのポストを拝見した時「プロだとデータシートには無いコンデンサ等を追加するのかあ」と短絡的に判断してしまいましたが、配線幅や長さ、配線方法が大事なんですね。とても勉強になりました。
ある程度回路設計をやった人だったら当然の内容だけどダメな設計でどうなるか？っていうのは見たことなかったからとても参考になりました。もっと差が出ると思ったけどそれなりに動いちゃうのですね
ダメな設計でどうなるか？は新たな知見になりました。ダメな理由は文献で知ってるけど、その影響はあまり知らなかったです。
DCDCコンバータ回路は、実験されていたように同じ回路、同じ部品でも基板の作り方で性能差が出て面白いです（実務中は冷や汗ですが）とても詳しく説明されていて、これから設計する方は失敗が少なくなりそうですね！
プロ基板の裏面にはおそらくGNDのベタパターンがあって表のGNDパターンと多数のスルーホールで接続されているのだと思いますが、その点について明示的に言及されればもっと良かったと思います。
紙とペンの使い方がうますぎる
全然職種は違うけど、こう言う回路設計ってすげえ楽しそうw見てるとゾクゾクしてくる
比較動画をありがとうございます！結果は歴然としていますね。デリケートな回路はユニバーサル基板よりもプリント基板の方が性能が出せるのかなと思いました。
私はプリント基板の設計をしていた会社にいたことがあるのでとっても興味深く見ました。確かにわずか1ミリの違いでノイズに大きい差が出たりするので懐かしく思いました。
いつも適当設計だけど知り合いから電源用のコンデンサだけはとにかくICに寄せとけって言われてたけどそういう事だったのかループ・・・・覚えておきます今遊んでる回路はネジ穴の場所に失敗してコンデンサの位置をずらしちゃったけど、ヤバい
ハード設計40年くらいしてますが、application manualにreference ptternが提示されてる事が多いので…その辺りも教えるといいよ
ブレッドボードでは不安定だけど基板にすると問題無いって事はちょいちょいありましたが、ちゃんと基板にしてもここまで違いが出るんですね。勉強になりました！
ここで話されたような専門的なことはわからないけどオーディオの設計やってた人に、同じ部品でも綺麗な基盤は性能が高い、基盤設計は一種の芸術みたいなものだって話を聞いたことがあるのでそれ以来、PCのマザーボードでもなるべく綺麗に見える基盤のやつを買うようにしてる。
入力コンデンサが遠くて電源が立ち上がらなかったことがあったなぁ。初めて設計した基板だったけど。3mmでもうダメなんだって。
コンデンサって平滑だけじゃなくノイズのパスコンも兼ねてる事あるから自己発振してたんじゃないかな？
こんな指南書の本が欲しいな。データシートの読み方も分かりやすかったです。
小学校5年のとき、簡単な電源回路の図面を作り、無線屋さんに部品を買いに行きました。いつも店にたむろってるおっさんが「おう、坊主ちょっと見せてみろ。」と言い、その場で回路図を修正。ラグ板で組むと言うと別のおっさんが、「明日もう一個おいで」と言うのて翌日行くと回路図通りのプリント基板をプレゼントしてもらいました。いい時代だったなあ。
ちゃんと電源を設計出来る人ってすごいなーって常々思います。雑魚DIYならググれば出てきますが、プロ設計は理論や理屈に基づいるのですね。って、雑魚が勝手に思ってみたり。。。
プリント基板でクソザコ回路を見せられたら『流石に俺でもこんなクソな基板は作らねーよ』ってなるかもしれませんが『俺は職人なのでユニバーサル基板で行くぜ』って人の作った基板は「部品を近づけられない」「配線幅を変えられない」「ベタ面を作れない」などの理由でクソザコ基板になっていることが多いです。
両面ユニバーサル基板で無理矢理ベタ作ったりぶっとい線使ったり無理矢理シールド線で繋いだり強引に作る傾向?
ユニバーサル基板でも銅箔テープ貼ればベタGNDは作れるのでそこはOKですね。表面実装部品使うなら無理にユニバは使いません。何事もバランス。3次元立体配線までこなす猛者なら（クソザコに近いですが）何でもあり。
私は部品の選定とか、社内の標準品とにらめっこしながら決めてます。なのでコストを抑えて、部品の性能をきちんと範囲内に抑え込むのは中々めんどいです。部品の配置も性能に響くし、そんなこと考えながらいつも設計してます。
動作中に基板を触ったとき適当設計の出力電圧が安定しないのはグランドシフトが起こっているからだと思います。部品レイアウトや配線パターンによる違いを比較する前提であればグランドの条件が違うのはよろしくないと思います。データシートの見方の説明は分かりやすかったです。
GNDパターンの作り方も「適当設計」か「ちゃんとした設計」かの違いの範疇、という話なのではないかとも。
ここまで丁寧に実例も交えて説明してくれる動画は貴重！大変ありがたいです
電気を学ぶ学生なのですが、基板を作る実習や今後就職するにおいても役立つ知識だと思うのでとても参考になりました。
素人質問なのですが，12:58基盤の部品配置に関する知識が体系的にまとまっている本などはありますか？
電源であれば手っ取り早くロームのサイトの資料を見ては如何でしょうか？
@@そぼろ味噌 ありがとうございます．ロームのサイトを見てみましたが，配置設計についてのサイトは少なかったです．おっしゃられているのは電源ICのデータシートを読むと良いということでしょうか
ロームサイト内のtech webに基板の設計に関する資料がありますよ。ディスクリートで組んだスイッチング電源に関するものではロームが一番分かり易いかなと思います。あとは同じくロームが定期的に行っているDCDC電源設計のオンラインセミナーであれば質問も可能です。
良くないことをしてるときに「失敗する」より「とりあえず動く」方が怖いなぁ。
一瞬クソデカ基板に書き込みながら説明してるのかと思ったけどよく見たら印刷だった
プロの設計は最短経路で電流を流すように作られてますね！
ループインピーダンスを小さくしたいです
適当設計で導線を出来るだけ太くしたバージョンも見てみたい
@uncochanさん。ダメな例の基板でも４層にして電源とＧＮＤのベタを挟めば，ほぼ同等の性能になります。過去のイチケンさんの設計でこの様にして逃げた例もありましたよ。
RSETの選び方ですが、ブロック図を見るとRegister To Digital Converterで抵抗値を一旦デジタル値に変換しているようなので、出力電圧は抵抗の温度係数には依存しないのではないかと思います。精度については3'23"に写っているマニュアルにE96系列を使えとの記載があるので1%のものを使わないといけないようですね。
起動時に1度だけ抵抗値を読み取るので､周辺温度が主に影響するのでしょうね｡温まった状態で停止→ 起動となるとコールドスタートの状態から10~20℃程度温度上昇するので､用途によっては考慮は必要かと思います｡
日曜電子工作者で、独学なんでデータシートの読み方とか助かる～
配線の設計思想について考えたこともなかったのですごく勉強になりました。
21:23 のリンギングが2種類見えているのは、ハイサイドFETとローサイドFET ONによるリンギングかと思いましたが、電源ICの出力が1.8MHzで、この2波形のリンギングの間が約10nsなのでDUTYが短すぎますね。単純にハイサイドFETのD-S間やその他の寄生Cと配線Lの共振が複数見えているのでしょうか。出力段のスナバと測定の工夫で改善するかもしれませんね。
足し算と掛け算のどちらを先に処理するかどうかなのみたい
部品の配置や向きで性能が変わるのは真空管の時代から変わらないのですね
両設計の効率の差は寄生インダクタンスの差によるところが大きいのではないかと思いました。動画でも語られるように入力MLCCとICの間の距離や配線の間隔が作るループに大きく差があるので、寄生インダクタンスにも大きな差があるはずです。この差はスイッチング損失に影響を与えます。動画ではノイズの出方にも大きく差が出ていますね。もっと酷くなるとOFFスイッチ時に発生するサージ電圧が大きくなりすぎて過電圧で素子を壊します。
電子工作の素人からの質問です。プロの方は上に載っている基盤を全部配線にしたということですか？それとも暗い部分が配線でしょうか？
CPUなので話が変わってくるかもしれないのですが、AMDなどの設計して製造をTSMCに投げてるメーカーを「設計だけ？」と思っていましたが、ここまで変わるなら設計めっっっっっっちゃ大事ですね、、、、
24:33 MLCCの違法建築ワロタ
ありがとうございます！
ありがとうございます!
あげ足取りになってしまうかもしれませんが、実験では部品の使用点数が違うので当然コストが異なっているかと思います電子回路はコストも大事ですので、・同じ部品点数＝コストで回路の取り回しだけでどれだけ特性が異なるのか・MLCCを1個ずつ増やして＝コストを掛けると安定度等でどの辺りがコスパの分岐点になりそうか・適当設計(ヤバイ)にコストをかけると改善出来るのか等の追加考察があってもよかったかな、と思いました
16:17位に電流の帰路の解説を頂いていますが、ベタアースを広げると入力の帰路と、出力の帰路が想定外で重なってしまう結果となるため、十分電流を流せるパターン幅を持たせつつ、ウナギの寝床の様なパターンが理想だと思うのですが如何でしょうか。ICの上方向のGNDパターンを大きくとることは放熱設計的には良いと思います。
いつも楽しく拝見しています。プロ設計の基盤裏は動画では確認できませんでしたが、ビアの配置からしてベタGNDになっていると推察いたします。このGNDの広くとるのも耐ノイズとして非常に有用ですね。
何となく動画開いたからもう一ミリも何言ってるのか分からない
推奨回路図のVOS端子が態々斜め線でCoの根元に結線されているところなんかも要注目です。
最近のスイッチング電源ICは、負荷低下時の効率低下等の防止用にパルススキップなどの動作モードの切り替えを動的に行うものが多いようです。 このような動作は、出力リップル増加、特に何かのセンサーなどのアナログ回路の電源に使用する場合、スイッチング電源とアナログ回路間にリニアレギュレータを挟んでもリップルが取りきれない場合があります。 特に、負荷変動が大きな場合や、それと等価な入力電圧範囲の広いアプリケーションなどで問題になる場合があります。 具体的には、設備用機器のDC入力動作範囲10〜30vなどのセンサー類で表示機器やデジタル出力対応のためにマイコンを搭載した機器などに事例があります。 このような場面では電源ICの振る舞いはデバイス毎に異なりますが、このような場合の対応、評価、デバイス選定や回路定数の決定方法などにも言及して頂くと面白いかと思います。
ハード設計者です。とても勉強になります。
とにかくギュッと詰め込んでるのかと思ってましたけどめちゃくちゃ意味込められてたのですね。。。電子基盤やべぇ。
ほんの茶々ですが、村田、インダクタも作っていたんですね。電気的には逆の部品のイメージ満載でしたが。
昔、専門学校時代の先生に電源ラインは太くしないとIC誤動作するって注意されたの思い出した。
たぶんアンテナ成分とコイル成分とコンデンサ成分のバランス問題なので、その基盤で使用する周波数で設計のクセが変わってくるのかな
@@user-JEW-psychopath-DOUWA 動作周波数とのバランスはあると思う。周波数が高いとGNDの1点接続にすると逆にノイズが回り混んだり。電源ラインを太くすると、他の信号線と距離が取れなかったり、熱衝撃試験で伸縮変動幅の違いせいでハンダが割れたり。プロ側のR1見たいな、片側のパッドがviaの近くかつもう一方を直角に引き出しているパターンは、熱衝撃試験でハンダ割れに出会ったからトラウマ
@@長沢昂昭 なるほど〜。今は無料の回路シミュレータで発振まで再現できるから、回路の目的 面積 使用素子 電磁条件 周波数条件 熱条件…深層学習に数万通りの回路パターン読ませたら、平面回路ならほぼほぼエラーデバッグ済の設計図を提案してくれるようになりますね。で、皆がそれを使うのでぜんぜん仕事が楽にならないという🐤
社内でパターン設計されている企業さんは少ないと思います。パターン設計をお願いして出来上がったものをいかにちゃんと検図するかがキモですね。適当設計程極端にひどい設計は見た事ありませんが、細かい点をいかに見て修正してもらうかが難しいです。あまり細かく言うと多分嫌われます。追加料金となりますなんて言われる事もあります。でも、めげずにちゃんと険図しましょう。きっといい回路出来ます。
大変勉強になります。ザコ設計の方は振動にも影響されやすくなる、というのが大変興味深いです。ありがとうございました。
VOSの配線をC4のランドの内側から戻すようにするともう少しノイズが減ると思います。いわゆるケルビンコネクト
こういうのとても助かります！素人が趣味でPCB発注してますが、何をどうすればいいのかと。ネットで見た、太く短くリターン経路を考えて、くらいしか知らないもので。
ザコ側の人間やからプロの設計見るだけでマジでリスペクトしかない。
会社のじいちゃん電気技術者は銅箔を溶かす面積を狭くしたくて回路を太くとってたわエッチング溶液を長持ちさせたいって言ってた
要は溶かす部分を最小化するやり方ですね。結構メーカー製の基板はそういうの多かったですよ。コストダウンの一環です。
なんだったかな、GNDはべったり広くだけどそれぞれのGNDの始まりからGNDの終端までの線幅が合流していくごとに広くなっていくのが良いとうろ覚えだが聞いた覚えがあるな…素子のGNDが4つあったとして最初は1mm幅、2つ目が合流して2mm幅、3つ目と4つ目が合流して2+2mmで4mm幅になって終端部まで4mm幅で引くみたいな
動画には関係ないですが、かのスティーブジョブスは基盤配列の美しさにもこだわり、技術者にダメ出しし、技術者が「性能に変わり無いし中身なんか誰が見るんですか」と反発したら、「俺が見るんだよ」と言ったとかの話を思い出しました。
データシートのmuRataってちゃんとRが大文字になってるのがいい
電気のバトンを丁寧に大切に運べるプロ仕様😊
分かります。基板設計を外注化すると聞いたときに高性能を追求する時代も終焉を迎えたなあと思ったものです。音声アンプの設計が専門でしたが、ひずみ率を一桁下げるのは基板設計がすべてと思っています
ぜんぜん畑違いでさっぱり分からないけどなんか面白いｗてか、Tシャツまで回路（？）ですばらしい！
ここまで代わるのかー 勉強になります
イチケンプロデュースで安定化電源の組み立てキットとか発売しませんか？売れると思うんだけどなあ
UHFぐらいの周波数になってくるとパターンの引き回しやグランドパターンの作り方によっては発振したりマトモな性能が出ないでのが顕著に現れますね昔の真空管ラジオでも配線の引き回しやラグ板に取り付ける部品のリード線の処理で発振する事もあるし
最近は素子の高性能化が幸いして、データシートにパターン設計のカンドコロを記載してくれていますね。（逆に言えば、パターンがちゃんとしてないと性能が出ない）今回のICもLayoutという章で事細かくイチケンさんの解説どおりのことが書いてありました。やっぱり「データシートをちゃんと読め」ですね。あと、DCDCコンバータ以外のパターン設計のノウハウはトラ技はもちろん、RaspberryPi Pico(RP2040)の"Hardware Design"も参考になることがたくさん書いてありました。
ユニバーサル基板配線しかやったこと無いからなあ、どっかでKICAD教えてくれるとこないかなあ
イチケンさんのグラフの作り方教えてほしいなぁ。データのまとめ方とか聞きたい。
アートワーカーは電源の設計のできる人とできない人がいますね。余裕なくて評価ボードのアートワーク渡しておなじにしてくれとインプットして、アートワークのチェックサボったらフィードバックの引き回しがやばくてハンチングした思い出
これは新人電気設計者全員に見てほしい動画ですね😀
12:30 高誘電率系のMLCCの場合、サイズが小さいほどDCバイアス特性が悪くなることを考慮してもサイズが小さいキャパシタを選ぶ方が一般的なのでしょうか？
量産してから問題になるのですが、そんな特性知らないよって人のほうが多い印象です実際にはDCバイアス特性と考慮して容量、耐圧、部品サイズを選定すべきです
20:30 ザコ設計の出力電圧が負荷電流上昇により、下がっていくのは、IC GND Pinと負荷GND間の細い配線による電圧ドロップかもしれませんね
これが何のための回路で、なんでこれが必要なのかもわからないけど、なんか賢くなった気分になれる
雑魚配線で負荷かけちゃうと、出力コンデンサが放電した後に、出力コンデンサへの充電で配線細すぎて電圧降下が起きちゃうとか
茶色のシールド有のインダクタですが、積層のコアれすインダクタの様に見えるのでが、(磁気)シールド有なのでしょうか黒い方はコアありなので磁束が漏れているようにも感じましたご教授下さいますようお願いいたします
流石です。これだけのGNDベタを使えばノイズに強くなるし、出力も安定しますね。これが、できるかできないかで落雷が起きた時に安定しますし、静電気破壊に対して強くなります。
動作中のICの温度が30℃違うので、設計一つで製品寿命もかなり変わりそうですね！
これは新人AW設計者に見てもらいたい
冷静に考えなくてもDC/DCコンバータの最適設計の動画が20万再生行くって凄すぎこれがイチケンブランドか
電源回路のパターンは引くものでなくベタを削るものだと会社の先輩に教わりました
電圧負帰還部分の容量が大きいものをつけると位相がずれて発振を起こすのでしょうか？実際の基盤見ると部品が取り付けられていないパターンをみかけますが、補償用の部品が省略されているようなこともあるのでしょうか？
パソコン用の安定化電源でも高価なものがあるけどこういうとこで差が出るんですねぇ。。プリントパターンでやたらと広いパターン面積を取ってる基盤がありますが、無駄じゃなくて、電損と放熱の為でもあったんですねぇ。。電気は奥深いし面白い。。５０年前、高校電気科でしたが、もっとしっかりと勉強しておけばよかったと後悔・・
小難しい事をミリしらで眺めるのちょっと好き
プロの対義語がザコ… 😅実際に作って比較しているので説得力があるし、いつもながら説明も解りやすくて、巷の解説書を読むよりずっと役に立つ気がします (解説書も大事ですけど)。プロ設計に近づきたいです 😊
回路図はデジタル回路においても、インピーダンス管理等は最重要事項内部生成電源は信頼性は疑問です。アートワーク設計は、経験値が重要です。 最近の機能性あるＦＰＧＡなんかは温度特性やバラツキが大きい。基板実装後の繰り返し温度試験、エージングはたいへん重要です。
昔、AD-コンバータのバタつきがどうしても±3位でて抑えられなかったことを思い出しました。当時アナログのパターンは高周波ノイズを出さないように角を丸くしろと言われましたが、PCB設計が手貼りからCADになってせいぜい斜め45度の角になってしまいましたが、今はどうなっているのだろう。
CADに寄りますがパターンコーナー部のR処理は可能です。
17:00 から 23:00 までの実験で使用した回路は0:25の回路を使用しています。
プロ設計は 0:25 の左の回路を、適当設計は 0:25 の右の回路を使っています。
回路図ですと1:48 の回路です。
0:17 などで流れている映像ではプロ設計は動作確認の為だけに使った部品点数が適当設計より多いものが流れています。(が、実際の実験で使った回路は0:25の回路です)
JLCPCBで例として今日の基板を5枚、最低料金で１から（図面設計から、完全初心者でも作れるように）解説して欲しい。
お疲れ様です！
いつも見てます。
一つ質問ですが電子部品を正規品で買いたい時にはどこで買いますか？
公式サイトに行っても売ってないのです。
電子部品の公式サイトでそのまま買えれば良いのですがなかなかありませんよね。
例えばコンデンサとか。正規品はどこで売っているのでしょうか。
応援してます！！
@@PICMXさん。
これは無理難題です。
アナログのパターン設計がきちんと出来るレベルのエンジニアって１０年以上のベテランです。
解説を聴いただけでは習得は出来ません。
畳の上の水泳に擬えられますが実践あるのみです。
理論ではこうだけれど実際にやってみたらちょっと違うみたいな経験値が積み重なって初めてプロになれます。
気長にいきましょう。
難しいのはわかるけど、だから解説しないというのは違う気がするかな
@@murakamitrilogy9574さん。
コメントバックありがとうございます。
どんな世界でも一線で活躍されている方にはそれだけの経験値があります。
原理原則としての解説はある程度は勿論出来ますが
『完全初心者でも作れるように』と言う要望には無理があります。
強いて言うなら今回の細線の基板でも
内層にＶｃｃとＧＮＤのベタを入れ適切なＶＩＡも追加して４層基板にすれば
今回プロ設計として紹介されているものとほぼ同等の性能が期待出来ます。
他の方もコメントされていますが実際使われる場面では
他の回路の中にレイアウトされますので更に複雑になります。
或いは別の方が指摘されている様に
理論が分かっても全部品を理想通りには配置出来ないので
優先すべきはどちらみたいなものも周辺回路がある場合にはケースバイケースになります。
ですので，ある程度の理論を知った上で実際にやってみて
経験値を上げていくことが面倒臭そうに見えて一番の近道でもあります。
と言う背景を踏まえて気長にとコメントさせて貰いました。
データシートの読み方をこんなに丁寧に解説してくれる動画初めて見た
何処までも親切なデータシートをどこまでも親切に解説していくイチケンニキ
ここまで丁寧な説明をして貰える新人が羨ましい。パスコンのESR/ESLとか先輩/上司は教えてくれなくて、現場で痛い目に遭った猫でした(英文科卒なんで独学、学校では一切習っていませんでした)
昔のPC98のNEC製86音源ボードが、デジタル部分は髪の毛のように細いパターンで、アナログ部分はガッツリ太く、電源とGNDはベッタリと広く取ってあるのに感心した記憶があります。同時期の別メーカーは全部同じように細いパターンばかりでした。
電源部分の配線は太くするのが鉄則
昔のパソコンは滅多に故障しなかった記憶がある。
PC98は、今でも生産現場の制御やCADで使われてますもんね
どの時期の98か知らないけど、富士通もシャープもアナログ電源廻りは太かったsk、今の電源も電源ユニット内部は太いけど。
昔は日本もPC作ってたんやな
今日本でPC作ってる企業ほとんどないのに
大学の授業で製図を行っているのですが、授業の内容が出てきてとても良い時間となりました！！
こういう講義、大変ありがたいです。
電源ってアナログの塊なのでセオリー通りに設計しないとすぐ変な動作したり性能下がるんですよね
どの基板にも載ってて「動いて当たり前」みたいに思われている回路でもあるので、実務で担当した電源がきちんと動いているとホッとします
同じ論理回路でも配置や間隔が違うと電磁誘導でちょっと動作速度が変わることもあるので、アナログは単純そうに見えて深いですよね。
実際に設計していた頃を思い出しました
ありがとうございます
この動画はとても参考になりますね。回路設計を始めた学生さんに見せてあげたいです。 基本GNDパターンはベタ、プラス側は太線ということで作っておけば大体は問題ないかと。パターン幅1mmで１Aと覚えておくと良いかな。できればの話ですがICの放熱は両サイドに逃がすのではなくて、ビアを複数個置いて、裏面のベタパターンに逃がす方が良いでしょう。実際の基盤では表面側には放熱スペースがほとんどありませんし、他の部品もありますので・・・ このチップ良いねえ。至れり尽くせり。
シルクパターンの「適当設計(ヤバイ)」が、凄く斬新に見える。
適当設計（ヤバイ)とわかってるのがプロ感❤
素人はヤバいとも思ってない
シルク印刷した人、絶対笑ってると思う
極度乾燥(しなさい)感もありますね
ウキウキで買った新製品分解して出てきたのにこれ書いてたら笑う
会社だと過去のパターン設計を流用することもあるから、実験的な試作で変なパターン設計になってる基板はそれが分かるようにシルクに書いてあると助かります
設計が悪いと、ちょっとした振動で0.01V程度、平気で動くんですね！？しっかりしてると0.001B以下しか動かない。単にダメ、いいというのではなく、こうやって実例を比較しながら見れるのはとてもいいです！
基板作りのノウハウは「見えない素子（浮遊成分）を考慮して配線するか」が肝です。
今は評価用パターンとか提供されているのでそれから学ぶのが早いですね。
ICを使うならデータシートに従うのは基本です。
ヤバイ基板は極限までヤバく作ったんですね。
電源回路だと、回路パターンの面積も重要になりますね。
高周波回路だと、GNDと隣り合うようにしてノイズ低減させる設計も必要になります。
デジタル回路ばかりやっていると右側のようなパターン設計になりそうですよね。
イチケンさん、今の時代に紙と蛍光ペンというアナログさが分かりやすくていいよね
内容はとても面白く勉強になりました
が、タイトルが刺激的すぎですね🙀
サムネやXでのポストを拝見した時「プロだとデータシートには無いコンデンサ等を追加するのかあ」と短絡的に判断してしまいましたが、配線幅や長さ、配線方法が大事なんですね。
とても勉強になりました。
ある程度回路設計をやった人だったら当然の内容だけどダメな設計でどうなるか？っていうのは見たことなかったからとても参考になりました。
もっと差が出ると思ったけどそれなりに動いちゃうのですね
ダメな設計でどうなるか？は新たな知見になりました。ダメな理由は文献で知ってるけど、その影響はあまり知らなかったです。
DCDCコンバータ回路は、実験されていたように同じ回路、同じ部品でも基板の作り方で性能差が出て面白いです（実務中は冷や汗ですが）
とても詳しく説明されていて、これから設計する方は失敗が少なくなりそうですね！
プロ基板の裏面にはおそらくGNDのベタパターンがあって表のGNDパターンと多数のスルーホールで接続されているのだと思いますが、その点について明示的に言及されればもっと良かったと思います。
紙とペンの使い方がうますぎる
全然職種は違うけど、
こう言う回路設計ってすげえ楽しそうw
見てるとゾクゾクしてくる
比較動画をありがとうございます！結果は歴然としていますね。
デリケートな回路はユニバーサル基板よりもプリント基板の方が性能が出せるのかなと思いました。
私はプリント基板の設計をしていた会社にいたことがあるのでとっても興味深く見ました。確かにわずか1ミリの違いでノイズに大きい差が出たりするので懐かしく思いました。
いつも適当設計だけど知り合いから電源用のコンデンサだけはとにかくICに寄せとけって言われてたけど
そういう事だったのか
ループ・・・・覚えておきます
今遊んでる回路はネジ穴の場所に失敗してコンデンサの位置をずらしちゃったけど、ヤバい
ハード設計40年くらいしてますが、application manualにreference ptternが提示されてる事が多いので…その辺りも教えるといいよ
ブレッドボードでは不安定だけど基板にすると問題無いって事はちょいちょいありましたが、ちゃんと基板にしてもここまで違いが出るんですね。勉強になりました！
ここで話されたような専門的なことはわからないけど
オーディオの設計やってた人に、同じ部品でも綺麗な基盤は性能が高い、
基盤設計は一種の芸術みたいなものだって話を聞いたことがあるので
それ以来、PCのマザーボードでもなるべく綺麗に見える基盤のやつを買うようにしてる。
入力コンデンサが遠くて電源が立ち上がらなかったことがあったなぁ。初めて設計した基板だったけど。3mmでもうダメなんだって。
コンデンサって平滑だけじゃなくノイズのパスコンも兼ねてる事あるから自己発振してたんじゃないかな？
こんな指南書の本が欲しいな。
データシートの読み方も分かりやすかったです。
小学校5年のとき、簡単な電源回路の図面を作り、無線屋さんに部品を買いに行きました。
いつも店にたむろってるおっさんが「おう、坊主ちょっと見せてみろ。」と言い、その場で回路図を修正。
ラグ板で組むと言うと別のおっさんが、「明日もう一個おいで」と言うのて翌日行くと回路図通りのプリント基板をプレゼントしてもらいました。
いい時代だったなあ。
ちゃんと電源を設計出来る人ってすごいなーって常々思います。
雑魚DIYならググれば出てきますが、プロ設計は理論や理屈に基づいるのですね。
って、雑魚が勝手に思ってみたり。。。
プリント基板でクソザコ回路を見せられたら『流石に俺でもこんなクソな基板は作らねーよ』ってなるかもしれませんが『俺は職人なのでユニバーサル基板で行くぜ』って人の作った基板は「部品を近づけられない」「配線幅を変えられない」「ベタ面を作れない」などの理由でクソザコ基板になっていることが多いです。
両面ユニバーサル基板で無理矢理ベタ作ったりぶっとい線使ったり無理矢理シールド線で繋いだり強引に作る傾向?
ユニバーサル基板でも銅箔テープ貼ればベタGNDは作れるのでそこはOKですね。
表面実装部品使うなら無理にユニバは使いません。何事もバランス。
3次元立体配線までこなす猛者なら（クソザコに近いですが）何でもあり。
私は部品の選定とか、社内の標準品とにらめっこしながら決めてます。なのでコストを抑えて、部品の性能をきちんと範囲内に抑え込むのは中々めんどいです。部品の配置も性能に響くし、そんなこと考えながらいつも設計してます。
動作中に基板を触ったとき適当設計の出力電圧が安定しないのはグランドシフトが起こっているからだと思います。部品レイアウトや配線パターンによる違いを比較する前提であればグランドの条件が違うのはよろしくないと思います。データシートの見方の説明は分かりやすかったです。
GNDパターンの作り方も「適当設計」か「ちゃんとした設計」かの違いの範疇、という話なのではないかとも。
ここまで丁寧に実例も交えて説明してくれる動画は貴重！
大変ありがたいです
電気を学ぶ学生なのですが、基板を作る実習や今後就職するにおいても役立つ知識だと思うのでとても参考になりました。
素人質問なのですが，12:58基盤の部品配置に関する知識が体系的にまとまっている本などはありますか？
電源であれば手っ取り早くロームのサイトの資料を見ては如何でしょうか？
@@そぼろ味噌 ありがとうございます．ロームのサイトを見てみましたが，配置設計についてのサイトは少なかったです．おっしゃられているのは電源ICのデータシートを読むと良いということでしょうか
ロームサイト内のtech webに基板の設計に関する資料がありますよ。
ディスクリートで組んだスイッチング電源に関するものではロームが一番分かり易いかなと思います。あとは同じくロームが定期的に行っているDCDC電源設計のオンラインセミナーであれば質問も可能です。
良くないことをしてるときに「失敗する」より「とりあえず動く」方が怖いなぁ。
一瞬クソデカ基板に書き込みながら説明してるのかと思ったけどよく見たら印刷だった
プロの設計は最短経路で電流を流すように作られてますね！
ループインピーダンスを小さくしたいです
適当設計で導線を出来るだけ太くしたバージョンも見てみたい
@uncochanさん。
ダメな例の基板でも４層にして電源とＧＮＤのベタを挟めば，ほぼ同等の性能になります。
過去のイチケンさんの設計でこの様にして逃げた例もありましたよ。
RSETの選び方ですが、ブロック図を見るとRegister To Digital Converterで抵抗値を一旦デジタル値に変換しているようなので、出力電圧は抵抗の温度係数には依存しないのではないかと思います。精度については3'23"に写っているマニュアルにE96系列を使えとの記載があるので1%のものを使わないといけないようですね。
起動時に1度だけ抵抗値を読み取るので､周辺温度が主に影響するのでしょうね｡
温まった状態で停止→ 起動となるとコールドスタートの状態から10~20℃程度温度上昇するので､用途によっては考慮は必要かと思います｡
日曜電子工作者で、独学なんでデータシートの読み方とか助かる～
配線の設計思想について考えたこともなかったのですごく勉強になりました。
21:23 のリンギングが2種類見えているのは、ハイサイドFETとローサイドFET ONによるリンギングかと思いましたが、電源ICの出力が1.8MHzで、この2波形のリンギングの間が約10nsなのでDUTYが短すぎますね。単純にハイサイドFETのD-S間やその他の寄生Cと配線Lの共振が複数見えているのでしょうか。出力段のスナバと測定の工夫で改善するかもしれませんね。
足し算と掛け算のどちらを先に処理するかどうかなのみたい
部品の配置や向きで性能が変わるのは真空管の時代から変わらないのですね
両設計の効率の差は寄生インダクタンスの差によるところが大きいのではないかと思いました。
動画でも語られるように入力MLCCとICの間の距離や配線の間隔が作るループに大きく差があるので、寄生インダクタンスにも大きな差があるはずです。
この差はスイッチング損失に影響を与えます。動画ではノイズの出方にも大きく差が出ていますね。
もっと酷くなるとOFFスイッチ時に発生するサージ電圧が大きくなりすぎて過電圧で素子を壊します。
電子工作の素人からの質問です。
プロの方は上に載っている基盤を全部配線にしたということですか？それとも暗い部分が配線でしょうか？
CPUなので話が変わってくるかもしれないのですが、AMDなどの設計して製造をTSMCに投げてるメーカーを「設計だけ？」と思っていましたが、ここまで変わるなら設計めっっっっっっちゃ大事ですね、、、、
24:33 MLCCの違法建築ワロタ
ありがとうございます！
ありがとうございます!
あげ足取りになってしまうかもしれませんが、実験では部品の使用点数が違うので当然コストが
異なっているかと思います
電子回路はコストも大事ですので、
・同じ部品点数＝コストで回路の取り回しだけでどれだけ特性が異なるのか
・MLCCを1個ずつ増やして＝コストを掛けると安定度等でどの辺りがコスパの分岐点になりそうか
・適当設計(ヤバイ)にコストをかけると改善出来るのか
等の追加考察があってもよかったかな、と思いました
16:17位に電流の帰路の解説を頂いていますが、ベタアースを広げると入力の帰路と、出力の帰路が想定外で重なってしまう結果となるため、十分電流を流せるパターン幅を持たせつつ、ウナギの寝床の様なパターンが理想だと思うのですが如何でしょうか。ICの上方向のGNDパターンを大きくとることは放熱設計的には良いと思います。
いつも楽しく拝見しています。
プロ設計の基盤裏は動画では確認できませんでしたが、ビアの配置からしてベタGNDになっていると推察いたします。
このGNDの広くとるのも耐ノイズとして非常に有用ですね。
何となく動画開いたからもう一ミリも何言ってるのか分からない
推奨回路図のVOS端子が態々斜め線でCoの根元に結線されているところなんかも要注目です。
最近のスイッチング電源ICは、負荷低下時の効率低下等の防止用にパルススキップなどの動作モードの切り替えを動的に行うものが多いようです。 このような動作は、出力リップル増加、特に何かのセンサーなどのアナログ回路の電源に使用する場合、スイッチング電源とアナログ回路間にリニアレギュレータを挟んでもリップルが取りきれない場合があります。 特に、負荷変動が大きな場合や、それと等価な入力電圧範囲の広いアプリケーションなどで問題になる場合があります。 具体的には、設備用機器のDC入力動作範囲10〜30vなどのセンサー類で表示機器やデジタル出力対応のためにマイコンを搭載した機器などに事例があります。 このような場面では電源ICの振る舞いはデバイス毎に異なりますが、このような場合の対応、評価、デバイス選定や回路定数の決定方法などにも言及して頂くと面白いかと思います。
ハード設計者です。
とても勉強になります。
とにかくギュッと詰め込んでるのかと思ってましたけど
めちゃくちゃ意味込められてたのですね。。。
電子基盤やべぇ。
ほんの茶々ですが、村田、インダクタも作っていたんですね。電気的には逆の部品のイメージ満載でしたが。
昔、専門学校時代の先生に電源ラインは太くしないとIC誤動作するって注意されたの思い出した。
たぶんアンテナ成分とコイル成分とコンデンサ成分のバランス問題なので、その基盤で使用する周波数で設計のクセが変わってくるのかな
@@user-JEW-psychopath-DOUWA 動作周波数とのバランスはあると思う。周波数が高いとGNDの1点接続にすると逆にノイズが回り混んだり。電源ラインを太くすると、他の信号線と距離が取れなかったり、熱衝撃試験で伸縮変動幅の違いせいでハンダが割れたり。
プロ側のR1見たいな、片側のパッドがviaの近くかつもう一方を直角に引き出しているパターンは、熱衝撃試験でハンダ割れに出会ったからトラウマ
@@長沢昂昭 なるほど〜。
今は無料の回路シミュレータで発振まで再現できるから、
回路の目的 面積 使用素子 電磁条件 周波数条件 熱条件…
深層学習に数万通りの回路パターン読ませたら、平面回路ならほぼほぼエラーデバッグ済の設計図を提案してくれるようになりますね。
で、皆がそれを使うのでぜんぜん仕事が楽にならないという🐤
社内でパターン設計されている企業さんは少ないと思います。パターン設計をお願いして出来上がったものをいかにちゃんと検図するかがキモですね。適当設計程極端にひどい設計は見た事ありませんが、細かい点をいかに見て修正してもらうかが難しいです。あまり細かく言うと多分嫌われます。追加料金となりますなんて言われる事もあります。でも、めげずにちゃんと険図しましょう。きっといい回路出来ます。
大変勉強になります。ザコ設計の方は振動にも影響されやすくなる、というのが大変興味深いです。ありがとうございました。
VOSの配線をC4のランドの内側から戻すようにするともう少しノイズが減ると思います。いわゆるケルビンコネクト
こういうのとても助かります！素人が趣味でPCB発注してますが、何をどうすればいいのかと。
ネットで見た、太く短くリターン経路を考えて、くらいしか知らないもので。
ザコ側の人間やからプロの設計見るだけでマジでリスペクトしかない。
会社のじいちゃん電気技術者は銅箔を溶かす面積を狭くしたくて回路を太くとってたわ
エッチング溶液を長持ちさせたいって言ってた
要は溶かす部分を最小化するやり方ですね。
結構メーカー製の基板はそういうの多かったですよ。コストダウンの一環です。
なんだったかな、GNDはべったり広くだけどそれぞれのGNDの始まりからGNDの終端までの線幅が合流していくごとに広くなっていくのが良いとうろ覚えだが聞いた覚えがあるな…
素子のGNDが4つあったとして最初は1mm幅、2つ目が合流して2mm幅、3つ目と4つ目が合流して2+2mmで4mm幅になって終端部まで4mm幅で引くみたいな
動画には関係ないですが、かのスティーブジョブスは基盤配列の美しさにもこだわり、技術者にダメ出しし、技術者が「性能に変わり無いし中身なんか誰が見るんですか」と反発したら、「俺が見るんだよ」と言ったとかの話を思い出しました。
データシートのmuRataってちゃんとRが大文字になってるのがいい
電気のバトンを丁寧に大切に運べるプロ仕様😊
分かります。基板設計を外注化すると聞いたときに高性能を追求する時代も終焉を迎えたなあと思ったものです。音声アンプの設計が専門でしたが、ひずみ率を一桁下げるのは基板設計がすべてと思っています
ぜんぜん畑違いでさっぱり分からないけどなんか面白いｗ
てか、Tシャツまで回路（？）ですばらしい！
ここまで代わるのかー 勉強になります
イチケンプロデュースで安定化電源の組み立てキットとか発売しませんか？
売れると思うんだけどなあ
UHFぐらいの周波数になってくるとパターンの引き回しやグランドパターンの作り方によっては
発振したりマトモな性能が出ないでのが顕著に現れますね
昔の真空管ラジオでも配線の引き回しやラグ板に取り付ける部品のリード線の処理で発振する事もあるし
最近は素子の高性能化が幸いして、データシートにパターン設計のカンドコロを記載してくれていますね。
（逆に言えば、パターンがちゃんとしてないと性能が出ない）
今回のICもLayoutという章で事細かくイチケンさんの解説どおりのことが書いてありました。やっぱり「データシートをちゃんと読め」ですね。
あと、DCDCコンバータ以外のパターン設計のノウハウはトラ技はもちろん、RaspberryPi Pico(RP2040)の"Hardware Design"も参考になることがたくさん書いてありました。
ユニバーサル基板配線しかやったこと無いからなあ、どっかでKICAD教えてくれるとこないかなあ
イチケンさんのグラフの作り方教えてほしいなぁ。データのまとめ方とか聞きたい。
アートワーカーは電源の設計のできる人とできない人がいますね。余裕なくて評価ボードのアートワーク渡しておなじにしてくれとインプットして、アートワークのチェックサボったらフィードバックの引き回しがやばくてハンチングした思い出
これは新人電気設計者全員に見てほしい動画ですね😀
12:30 高誘電率系のMLCCの場合、サイズが小さいほどDCバイアス特性が悪くなることを考慮してもサイズが小さいキャパシタを選ぶ方が一般的なのでしょうか？
量産してから問題になるのですが、そんな特性知らないよって人のほうが多い印象です
実際にはDCバイアス特性と考慮して容量、耐圧、部品サイズを選定すべきです
20:30 ザコ設計の出力電圧が負荷電流上昇により、下がっていくのは、IC GND Pinと負荷GND間の細い配線による電圧ドロップかもしれませんね
これが何のための回路で、なんでこれが必要なのかもわからないけど、なんか賢くなった気分になれる
雑魚配線で負荷かけちゃうと、出力コンデンサが放電した後に、出力コンデンサへの充電で配線細すぎて電圧降下が起きちゃうとか
茶色のシールド有のインダクタですが、積層のコアれすインダクタの様に見えるのでが、(磁気)シールド有なのでしょうか
黒い方はコアありなので磁束が漏れているようにも感じました
ご教授下さいますようお願いいたします
流石です。
これだけのGNDベタを使えばノイズに強くなるし、出力も安定しますね。
これが、できるかできないかで落雷が起きた時に安定しますし、静電気破壊に対して強くなります。
動作中のICの温度が30℃違うので、設計一つで製品寿命もかなり変わりそうですね！
これは新人AW設計者に見てもらいたい
冷静に考えなくてもDC/DCコンバータの最適設計の動画が20万再生行くって凄すぎ
これがイチケンブランドか
電源回路のパターンは引くものでなくベタを削るものだと会社の先輩に教わりました
電圧負帰還部分の容量が大きいものをつけると位相がずれて発振を起こすのでしょうか？実際の基盤見ると部品が取り付けられていないパターンをみかけますが、補償用の部品が省略されているようなこともあるのでしょうか？
パソコン用の安定化電源でも高価なものがあるけど
こういうとこで差が出るんですねぇ。。
プリントパターンでやたらと広いパターン面積を
取ってる基盤がありますが、無駄じゃなくて、
電損と放熱の為でもあったんですねぇ。。
電気は奥深いし面白い。。
５０年前、高校電気科でしたが、もっとしっかりと勉強しておけばよかったと後悔・・
小難しい事をミリしらで眺めるのちょっと好き
プロの対義語がザコ… 😅
実際に作って比較しているので説得力があるし、いつもながら説明も解りやすくて、巷の解説書を読むよりずっと役に立つ気がします (解説書も大事ですけど)。プロ設計に近づきたいです 😊
回路図はデジタル回路においても、インピーダンス管理等は最重要事項
内部生成電源は信頼性は疑問です。
アートワーク設計は、経験値が重要です。
最近の機能性あるＦＰＧＡなんかは温度特性やバラツキが大きい。
基板実装後の繰り返し温度試験、エージングはたいへん重要です。
昔、AD-コンバータのバタつきがどうしても±3位でて抑えられなかったことを思い出しました。
当時アナログのパターンは高周波ノイズを出さないように角を丸くしろと言われましたが、PCB設計が手貼りからCADになってせいぜい斜め45度の角になってしまいましたが、今はどうなっているのだろう。
CADに寄りますがパターンコーナー部のR処理は可能です。