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。
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
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
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
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。
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
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
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！！
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。
こういう講義、大変ありがたいです。
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。
むしろ雑魚設計でもそこそこ動くことに感心したさすが世界のテーアイやで
帝愛？
まぁ線は繋がっているので、負荷をかけないなら動くことには動く。
だって動く動かないではなく安定化の更に保険かけての安定化だもん
友愛の前の奴
友情の(それぞれ)前? 難しい。サンプル＆ホールドの後ろですね。ダラスの巨人。
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🙀
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。
プロのAW業者に頼んで、雑魚設計された上に追加料金なんて請求されたら永久出禁です。
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
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
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～
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。
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
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。
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
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！
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
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。
ハード設計者です。とても勉強になります。
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。
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。。。
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。
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？
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。
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🐤
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
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
電気のバトンを丁寧に大切に運べるプロ仕様😊
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
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。
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。
24:33 MLCCの違法建築ワロタ
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
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。
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。
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。
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。
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
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。
ザコ回路笑えるｗマジで回路図そのまま起こしましたって感じｗあと複雑な多層基板で高周波とか扱う回路ならグランドパターンや電源と離したりなるべく平行に走らないようにしたりほんと気を使わないと行けない所多すぎる。
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
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
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？
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？
オマケ部分の魔改造基板、セラコン二階建て実装とか昔いた実装会社でよくやってたので懐かしくなりましたw
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。
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。
サムネ見た時点では、ザコは GND 層と電源層で層数使ってるからコスト高いとかかなと思っていたヤバイが全く思いつかないようなレイアウトでびっくりした、電源 GND のインピーダンス周波数特性どんだけヤバイか気になる
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！
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
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 😊
電子回路は、インダクタンスとキャパシティが重要なのは古今変わらないのですね。
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。
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。
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
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・・
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。
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。
自作ミニ四駆の回路とか色々使われて紹介されていますね
適当設定基盤の線が焼き切れるとか燃えるのを期待してしまった笑
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
ザコ基板パターンの方も、悪い結果が出るように考えて作られたプロの設計ですね。実は適当ではなく、完全にわざとです。
電源ベース部分を大きくしてインピーダンスを低くするのは、誰でも知ってるし、高級な基盤パターン用ＣＡＤなら、ある程度回路要求特性を定めれば、自動設計してくれる。パターンで問題になるのは基板の実製造における反りの発生が大きい問題となる。試作段階と量産段階では、電気特性もさることながら、自挿機が受け入れられる反り精度などの問題もある。
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。
ありがとうございます。良くわかります。
電力効率や負荷変動ですが、ICの動作温度も関係しているように思えました。半導体の動作原理的に、温度が低い方が特性はいいはずなので
出力電圧の変動やリップル・スパイクノイズなどの波形確認の際も注意が必要なんですよねー。出力コンデンサの両端で見るのと基板の出力端子で見るのとで結構変わりますしね。昔、電源ICの設計をやっていたことがあるのですが、仕様書に載せる波形をとる時にプローブのグランド線もコイル状の短いものに変えたりしてましたｗ
分かりやすいです！
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｡
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。
回路図を書く人と基板パターン設計する人の理解度に差があると「こんなはずじゃ！」ってことになりますね。
令和最新版設計ってやつか
ザコは裏面も見せてくさだっているのですが、プロの方は無いのが残念です。スルーホールがあるので両面基板だと思いますが、自分だったら裏はベタGND、放熱パッドにはスルーホールを付けて裏面のベタにも熱が伝わるようにします。更にCISPR等のEMI規格が必要な場合、DEMITASNXによるノイズシミュレーションを行い、セラミックコンデンサの追加等を行います。
「残念ながら」と言うタイトルにするよりも「プロが造るとこんなに素晴らしい」というタイトルの方が良いと残念ながら思いました
あ・・・もう17秒の時点でパターン見ただけでもどっちがプロか分かる。どっちも片面基板同然だろうけどアース回路見ただけでノイズの違いから分かるし、プロの設計から電源回路なんだろうと思うけど。適当設計の場合線が細すぎ。特にアース回路が細すぎるから、線のインピーダンスが問題になって出力がふらつくはず。
プロの回路と素人の回路の違いは、等価回路であるけれど、動作させることで差がわかるのですね。
イチケンさんも"youtuber"になってきましたね
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？
素晴らしい動画です。とても勉強になりました。
設計によって振動加えるだけでここまで差が開くものなんですね。。。
「プロ」と「ビギナー」って比較が一般的だけども、「ザコ」が辛辣すぎて笑うｗ電子工作に限らず、データを参照する事や検証する事が如何に大事かを知らしめる良い動画。
自分だったら「プロ」と「素人」っていう言い方するけどな😁
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！
視聴者へ、 2:45 こら、ここでブラウザバックすな
ザコっていうか素人になるだろうけど、CAD使わないアマチュアもラグ基板とか市販で済ませたりするけど結構工夫して安定動作する様にしてますよね。
プロ設計の方はなんでビア開けてるんだろう
今回の例ですと、裏表のグランドの電気的/熱的により強く結び付けるためですかね。ビアを多く打てば打つほど裏表のGNDが強く結合します(直流的にも交流的にも）。その結果、ノイズが減ったり電圧が安定したりします。熱的には部品で発生した熱がハンダを通じて表の銅箔に流れたあと、ビアを通り裏側に通りやすくなります（今回のICは裏面の放熱用パッドがGND）。ただ、ビアは電気を通すといっても表面の銅箔には劣るようですので、大きな電流や高速な通信がビアを行き来するのはよろしくないようです。また、あまりビア開けすぎると表面のベタGNDが穴だらけになり電流の流れが阻害されますので注意ですね。
なるほどぉ
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
参考になります
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。
24:32 吹き出したじゃねーか
本来は回路設計者がループの存在を理解して回路図上にdesign Note も書くべきですよね。その配線に流れる電流や周波数は回路図設計者が最も良く理解してますからね。雑魚扱いされた基板設計者が少し気の毒。
効率の違いは温度の影響もあるのでは。
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。
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
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
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
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。
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
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
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！！
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。
こういう講義、大変ありがたいです。
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。
むしろ雑魚設計でもそこそこ動くことに感心した
さすが世界のテーアイやで
帝愛？
まぁ線は繋がっているので、負荷をかけないなら動くことには動く。
だって動く動かないではなく安定化の更に保険かけての安定化だもん
友愛の前の奴
友情の(それぞれ)前? 難しい。サンプル＆ホールドの後ろですね。
ダラスの巨人。
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🙀
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。
プロのAW業者に頼んで、雑魚設計された上に追加料金なんて請求されたら永久出禁です。
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
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
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～
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。
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
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。
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
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！
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
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。
ハード設計者です。
とても勉強になります。
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。
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。。。
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。
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？
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。
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🐤
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
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
電気のバトンを丁寧に大切に運べるプロ仕様😊
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
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。
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。
24:33 MLCCの違法建築ワロタ
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
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。
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。
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。
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。
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
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。
ザコ回路笑えるｗ
マジで回路図そのまま起こしましたって感じｗ
あと複雑な多層基板で高周波とか扱う回路ならグランドパターンや電源と離したりなるべく平行に走らないようにしたりほんと気を使わないと行けない所多すぎる。
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
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
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？
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？
オマケ部分の魔改造基板、セラコン二階建て実装とか昔いた実装会社でよくやってたので懐かしくなりましたw
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。
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。
サムネ見た時点では、ザコは GND 層と電源層で層数使ってるからコスト高いとかかなと思っていた
ヤバイが全く思いつかないようなレイアウトでびっくりした、電源 GND のインピーダンス周波数特性どんだけヤバイか気になる
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！
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
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 😊
電子回路は、インダクタンスとキャパシティが重要なのは古今変わらないのですね。
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。
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。
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
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・・
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。
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。
自作ミニ四駆の回路とか色々使われて紹介されていますね
適当設定基盤の線が焼き切れるとか燃えるのを期待してしまった笑
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
ザコ基板パターンの方も、悪い結果が出るように考えて作られたプロの設計ですね。
実は適当ではなく、完全にわざとです。
電源ベース部分を大きくしてインピーダンスを低くするのは、誰でも知ってるし、高級な基盤パターン用ＣＡＤなら、
ある程度回路要求特性を定めれば、自動設計してくれる。パターンで問題になるのは基板の実製造における反りの発生が大きい問題となる。試作段階と量産段階では、電気特性もさることながら、自挿機が受け入れられる反り精度などの問題もある。
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。
ありがとうございます。良くわかります。
電力効率や負荷変動ですが、ICの動作温度も関係しているように思えました。半導体の動作原理的に、温度が低い方が特性はいいはずなので
出力電圧の変動やリップル・スパイクノイズなどの波形確認の際も注意が必要なんですよねー。出力コンデンサの両端で見るのと基板の出力端子で見るのとで結構変わりますしね。昔、電源ICの設計をやっていたことがあるのですが、仕様書に載せる波形をとる時にプローブのグランド線もコイル状の短いものに変えたりしてましたｗ
分かりやすいです！
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｡
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。
回路図を書く人と基板パターン設計する人の理解度に差があると「こんなはずじゃ！」ってことになりますね。
令和最新版設計ってやつか
ザコは裏面も見せてくさだっているのですが、プロの方は無いのが残念です。スルーホールがあるので両面基板だと思いますが、自分だったら裏はベタGND、放熱パッドにはスルーホールを付けて裏面のベタにも熱が伝わるようにします。更にCISPR等のEMI規格が必要な場合、DEMITASNXによるノイズシミュレーションを行い、セラミックコンデンサの追加等を行います。
「残念ながら」と言うタイトルにするよりも「プロが造るとこんなに素晴らしい」というタイトルの方が良いと残念ながら思いました
あ・・・もう17秒の時点でパターン見ただけでもどっちがプロか分かる。どっちも片面基板同然だろうけどアース回路見ただけでノイズの違いから分かるし、プロの設計から電源回路なんだろうと思うけど。適当設計の場合線が細すぎ。特にアース回路が細すぎるから、線のインピーダンスが問題になって出力がふらつくはず。
プロの回路と素人の回路の違いは、等価回路であるけれど、動作させることで差がわかるのですね。
イチケンさんも"youtuber"になってきましたね
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？
素晴らしい動画です。とても勉強になりました。
設計によって振動加えるだけでここまで差が開くものなんですね。。。
「プロ」と「ビギナー」って比較が一般的だけども、「ザコ」が辛辣すぎて笑うｗ
電子工作に限らず、データを参照する事や検証する事が如何に大事かを知らしめる良い動画。
自分だったら「プロ」と「素人」っていう言い方するけどな😁
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！
視聴者へ、 2:45 こら、ここでブラウザバックすな
ザコっていうか素人になるだろうけど、
CAD使わないアマチュアもラグ基板とか市販で済ませたりするけど結構工夫して安定動作する様にしてますよね。
プロ設計の方はなんでビア開けてるんだろう
今回の例ですと、裏表のグランドの電気的/熱的により強く結び付けるためですかね。ビアを多く打てば打つほど裏表のGNDが強く結合します(直流的にも交流的にも）。その結果、ノイズが減ったり電圧が安定したりします。熱的には部品で発生した熱がハンダを通じて表の銅箔に流れたあと、ビアを通り裏側に通りやすくなります（今回のICは裏面の放熱用パッドがGND）。
ただ、ビアは電気を通すといっても表面の銅箔には劣るようですので、大きな電流や高速な通信がビアを行き来するのはよろしくないようです。
また、あまりビア開けすぎると表面のベタGNDが穴だらけになり電流の流れが阻害されますので注意ですね。
なるほどぉ
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
参考になります
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。
24:32 吹き出したじゃねーか
本来は回路設計者がループの存在を理解して回路図上にdesign Note も書くべきですよね。その配線に流れる電流や周波数は回路図設計者が最も良く理解してますからね。雑魚扱いされた基板設計者が少し気の毒。
効率の違いは温度の影響もあるのでは。