回路設計する際に、「今回はこのCPUで行くからね」「このICで作って」と言われればある意味楽です。

意外と厄介なのが、縛りがほとんどない場合です。

例えば、電源です。

「DC15Vから5V,250mA以上作って」

と言われれば、レギュレータでもDCDCコンバータでも山のように該当品が見つかります。

「DC５Vラインに使う静電気対策の保護部品を選んで」

と言われれば、これも山のようにあります。

まず要求スペックがあってそれに該当する部品を選びます。

しかし、それに該当するものが３つ程度なら話は簡単ですが、数百個と出てきてしまうと……なんというか頭を抱えます。

設計者としては「最も適切だと判断した部品」を選ばないといけません。

「いいやこれで」とはなかなかいきません。

ということで、自分なりの基準をちょっと紹介したいと思います。

１，メーカー

聞いたこともなくて取引のないメーカー、中国メーカーなどはサポートが非常に心配です。

電子部品はトラブルがつきものですので、サポート・保証が信頼できない部品は出来る限り避けます。

「そのメーカーにしかない」などのやむを得ない理由がない限り、怪しいメーカーは選考外です。

２，部品サイズ

設計を開始する頃には「サイズに余裕がある基板」か「サイズに余裕がない基板」かが検討が付いています。サイズに余裕が無いときは、大きなパッケージの部品は選考外にします。

３，DIP品

DIP品とSMD品がある場合、DIP品は裏面に部品が搭載できず実装も面倒なことから、DIP品は除きます。

※強度が必要なコネクタのみDIP品を選定することもある

４，価格

ここまできたら価格です。

しかし、該当部品が多いと一つ一つ商社に見積もりを出しているとキリがありません。

DigikeyやChip1STOPでリールで買ったときの価格で相場を調べて判断します。

コスパが上位の部品のみ、正式に商社に見積もりをさせます。

５，納期

商社に実際に見積もりを出してみて、納期が異様に長い部品は避けるようにします。

こんなところでしょうか。

なにかのときの参考にどうぞ！

以上、小田切でした。

無線通信で使うような、400MHzや900MHz、2.4GHzなどの高周波になるとちょっとしたことが大きく影響するようになってきます。

例えば、数十kHzのUART波形を測定する際に、太い線で引き出そうがエナメル線で引き出そうが、波形はほとんどかわりません。

というか、違いがわかりません。

ところが、高周波になってくるとそういったことが大きく影響してきます。

実は最近そういうことがありました。

900MHzを使う無線機器で、電波の出力レベルの確認のため基板から配線を引き出しました。

測定器側は同軸で入力するので、同軸ケーブルを使用します。

ですが、同軸ケーブルは硬いので基板の細かなパターンに直接はんだ付けすると、ケーブルのしなりでパターンが剥がれてしまいそうになります。

ということで、まず、基板上のパターンから3-4ｃｍほどエナメル線で引き出し、そこから同軸ケーブルにつなげました。

しかし、この後数値が違うという問題になり・・・

結局のところ、そのエナメル線が問題だとわかりました。

同軸ケーブルの中に3-4cmのエナメル線部分があるだけで、なんと出力が３分の１以下になっていました。

「高周波を通すときは同軸ケーブルを使用して、高周波の出力部分から測定器まで特性インピーダンス50Ωで通す」

のが基本ですから、もちろんエナメル線は問題です。

私は基本的にはよくないと分かっていながらも、基板を壊すわけには行かなかったので「そこまで影響ないだろう」と甘く見ていました。

ところが想像以上に大きく変化していました。

ということで、みなさんも高周波を扱うときは気をつけましょう。

ケーブルを接続する際にも50Ωの線路から直接同軸ケーブルに繋がるように、上手くはんだ付けしましょう。

以上、小田切でした。

今はUSBやSDカードなど、電源を入れたまま抜き差しできるデジタルなものがたくさんあります。

だからなんとなく、どんなものでも電源を入れたままケーブルを抜き差しする人が居ます。

設計者として言わせてもらうと、絶対に止めてくれ！！！

電源を入れたまま抜き差しすることを「活線挿抜（かっせんそうばつ）」といいます。

ケーブルの抜き差しの際にはケーブルのインダクタ成分による起電力が発生します。

要は抜き差しの瞬間に変な高電圧が発生するんです。

そして、端子が繋がる順番が超大事です。

GNDからつながればなんということはありませんが、電源と信号線だけが繋がるとこれは大変！

普通は、電源→GNDとながれる電流が、電源→信号線と流れるので、信号線に大電流が流れてICが破損することもあります。

ということで、活線挿抜に対応するには

１，GNDが最初に接続されるコネクタであること

（SDやUSBはそういう設計になっています。普通のコネクタはそうではない）

２，高電圧（サージ）対策部品がついていること

の二つが必須です。

基本的にはコネクタは電源OFFのときにしか抜き差ししては駄目。

そして、活線挿抜対応するにはコネクタから見直しが必要ということです。

以上、小田切でした。

オシロスコープにはだいたい1kHzの出力がでている端子があります。

それをプローブで触ってみましょう。

そうすると、綺麗な1kHzの方形波が表示されます！

以上！！

・・・で終わればいいんですが、案外綺麗な方形波が出ない例が多いんです。

方形波なので平らに表示されるべきところが、斜めになっているんです。

これは出力している波形がおかしいんじゃありません。

波形を観測しているプローブに問題があるんです。

「え？　このプローブ壊れてるの？　買ったばかりだけど？　っていうか、使えてるよ」

壊れては居ませんが、調整ができてないんです。

「え、調整？」

そう、調整です。

けっこう無頓着な人も居ますし、そもそもそれを知らない人が居ます。

オシロスコープというのは高周波を扱うので、プローブ内部のコンデンサ容量とオシロスコープ内のコンデンサ容量の影響で波形が歪むのです。

そして、オシロスコープの機種や個体差によってコンデンサ容量が変わるので、プローブの容量もそれにあわせて調整しないと正しい波形になりません。

それを調整するにはどうするか。

プローブの何処かにトリマーコンデンサという、ドライバで回せる小さな部品があります。

１，プローブの持ち手に小さな穴があって、その奥にトリマーコンデンサがある場合

２，オシロスコープにつなげるコネクタ部の側面にトリマーコンデンサがある場合

の両方があります。

１，1kHz出力端子をプローブで触る

２，波形がおかしければ、トリマーコンデンサを回す

３，もう一度1kHz出力端子に触る

を繰り返していい感じに調整します。

これはプローブとオシロスコープの組み合わせで決まるので、一度調整しても別のオシロスコープに繋いだら崩れてしまいます。

なので、プローブを複数のオシロスコープで使いまわすのは止めたほうがいいです。

毎回トリマーの調整が必要ですし、トリマーはそもそも頻繁に回す想定でないので、何度もやっているとトリマーはすぐ壊れます。

だからといってトリマーを調整しないとただしい波形が取れません。

それじゃ意味がありません。

ということで、

・プローブをオシロスコープにつなげる際にはトリマーを調整する

・複数のオシロスコープでプローブを使いまわさない

ということに注意しましょう！

以上、小田切でした。

ロジックICやCPUで「入力は５Vトレラントです」という記述にぶつかることが有ります。

これはなんでしょうか。

例えば、3.3Vで動いているロジックICの入力電圧は普通最大3.3Vです。

1.8Vで動いていれば入力電圧は1.8Vまでです。

（正確には絶対最大定格で電源電圧+0.3Vぐらいは許容されていますが）

このように、普通のICの入力電圧は電源電圧と同等です。

もし電源電圧以上の電圧を入力端子に入力すると、電流が電源に戻っていってしまいます。

つまり、3.3V電源のICの入力端子に5Vを入れると、3.3V電源に電流が流れて3.3V→約5Vまで上がってしまうわけです。

そもそも部品が壊れます。

ということで、3.3Vで動いているIC・CPUに5Vやそれ以上の電圧の信号を入れる場合、電圧レベルを変換する回路（レベルシフトICやトランジスタで組むなど）が必要になります。

でも、やっぱり面倒なんです。

ということで「5Vトレラント」というのは、「電源電圧に関わらず入力端子に5Vまで入れてOK」という設計だということです。

これは嬉しいです。

例えば、3.3Vや1.8Vといった低電圧で動いていても5Vを入れられるので、回路が非常にシンプルになります。

こんな便利な5Vトレラントですが、結構レアです。

もし使おうとしている部品が５Vトレラントだったらラッキーと思ってください。

以上、小田切でした。