ブログ

抵抗が温度だけで発する雑音からkBを測る計測基板を、AIワークフローで設計してJLCPCBに発注するまでの記録。専門家の検図が拾った「kBが1.53倍に出る」バグ、16本のコイル線と檻の攻防、DRC 582→0、そして発注した翌日に発覚した「実在しないフットプリント」の顛末と、その回収計画まで。うまくいった話より、転んだ話を厚めに書く。

「なんか基板作るかぁ」から発注用ガーバー一式まで約12時間。速さの種明かしは、賢いAIではなく「憲法・ゲート・検図ループ」という段取りの缶詰だった。チュア回路のカオス基板を題材に、使った道具、人間の赤ペンが直した7つのこと、AIが自力で見つけた改善、踏んだ地雷、費用の実データ、次からどうするかまで、できるだけ正直に長く書く。

PIDの式は3行で書ける。難しいのはその周りだ。ステッピングモータの『音程』を制御量に、Webカメラのマイクをセンサにして、プラント同定→P制御の限界→臨界ゲイン→Ziegler-Nichols→外乱棄却まで、教科書の一章ぶんを一晩の実機でたどった記録。最初の計画が失敗した話から、Dを使わなかった理由まで、初学者向けに正直に。

6軸モータ制御基板がJLCから届くまでの数週間、予習にTMC2209ブレークアウトを1軸だけ買って触った。UART一本でステッピングを回し、内蔵クロックを音叉で測り、StallGuardの共振帯を見つけ、2台の独立クロックのズレを聴き、最後は2台で演奏までした。データシートの数字が実機でどう見えるか、うまくいったことと『効かせられなかった』ことを、グラフ付きで正直に置いておく。

6軸モータ制御＋8chバルブの基板3枚を、AIエージェントが回路図から配線・製造データまで作り、JLCPCBの発注直前まで運んだ記録。うまく回った統治原則と、サブエージェント編成の実際、そして発注直前の総点検が拾った2つのミスについて。

主電源を切ったはずのICがほんのり動き、そして熱くなる。信号線から保護ダイオード経由で電気が染み込む「バックパワーリング」を図解する。

低速は静か、高速も滑らか、なのに中速だけガタガタ鳴る。ステッパの共振帯の正体を、バネと振り子の言葉で整理する。

Pico W の I/O シールドを、AIアシスタントと一緒に設計した一連の作業を、実際の成果物をレビューしながら振り返る。効いたのはAIの賢さそのものより、仕事をファイル・表・スクリプト・DRC・レビュー図に落として再現できる形にしたこと、そしてAIを止める場所を先に決めたこと。あわせて、同じことを自分で再現するための設定と、いまのAIツールに何が頼めるのかも書く。

RGB空間のユークリッド距離は、人間の感じる色の差と一致しない。知覚的に均等な色空間という考え方と、減色処理で何が変わるかを整理する。

ガウスぼかしはエッジも一緒に溶かしてしまう。「空間の近さ」と「明るさの近さ」の二重の重みを使うと、輪郭を残したまま面だけを滑らかにできる。

DCTはフーリエのいとこ、JPEGの圧縮はローパスフィルタ、ぼかしは畳み込み＝回路の応答、モアレはエイリアシング。画像を「絵」でなく「2次元の信号」と見た瞬間、信号や回路の道具箱が、そっくりそのまま使えるようになる。

マクスウェルは空間を歯車で埋めた。明らかに間違っていたその模型から、彼は変位電流を見つけ、光が電磁波だと言い当てた。間違っているのに実り多い絵、について少し。

AIに聞いて、その場で分かった気になって、履歴の奥に沈む。便利だけど、後に何も残らない。投入したトークンに対して、再利用できる成果物がどれだけ残ったか ── そこを見る、という考え方について。賛成するところと、少し違うと思うところを、正直に。

FFTは万能だけど、特定の1周波数だけ欲しいときは非効率になる。Goertzelはそこを突いた2次IIRフィルターの話。ロックインとの関係や、FFTより古い歴史も。

XL-MIMOと6Gの文脈で話題になっている近距離場ビームフォーカシング。遠距離場の平面波仮定が崩れたとき、何が変わるのかを整理する。

2025年、Boaz Klartag が高次元球充填の密度下限を n log n から n² へ改善した。70年動かなかった壁を崩した手法は「確率的に変形する楕円体」── 結晶学と誤り訂正符号にまたがるこの問題の面白さを整理する。

「ノイズより 1000 倍小さい信号を測る」ロックイン増幅器の動作原理を、数式と直感の両側から整理する。乗算と積分だけでここまでできるのが少し面白い。

同じ結晶を90度回転させると反射率が劇的に変わる。van der Waals結晶MoOCl₂が示す「自然界最強クラスの複屈折」の話。

飛行機は自分の位置を電波で言いふらしている。テレビ用のUSBチューナーを流用した安価な受信機で、その声を拾える。見えない電波を「見る」仕組みと、空を天井に映すプロジェクトの話。

同じ半導体なのに、CPUとGPUは設計思想が正反対だ。その分かれ道は「メモリの遅さ」をどう扱うか。待ち時間を縮めるか、物量で隠すか。最後に、中身を読める開源GPUの話を少し。

出力が0か1しかない回路が、なぜ高分解能のオーディオを再現できるのか。誤差を貯めるタンクと「ノイズシェイピング」という発想を、一歩ずつ追う。

画面のどんな色も、結局は3つの数で決まる。なぜ3つなのか、なぜ色相は環になるのか。色を3次元の地図として見ると、迷子にならない。

色相・彩度・明度はなぜそう定義されるのか。シュレーディンガーが未完にしていた色知覚の数学的基礎が、非リーマン幾何学によってようやく完成した。

加算とビットシフトだけで三角関数を近似する CORDIC アルゴリズムの仕組みを、数学的な直感から追う。

理想的な正弦波は存在しない。発振器の出力が持つ微妙な周波数のゆらぎ、位相雑音の話。

RF回路の製造ばらつきがCSIに残す微小な染みを使ってWiFiデバイスを個別識別する、CSI-RFFという研究の話。

扇風機やホイールが止まって、ときに逆回転して見える。あれは「見かけの負の周波数」だ。反時計回りに回るただの点が、サンプリングの間隔ひとつで時計回りに化ける話。

雪は六角、塩は四角。でも五角形の結晶は存在しない。回転対称が 1・2・3・4・6 回だけに制限される、その美しい理由。

ノイズの中から既知の信号を最も確実に取り出すフィルタとは何か。答えは「送信信号の時間反転」、その直感と数学を整理する。

RFエンジニアが使う謎の円形グラフ、スミスチャートの話。複素インピーダンスの世界を円の中に押し込む発想がなぜ美しいのか。