প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ড (PCB) ওয়্যারিং উচ্চ-গতির সার্কিটগুলিতে একটি মূল ভূমিকা পালন করে, তবে এটি প্রায়শই সার্কিট ডিজাইন প্রক্রিয়ার শেষ ধাপগুলির মধ্যে একটি। উচ্চ-গতির পিসিবি ওয়্যারিংয়ের সাথে অনেক সমস্যা রয়েছে এবং এই বিষয়ে প্রচুর সাহিত্য লেখা হয়েছে। এই নিবন্ধটি প্রধানত একটি ব্যবহারিক দৃষ্টিকোণ থেকে উচ্চ-গতির সার্কিটগুলির ওয়্যারিং নিয়ে আলোচনা করে। প্রধান উদ্দেশ্য হল নতুন ব্যবহারকারীদের বিভিন্ন সমস্যায় মনোযোগ দিতে সাহায্য করা যা হাই-স্পিড সার্কিট PCB লেআউট ডিজাইন করার সময় বিবেচনা করা প্রয়োজন। আরেকটি উদ্দেশ্য হল গ্রাহকদের জন্য একটি পর্যালোচনা উপাদান প্রদান করা যারা কিছু সময়ের জন্য PCB ওয়্যারিং স্পর্শ করেননি। সীমিত বিন্যাসের কারণে, এই নিবন্ধটি সমস্ত বিষয় নিয়ে বিস্তারিত আলোচনা করতে পারে না, তবে আমরা সেই মূল অংশগুলি নিয়ে আলোচনা করব যা সার্কিটের কার্যকারিতা উন্নত করতে, ডিজাইনের সময়কে ছোট করতে এবং পরিবর্তনের সময় বাঁচাতে সবচেয়ে বেশি প্রভাব ফেলে।

যদিও এখানে প্রধান ফোকাস উচ্চ-গতির কর্মক্ষম পরিবর্ধক সম্পর্কিত সার্কিটগুলির উপর, এখানে আলোচনা করা সমস্যা এবং পদ্ধতিগুলি সাধারণত অন্যান্য উচ্চ-গতির অ্যানালগ সার্কিটে ব্যবহৃত তারের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। যখন অপারেশনাল এমপ্লিফায়ার একটি খুব উচ্চ রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি (RF) ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডে কাজ করে, তখন সার্কিটের কার্যকারিতা মূলত PCB লেআউটের উপর নির্ভর করে। উচ্চ-পারফরম্যান্স সার্কিট ডিজাইনগুলি যেগুলি "ড্রইং" এ ভাল দেখায় সেগুলি কেবলমাত্র সাধারণ কর্মক্ষমতা পেতে পারে যদি তারা তারের সময় অসতর্কতার দ্বারা প্রভাবিত হয়। ওয়্যারিং প্রক্রিয়া জুড়ে গুরুত্বপূর্ণ বিশদগুলিতে প্রাক-বিবেচনা এবং মনোযোগ প্রত্যাশিত সার্কিটের কার্যকারিতা নিশ্চিত করতে সহায়তা করবে।

পরিকল্পিত চিত্র

যদিও একটি ভাল পরিকল্পিত একটি ভাল তারের গ্যারান্টি দিতে পারে না, একটি ভাল তারের একটি ভাল পরিকল্পিত দিয়ে শুরু হয়। পরিকল্পিত অঙ্কন করার সময় সাবধানে চিন্তা করুন এবং আপনাকে অবশ্যই পুরো সার্কিটের সংকেত প্রবাহ বিবেচনা করতে হবে। যদি পরিকল্পিতভাবে বাম থেকে ডানে একটি স্বাভাবিক এবং স্থিতিশীল সংকেত প্রবাহ থাকে, তবে PCB-তে একই ভাল সংকেত প্রবাহ থাকা উচিত। স্কিম্যাটিক সম্পর্কে যতটা সম্ভব দরকারী তথ্য দিন। কারণ অনেক সময় সার্কিট ডিজাইন প্রকৌশলী সেখানে থাকে না, গ্রাহকরা আমাদের সার্কিট সমস্যা সমাধানে সাহায্য করতে বলবেন, এই কাজে নিয়োজিত ডিজাইনার, প্রযুক্তিবিদ এবং প্রকৌশলীরা আমাদের সহ অনেক কৃতজ্ঞ হবেন।

সাধারণ রেফারেন্স শনাক্তকারী, শক্তি খরচ, এবং ত্রুটি সহনশীলতা ছাড়াও, পরিকল্পনায় কোন তথ্য দেওয়া উচিত? সাধারণ স্কিম্যাটিকগুলিকে প্রথম-শ্রেণির স্কিম্যাটিক্সে পরিণত করার জন্য এখানে কিছু পরামর্শ রয়েছে। তরঙ্গরূপ, শেল সম্পর্কে যান্ত্রিক তথ্য, মুদ্রিত লাইনের দৈর্ঘ্য, ফাঁকা এলাকা যোগ করুন; পিসিবিতে কোন উপাদানগুলি স্থাপন করা প্রয়োজন তা নির্দেশ করুন; সমন্বয় তথ্য, উপাদান মান পরিসীমা, তাপ অপচয় তথ্য, নিয়ন্ত্রণ প্রতিবন্ধকতা মুদ্রিত লাইন, মন্তব্য, এবং সংক্ষিপ্ত সার্কিট কর্ম বিবরণ দিন... (এবং অন্যান্য)।
কাউকে বিশ্বাস করবেন না

আপনি যদি নিজের ওয়্যারিং ডিজাইন না করে থাকেন, তাহলে নিশ্চিত হন যে ওয়্যারিং ব্যক্তির ডিজাইনটি সাবধানে পরীক্ষা করার জন্য যথেষ্ট সময় দিতে হবে। এই মুহুর্তে প্রতিকারের চেয়ে একটি ছোট প্রতিরোধের মূল্য একশো গুণ। ওয়্যারিং ব্যক্তি আপনার ধারণা বুঝতে হবে আশা করবেন না. আপনার মতামত এবং নির্দেশিকা তারের নকশা প্রক্রিয়ার প্রাথমিক পর্যায়ে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ। আপনি যত বেশি তথ্য প্রদান করতে পারবেন, এবং পুরো ওয়্যারিং প্রক্রিয়ায় আপনি যত বেশি হস্তক্ষেপ করবেন, ফলাফল পিসিবি তত ভাল হবে। আপনি চান তারের অগ্রগতি রিপোর্ট অনুযায়ী ওয়্যারিং ডিজাইন ইঞ্জিনিয়ার-দ্রুত চেক করার জন্য একটি অস্থায়ী সমাপ্তি পয়েন্ট সেট করুন। এই "ক্লোজড লুপ" পদ্ধতিটি ওয়্যারিংকে বিপথে যাওয়া থেকে বাধা দেয়, যার ফলে পুনরায় কাজ করার সম্ভাবনা কমিয়ে দেয়।

ওয়্যারিং ইঞ্জিনিয়ারকে যে নির্দেশাবলী দেওয়া দরকার তার মধ্যে রয়েছে: সার্কিট ফাংশনের একটি সংক্ষিপ্ত বিবরণ, ইনপুট এবং আউটপুট অবস্থান নির্দেশ করে PCB এর একটি পরিকল্পিত চিত্র, PCB স্ট্যাকিং তথ্য (উদাহরণস্বরূপ, বোর্ডটি কত পুরু, কতগুলি স্তর আছে, এবং প্রতিটি সিগন্যাল স্তর এবং গ্রাউন্ড প্লেন-ফাংশন পাওয়ার খরচ, গ্রাউন্ড ওয়্যার, এনালগ সিগন্যাল, ডিজিটাল সিগন্যাল এবং আরএফ সিগন্যাল সম্পর্কে বিস্তারিত তথ্য রয়েছে); প্রতিটি স্তরের জন্য কোন সংকেত প্রয়োজন; গুরুত্বপূর্ণ উপাদান স্থাপন প্রয়োজন; বাইপাস উপাদানগুলির সঠিক অবস্থান; কোন মুদ্রিত লাইন গুরুত্বপূর্ণ; কোন লাইনের প্রতিবন্ধকতা মুদ্রিত লাইন নিয়ন্ত্রণ করতে হবে; কোন লাইনগুলি দৈর্ঘ্যের সাথে মেলে; উপাদানের আকার; কোন মুদ্রিত লাইনগুলি একে অপরের থেকে দূরে (বা কাছাকাছি) হতে হবে; কোন লাইনগুলি একে অপরের থেকে দূরে (বা কাছাকাছি) হতে হবে; কোন উপাদানগুলি একে অপরের থেকে দূরে (বা কাছাকাছি) হতে হবে; কোন উপাদানগুলি PCB-এর উপরে স্থাপন করা প্রয়োজন, কোনটি নীচে রাখা হয়েছে। কখনও অভিযোগ করবেন না যে অন্যদের জন্য খুব বেশি তথ্য রয়েছে-খুব কম? এটা কি খুব বেশি? করবেন না।

একটি শেখার অভিজ্ঞতা: প্রায় 10 বছর আগে, আমি একটি মাল্টিলেয়ার সারফেস মাউন্ট সার্কিট বোর্ড ডিজাইন করেছি-বোর্ডের উভয় পাশে উপাদান রয়েছে। সোনার ধাতুপট্টাবৃত অ্যালুমিনিয়ামের খোসায় বোর্ডটি ঠিক করতে প্রচুর স্ক্রু ব্যবহার করুন (কারণ খুব কঠোর অ্যান্টি-ভাইব্রেশন নির্দেশক রয়েছে)। বায়াস ফিডথ্রু প্রদানকারী পিনগুলি বোর্ডের মধ্য দিয়ে যায়। এই পিনটি পিসিবির সাথে সোল্ডারিং তারের মাধ্যমে সংযুক্ত থাকে। এটি একটি খুব জটিল ডিভাইস। বোর্ডের কিছু উপাদান পরীক্ষা সেটিং (SAT) এর জন্য ব্যবহৃত হয়। কিন্তু আমি এই উপাদানগুলির অবস্থান পরিষ্কারভাবে সংজ্ঞায়িত করেছি। আপনি অনুমান করতে পারেন যেখানে এই উপাদান ইনস্টল করা হয়? যাইহোক, বোর্ডের অধীনে। যখন পণ্য প্রকৌশলী এবং প্রযুক্তিবিদদের সম্পূর্ণ ডিভাইসটি আলাদা করতে হয়েছিল এবং সেটিংস সম্পূর্ণ করার পরে তাদের পুনরায় একত্রিত করতে হয়েছিল, তখন তারা খুব অসন্তুষ্ট বলে মনে হয়েছিল। তারপর থেকে আর এই ভুল করিনি।

অবস্থান

ঠিক যেমন একটি পিসিবিতে, অবস্থান সবকিছু। পিসিবিতে একটি সার্কিট কোথায় লাগাতে হবে, কোথায় তার নির্দিষ্ট সার্কিটের উপাদানগুলি ইনস্টল করতে হবে এবং অন্যান্য সংলগ্ন সার্কিটগুলি কী, এই সবগুলি খুবই গুরুত্বপূর্ণ।

সাধারণত, ইনপুট, আউটপুট এবং পাওয়ার সাপ্লাই এর অবস্থান পূর্বনির্ধারিত, কিন্তু তাদের মধ্যে সার্কিট "তাদের নিজস্ব সৃজনশীলতা খেলতে হবে"। এই কারণেই ওয়্যারিং বিশদগুলিতে মনোযোগ দেওয়া বিশাল আয় দেবে। মূল উপাদানগুলির অবস্থান দিয়ে শুরু করুন এবং নির্দিষ্ট সার্কিট এবং সম্পূর্ণ PCB বিবেচনা করুন। শুরু থেকে মূল উপাদান এবং সংকেত পথের অবস্থান নির্দিষ্ট করা নকশাটি প্রত্যাশিত কাজের লক্ষ্য পূরণ করে তা নিশ্চিত করতে সহায়তা করে। প্রথমবার সঠিক নকশা পাওয়া খরচ এবং চাপ কমাতে পারে-এবং উন্নয়ন চক্রকে ছোট করতে পারে।

বাইপাস শক্তি

শব্দ কমানোর জন্য অ্যামপ্লিফায়ারের পাওয়ার সাইডে পাওয়ার সাপ্লাই বাইপাস করা PCB ডিজাইন প্রক্রিয়ার একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ দিক- যার মধ্যে রয়েছে হাই-স্পিড অপারেশনাল এমপ্লিফায়ার বা অন্যান্য হাই-স্পিড সার্কিট। হাই-স্পিড অপারেশনাল এমপ্লিফায়ারগুলিকে বাইপাস করার জন্য দুটি সাধারণ কনফিগারেশন পদ্ধতি রয়েছে।

পাওয়ার সাপ্লাই টার্মিনাল গ্রাউন্ডিং: অপারেশনাল এমপ্লিফায়ারের পাওয়ার সাপ্লাই পিনকে সরাসরি গ্রাউন্ড করার জন্য একাধিক সমান্তরাল ক্যাপাসিটার ব্যবহার করে এই পদ্ধতিটি বেশিরভাগ ক্ষেত্রে সবচেয়ে কার্যকর। সাধারণভাবে বলতে গেলে, দুটি সমান্তরাল ক্যাপাসিটর যথেষ্ট - তবে সমান্তরাল ক্যাপাসিটর যোগ করলে কিছু সার্কিট উপকৃত হতে পারে।

বিভিন্ন ক্যাপাসিট্যান্স মানের সাথে ক্যাপাসিটরগুলির সমান্তরাল সংযোগ নিশ্চিত করতে সাহায্য করে যে একটি প্রশস্ত ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডের উপর পাওয়ার সাপ্লাই পিনে শুধুমাত্র কম বিকল্প কারেন্ট (AC) প্রতিবন্ধকতা দেখা যায়। এটি অপারেশনাল এমপ্লিফায়ার পাওয়ার সাপ্লাই প্রত্যাখ্যান অনুপাত (PSR) এর টেন্যুয়েশন ফ্রিকোয়েন্সিতে বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ। এই ক্যাপাসিটর অ্যামপ্লিফায়ারের পিএসআর হ্রাসের জন্য ক্ষতিপূরণ দিতে সাহায্য করে। অনেক দশ-অক্টেভ রেঞ্জে একটি কম প্রতিবন্ধকতা স্থল পথ বজায় রাখা নিশ্চিত করতে সাহায্য করবে যে ক্ষতিকর শব্দ অপ এম্পে প্রবেশ করতে পারবে না। চিত্র 1 সমান্তরালে একাধিক ক্যাপাসিটার ব্যবহারের সুবিধাগুলি দেখায়। কম ফ্রিকোয়েন্সিতে, বড় ক্যাপাসিটারগুলি একটি কম প্রতিবন্ধকতা স্থল পথ প্রদান করে। কিন্তু একবার ফ্রিকোয়েন্সি তাদের নিজস্ব রেজোন্যান্ট ফ্রিকোয়েন্সিতে পৌঁছে গেলে, ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স দুর্বল হয়ে পড়বে এবং ধীরে ধীরে প্রবর্তক দেখাবে। এই কারণেই একাধিক ক্যাপাসিটর ব্যবহার করা গুরুত্বপূর্ণ: যখন একটি ক্যাপাসিটরের ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া কমতে শুরু করে, তখন অন্য ক্যাপাসিটরের ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া কাজ করতে শুরু করে, তাই এটি অনেকগুলি দশ-অক্টেভ রেঞ্জে খুব কম AC প্রতিবন্ধকতা বজায় রাখতে পারে।

অপ এম্পের পাওয়ার সাপ্লাই পিন দিয়ে সরাসরি শুরু করুন; সবচেয়ে ছোট ক্যাপাসিট্যান্স এবং সবচেয়ে ছোট ফিজিক্যাল সাইজের ক্যাপাসিটরটিকে PCB-এর একই পাশে op amp-এ এবং অ্যামপ্লিফায়ারের যতটা সম্ভব কাছাকাছি রাখতে হবে। ক্যাপাসিটরের গ্রাউন্ড টার্মিনালটি সরাসরি গ্রাউন্ড প্লেনের সাথে সংক্ষিপ্ততম পিন বা মুদ্রিত তারের সাথে সংযুক্ত করা উচিত। পাওয়ার টার্মিনাল এবং গ্রাউন্ড টার্মিনালের মধ্যে হস্তক্ষেপ কমাতে উপরের গ্রাউন্ড কানেকশনটি অ্যামপ্লিফায়ারের লোড টার্মিনালের যতটা সম্ভব কাছাকাছি হওয়া উচিত।

পরবর্তী বৃহত্তম ক্যাপাসিট্যান্স মান সহ ক্যাপাসিটারগুলির জন্য এই প্রক্রিয়াটি পুনরাবৃত্তি করা উচিত। ন্যূনতম ক্যাপাসিট্যান্স মান 0.01 µF দিয়ে শুরু করা এবং এর কাছাকাছি একটি 2.2 µF (বা বড়) ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটর কম সমতুল্য সিরিজ রেজিস্ট্যান্স (ESR) স্থাপন করা ভাল। 0508 কেস সাইজ সহ 0.01 µF ক্যাপাসিটরের খুব কম সিরিজ ইনডাক্টেন্স এবং চমৎকার উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি কর্মক্ষমতা রয়েছে।

পাওয়ার সাপ্লাইকে পাওয়ার সাপ্লাই: আরেকটি কনফিগারেশন পদ্ধতি অপারেশনাল এমপ্লিফায়ারের ইতিবাচক এবং নেতিবাচক পাওয়ার সাপ্লাই টার্মিনাল জুড়ে সংযুক্ত এক বা একাধিক বাইপাস ক্যাপাসিটার ব্যবহার করে। এই পদ্ধতিটি সাধারণত ব্যবহৃত হয় যখন সার্কিটে চারটি ক্যাপাসিটার কনফিগার করা কঠিন। এর অসুবিধা হল ক্যাপাসিটরের কেস সাইজ বাড়তে পারে কারণ ক্যাপাসিটর জুড়ে ভোল্টেজ একক-সাপ্লাই বাইপাস পদ্ধতিতে ভোল্টেজ মানের দ্বিগুণ। ভোল্টেজ বাড়ানোর জন্য ডিভাইসের রেট ব্রেকডাউন ভোল্টেজ বাড়ানো প্রয়োজন, অর্থাৎ হাউজিং সাইজ বাড়ানো। যাইহোক, এই পদ্ধতি PSR এবং বিকৃতি কর্মক্ষমতা উন্নত করতে পারে।

যেহেতু প্রতিটি সার্কিট এবং ওয়্যারিং আলাদা, তাই ক্যাপাসিটরের কনফিগারেশন, সংখ্যা এবং ক্যাপাসিট্যান্স মান প্রকৃত সার্কিটের প্রয়োজনীয়তা অনুযায়ী নির্ধারণ করা উচিত।