प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (पीसीबी) वायरिंग हाई-स्पीड सर्किट में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, लेकिन यह अक्सर सर्किट डिजाइन प्रक्रिया में अंतिम चरणों में से एक है। हाई-स्पीड पीसीबी वायरिंग के साथ कई समस्याएं हैं, और इस विषय पर बहुत सारे साहित्य लिखे गए हैं। यह लेख मुख्य रूप से व्यावहारिक दृष्टिकोण से उच्च गति वाले सर्किटों की वायरिंग पर चर्चा करता है। मुख्य उद्देश्य नए उपयोगकर्ताओं को कई अलग-अलग मुद्दों पर ध्यान देने में मदद करना है, जिन्हें उच्च गति वाले सर्किट पीसीबी लेआउट को डिजाइन करते समय विचार करने की आवश्यकता है। एक अन्य उद्देश्य उन ग्राहकों के लिए एक समीक्षा सामग्री प्रदान करना है जिन्होंने कुछ समय के लिए पीसीबी वायरिंग को नहीं छुआ है। सीमित लेआउट के कारण, यह लेख सभी मुद्दों पर विस्तार से चर्चा नहीं कर सकता है, लेकिन हम उन प्रमुख भागों पर चर्चा करेंगे जो सर्किट प्रदर्शन में सुधार, डिजाइन समय को छोटा करने और संशोधन समय की बचत पर सबसे अधिक प्रभाव डालते हैं।

यद्यपि यहां मुख्य फोकस हाई-स्पीड ऑपरेशनल एम्पलीफायरों से संबंधित सर्किटों पर है, यहां चर्चा की गई समस्याएं और विधियाँ आम तौर पर अधिकांश अन्य हाई-स्पीड एनालॉग सर्किट में उपयोग की जाने वाली वायरिंग पर लागू होती हैं। जब परिचालन एम्पलीफायर एक बहुत ही उच्च रेडियो आवृत्ति (आरएफ) आवृत्ति बैंड में काम करता है, तो सर्किट का प्रदर्शन काफी हद तक पीसीबी लेआउट पर निर्भर करता है। उच्च-प्रदर्शन सर्किट डिजाइन जो "चित्र" पर अच्छे दिखते हैं, केवल साधारण प्रदर्शन प्राप्त कर सकते हैं यदि वे तारों के दौरान लापरवाही से प्रभावित होते हैं। वायरिंग प्रक्रिया के दौरान महत्वपूर्ण विवरणों पर पूर्व-विचार और ध्यान अपेक्षित सर्किट प्रदर्शन को सुनिश्चित करने में मदद करेगा।

योजनाबद्ध आरेख

हालांकि एक अच्छा योजनाबद्ध एक अच्छी वायरिंग की गारंटी नहीं दे सकता है, एक अच्छी वायरिंग एक अच्छे योजनाबद्ध के साथ शुरू होती है। योजनाबद्ध ड्राइंग करते समय ध्यान से सोचें, और आपको पूरे सर्किट के सिग्नल प्रवाह पर विचार करना चाहिए। यदि योजनाबद्ध में बाएं से दाएं एक सामान्य और स्थिर सिग्नल प्रवाह है, तो पीसीबी पर एक ही अच्छा सिग्नल प्रवाह होना चाहिए। योजनाबद्ध पर यथासंभव उपयोगी जानकारी दें। क्योंकि कभी -कभी सर्किट डिज़ाइन इंजीनियर नहीं होता है, ग्राहक हमें सर्किट समस्या को हल करने में मदद करने के लिए कहेंगे, इस काम में लगे डिजाइनर, तकनीशियन और इंजीनियर हमारे सहित बहुत आभारी होंगे।

साधारण संदर्भ पहचानकर्ताओं, बिजली की खपत और त्रुटि सहिष्णुता के अलावा, योजनाबद्ध में क्या जानकारी दी जानी चाहिए? साधारण योजनाबद्धता को प्रथम श्रेणी के योजनाबद्ध में बदलने के लिए कुछ सुझाव दिए गए हैं। शेल के बारे में तरंगों, यांत्रिक जानकारी जोड़ें, मुद्रित लाइनों की लंबाई, खाली क्षेत्रों; इंगित करें कि पीसीबी पर कौन से घटकों को रखा जाना चाहिए; समायोजन जानकारी, घटक मूल्य श्रेणियों, गर्मी अपव्यय जानकारी, नियंत्रण प्रतिबाधा मुद्रित लाइनों, टिप्पणियों, और संक्षिप्त सर्किट एक्शन विवरण ... (और अन्य) दें।
किसी पर भी विश्वास मत करो

यदि आप स्वयं वायरिंग नहीं कर रहे हैं, तो पर्याप्त समय को वायरिंग व्यक्ति के डिजाइन की सावधानीपूर्वक जांचने की अनुमति देना सुनिश्चित करें। एक छोटी सी रोकथाम इस बिंदु पर सौ गुना उपाय के लायक है। वायरिंग व्यक्ति को अपने विचारों को समझने की उम्मीद न करें। वायरिंग डिजाइन प्रक्रिया के शुरुआती चरणों में आपकी राय और मार्गदर्शन सबसे महत्वपूर्ण है। जितनी अधिक जानकारी आप प्रदान कर सकते हैं, और जितना अधिक आप पूरी वायरिंग प्रक्रिया में हस्तक्षेप करते हैं, उतना ही बेहतर पीसीबी होगा। वायरिंग प्रोग्रेस रिपोर्ट के अनुसार वायरिंग डिज़ाइन इंजीनियर-क्विक चेक के लिए एक टेंटेटिव पूरा होने वाला बिंदु सेट करें। यह "बंद लूप" विधि तारों को भटकने से रोकती है, जिससे पुनर्मिलन की संभावना कम हो जाती है।

वायरिंग इंजीनियर को दिए जाने वाले निर्देशों में शामिल हैं: सर्किट फ़ंक्शन का एक संक्षिप्त विवरण, पीसीबी का एक योजनाबद्ध आरेख इनपुट और आउटपुट पदों, पीसीबी स्टैकिंग जानकारी का संकेत देता है (उदाहरण के लिए, बोर्ड कितनी मोटी है, कितनी परतें हैं, और प्रत्येक सिग्नल लेयर और ग्राउंड प्लेन-फंक्शन पावर की खपत, ग्राउंड वायर, एनालॉग सिग्नल, डिजिटल सिग्नल) के बारे में विस्तृत जानकारी; प्रत्येक परत के लिए कौन से संकेतों की आवश्यकता होती है; महत्वपूर्ण घटकों के प्लेसमेंट की आवश्यकता है; बाईपास घटकों का सटीक स्थान; कौन सी मुद्रित लाइनें महत्वपूर्ण हैं; किन लाइनों को प्रतिबाधा मुद्रित लाइनों को नियंत्रित करने की आवश्यकता है; किन लाइनों को लंबाई से मेल खाने की आवश्यकता है; घटकों का आकार; जो मुद्रित लाइनों को एक दूसरे से दूर (या करीब) होना चाहिए; किन लाइनों को एक दूसरे से दूर (या करीब) होना चाहिए; किन घटकों को एक दूसरे से दूर (या करीब) होने की आवश्यकता है; पीसीबी के शीर्ष पर कौन से घटकों को रखा जाना चाहिए, जिन्हें नीचे रखा गया है। कभी भी शिकायत न करें कि दूसरों के लिए बहुत अधिक जानकारी है? क्या यह बहुत ज्यादा है? ऐसा न करें।

एक सीखने का अनुभव: लगभग 10 साल पहले, मैंने एक बहुपरत सतह माउंट सर्किट बोर्ड को डिज़ाइन किया था-बोर्ड के दोनों किनारों पर घटक हैं। एक गोल्ड-प्लेटेड एल्यूमीनियम शेल में बोर्ड को ठीक करने के लिए बहुत सारे शिकंजा का उपयोग करें (क्योंकि बहुत सख्त एंटी-वाइब्रेशन संकेतक हैं)। पिन जो पूर्वाग्रह फीडथ्रू प्रदान करते हैं, बोर्ड से गुजरते हैं। यह पिन तारों को टांका लगाकर पीसीबी से जुड़ा हुआ है। यह एक बहुत ही जटिल उपकरण है। बोर्ड पर कुछ घटकों का उपयोग परीक्षण सेटिंग (SAT) के लिए किया जाता है। लेकिन मैंने स्पष्ट रूप से इन घटकों के स्थान को परिभाषित किया है। क्या आप अनुमान लगा सकते हैं कि ये घटक कहां स्थापित हैं? वैसे, बोर्ड के तहत। जब उत्पाद इंजीनियरों और तकनीशियनों को पूरे डिवाइस को अलग करना पड़ा और सेटिंग्स को पूरा करने के बाद उन्हें फिर से इकट्ठा किया, तो वे बहुत दुखी लग रहे थे। मैंने तब से यह गलती नहीं की है।

पद

एक पीसीबी की तरह, स्थान सब कुछ है। जहां पीसीबी पर एक सर्किट डालें, जहां इसके विशिष्ट सर्किट घटकों को स्थापित करने के लिए, और अन्य आसन्न सर्किट क्या हैं, जो सभी बहुत महत्वपूर्ण हैं।

आमतौर पर, इनपुट, आउटपुट और बिजली की आपूर्ति की स्थिति पूर्वनिर्धारित होती है, लेकिन उनके बीच सर्किट को "अपनी रचनात्मकता" खेलने की आवश्यकता होती है। यही कारण है कि वायरिंग विवरण पर ध्यान देने से भारी रिटर्न मिलेगा। प्रमुख घटकों के स्थान के साथ शुरू करें और विशिष्ट सर्किट और पूरे पीसीबी पर विचार करें। शुरुआत से प्रमुख घटकों और सिग्नल पथों के स्थान को निर्दिष्ट करने से यह सुनिश्चित करने में मदद मिलती है कि डिज़ाइन अपेक्षित कार्य लक्ष्यों को पूरा करता है। पहली बार सही डिजाइन प्राप्त करने से लागत और दबाव कम हो सकता है और विकास चक्र को छोटा कर सकता है।

बाईपास शक्ति

शोर को कम करने के लिए एम्पलीफायर के पावर साइड पर बिजली की आपूर्ति को दरकिनार करना पीसीबी डिजाइन प्रक्रिया में उच्च गति वाले परिचालन एम्पलीफायरों या अन्य उच्च गति वाले सर्किटों में एक बहुत ही महत्वपूर्ण पहलू है। हाई-स्पीड ऑपरेशनल एम्पलीफायरों को बायपास करने के लिए दो सामान्य कॉन्फ़िगरेशन तरीके हैं।

पावर सप्लाई टर्मिनल को ग्राउंड करना: यह विधि ज्यादातर मामलों में सबसे प्रभावी है, कई समानांतर कैपेसिटर का उपयोग करके परिचालन एम्पलीफायर के बिजली की आपूर्ति पिन को सीधे जमीन पर ले जाती है। सामान्यतया, दो समानांतर कैपेसिटर पर्याप्त हैं, लेकिन समानांतर कैपेसिटर जोड़ने से कुछ सर्किट को लाभ हो सकता है।

अलग -अलग कैपेसिटेंस मानों के साथ कैपेसिटर का समानांतर कनेक्शन यह सुनिश्चित करने में मदद करता है कि एक विस्तृत आवृत्ति बैंड पर बिजली की आपूर्ति पिन पर केवल कम वैकल्पिक वर्तमान (एसी) प्रतिबाधा देखा जा सकता है। यह विशेष रूप से परिचालन एम्पलीफायर पावर सप्लाई अस्वीकृति अनुपात (PSR) के क्षीणन आवृत्ति पर महत्वपूर्ण है। यह संधारित्र एम्पलीफायर के कम PSR के लिए क्षतिपूर्ति करने में मदद करता है। कई दस-ऑक्टेव रेंज में कम प्रतिबाधा ग्राउंड पथ को बनाए रखने से यह सुनिश्चित करने में मदद मिलेगी कि हानिकारक शोर ओपी एएमपी में प्रवेश नहीं कर सकता है। चित्रा 1 समानांतर में कई कैपेसिटर का उपयोग करने के लाभों को दर्शाता है। कम आवृत्तियों पर, बड़े कैपेसिटर एक कम प्रतिबाधा ग्राउंड पथ प्रदान करते हैं। लेकिन एक बार जब आवृत्ति अपने स्वयं के गुंजयमान आवृत्ति तक पहुंच जाती है, तो संधारित्र की समाई कमजोर हो जाएगी और धीरे -धीरे आगमनात्मक दिखाई देगी। यही कारण है कि कई कैपेसिटर का उपयोग करना महत्वपूर्ण है: जब एक संधारित्र की आवृत्ति प्रतिक्रिया गिरना शुरू हो जाती है, तो अन्य संधारित्र की आवृत्ति प्रतिक्रिया काम करना शुरू कर देती है, इसलिए यह कई दस-ऑक्टेव रेंज में बहुत कम एसी प्रतिबाधा बनाए रख सकती है।

ओपी amp के बिजली आपूर्ति पिन के साथ सीधे शुरू करें; सबसे छोटे समाई और सबसे छोटे भौतिक आकार के साथ संधारित्र को पीसीबी के एक ही तरफ ओपी amp के रूप में रखा जाना चाहिए - और एम्पलीफायर के लिए जितना संभव हो उतना करीब। संधारित्र के ग्राउंड टर्मिनल को सीधे सबसे छोटे पिन या मुद्रित तार के साथ ग्राउंड प्लेन से जोड़ा जाना चाहिए। पावर टर्मिनल और ग्राउंड टर्मिनल के बीच हस्तक्षेप को कम करने के लिए उपरोक्त ग्राउंड कनेक्शन एम्पलीफायर के लोड टर्मिनल के जितना संभव हो उतना करीब होना चाहिए।

इस प्रक्रिया को अगले सबसे बड़े समाई मूल्य के साथ कैपेसिटर के लिए दोहराया जाना चाहिए। 0.01 µF के न्यूनतम समाई मान के साथ शुरू करना सबसे अच्छा है और इसके करीब कम समतुल्य श्रृंखला प्रतिरोध (ESR) के साथ 2.2 (F (या बड़ा) इलेक्ट्रोलाइटिक संधारित्र रखें। 0508 केस आकार के साथ 0.01 µF संधारित्र में बहुत कम श्रृंखला इंडक्शन और उत्कृष्ट उच्च आवृत्ति प्रदर्शन है।

बिजली की आपूर्ति के लिए बिजली की आपूर्ति: एक और कॉन्फ़िगरेशन विधि परिचालन एम्पलीफायर के सकारात्मक और नकारात्मक बिजली आपूर्ति टर्मिनलों से जुड़े एक या अधिक बाईपास कैपेसिटर का उपयोग करती है। इस विधि का उपयोग आमतौर पर तब किया जाता है जब सर्किट में चार कैपेसिटर को कॉन्फ़िगर करना मुश्किल होता है। इसका नुकसान यह है कि संधारित्र का मामला आकार बढ़ सकता है क्योंकि संधारित्र के पार वोल्टेज एकल-आपूर्ति बाईपास विधि में वोल्टेज मूल्य से दोगुना है। वोल्टेज को बढ़ाने के लिए डिवाइस के रेटेड ब्रेकडाउन वोल्टेज को बढ़ाने की आवश्यकता होती है, यानी आवास आकार में वृद्धि होती है। हालांकि, यह विधि PSR और विरूपण प्रदर्शन में सुधार कर सकती है।

क्योंकि प्रत्येक सर्किट और वायरिंग अलग है, कैपेसिटर के कॉन्फ़िगरेशन, संख्या और कैपेसिटेंस मान को वास्तविक सर्किट की आवश्यकताओं के अनुसार निर्धारित किया जाना चाहिए।