මුද්රිත පරිපථ පුවරුව (PCB) රැහැන්වීම අධිවේගී පරිපථවල ප්රධාන කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි, නමුත් එය බොහෝ විට පරිපථ සැලසුම් ක්රියාවලියේ අවසාන පියවර වලින් එකකි. අධිවේගී PCB රැහැන්වල බොහෝ ගැටළු ඇති අතර, මෙම මාතෘකාව පිළිබඳ බොහෝ සාහිත්ය ලියා ඇත. මෙම ලිපිය ප්රධාන වශයෙන් ප්‍රායෝගික දෘෂ්ටිකෝණයකින් අධිවේගී පරිපථවල රැහැන් ගැන සාකච්ඡා කරයි. ප්රධාන අරමුණ වන්නේ අධිවේගී පරිපථ PCB පිරිසැලසුම් සැලසුම් කිරීමේදී සලකා බැලිය යුතු විවිධ ගැටළු පිළිබඳව නව පරිශීලකයින්ට අවධානය යොමු කිරීමට උපකාර කිරීමයි. තවත් අරමුණක් වන්නේ ටික වේලාවක් PCB වයරින් ස්පර්ශ නොකළ පාරිභෝගිකයින් සඳහා සමාලෝචන ද්රව්ය සැපයීමයි. සීමිත පිරිසැලසුම නිසා, මෙම ලිපියෙන් සියලුම ගැටළු විස්තරාත්මකව සාකච්ඡා කළ නොහැක, නමුත් පරිපථයේ ක්‍රියාකාරිත්වය වැඩි දියුණු කිරීම, සැලසුම් කාලය කෙටි කිරීම සහ වෙනස් කිරීමේ කාලය ඉතිරි කිරීම සඳහා විශාලතම බලපෑමක් ඇති ප්රධාන කොටස් අපි සාකච්ඡා කරමු.
මෙහි ප්රධාන අවධානය යොමු වන්නේ අධිවේගී ක්‍රියාකාරී ඇම්ප්ලිෆයර් සම්බන්ධ පරිපථ කෙරෙහි වුවද, මෙහි සාකච්ඡා කෙරෙන ගැටළු සහ ක්‍රම සාමාන්යයෙන් අනෙකුත් බොහෝ අධිවේගී ඇනලොග් පරිපථවල භාවිතා වන රැහැන්වලට අදාළ වේ. මෙහෙයුම් ඇම්ප්ලිෆයර් ඉතා ඉහළ රේඩියෝ සංඛ්‍යාත (RF) සංඛ්‍යාත කලාපයක ක්‍රියා කරන විට, පරිපථයේ ක්‍රියාකාරිත්වය බොහෝ දුරට PCB පිරිසැලසුම මත රඳා පවතී. "ඇඳීම්" මත හොඳ පෙනුමක් ඇති ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත පරිපථ සැලසුම් සාමාන්ය කාර්ය සාධනයක් ලබා ගත හැක්කේ රැහැන්වීමේදී නොසැලකිලිමත්කමට බලපාන්නේ නම් පමණි. රැහැන්ගත කිරීමේ ක්රියාවලිය පුරාවටම වැදගත් තොරතුරු වෙත පූර්ව සලකා බැලීම සහ අවධානය යොමු කිරීම අපේක්ෂිත පරිපථ කාර්ය සාධනය සහතික කිරීමට උපකාරී වනු ඇත.
ක්රමානුරූප රූප සටහන
හොඳ ක්‍රමලේඛනයකට හොඳ රැහැන්වීමක් සහතික කළ නොහැකි වුවද, හොඳ රැහැන්වීමක් ආරම්භ වන්නේ හොඳ යෝජනා ක්‍රමයකින්. ක්රමානුරූප ඇඳීමේදී හොඳින් සිතා බලන්න, ඔබ සම්පූර්ණ පරිපථයේ සංඥා ප්රවාහය සලකා බැලිය යුතුය. ක්‍රමානුකුලව වමේ සිට දකුණට සාමාන්ය සහ ස්ථායී සංඥා ප්‍රවාහයක් තිබේ නම්, PCB මතද එම හොඳ සංඥා ප්රවාහය තිබිය යුතුය. යෝජනා ක්රමය පිළිබඳව හැකි තරම් ප්‍රයෝජනවත් තොරතුරු ලබා දෙන්න. සමහර විට පරිපථ සැලසුම් ඉංජිනේරුවරයා නොමැති නිසා, පාරිභෝගිකයින් අපෙන් පරිපථ ගැටළුව විසඳීමට උදව් කරන ලෙස ඉල්ලා සිටිනු ඇත, අපි ඇතුළු මෙම කාර්යයේ නියැලී සිටින නිර්මාණකරුවන්, කාර්මික ශිල්පීන් සහ ඉංජිනේරුවන් ඉතා කෘතඥ වනු ඇත.
සාමාන්ය යොමු හඳුනාගැනීම්, බල පරිභෝජනය සහ දෝෂ ඉවසීම හැරුණු විට, ක්‍රමානුකුලව ලබා දිය යුතු තොරතුරු මොනවාද? සාමාන්ය ක්‍රමලේඛන පළමු පන්තියේ ක්‍රමලේඛන බවට පත් කිරීමට යෝජනා කිහිපයක් මෙන්න. තරංග ආකෘති එකතු කරන්න, කවචය පිළිබඳ යාන්ත්රික තොරතුරු, මුද්රිත රේඛාවල දිග, හිස් ප්රදේශ; PCB මත තැබිය යුතු සංරචක සඳහන් කරන්න; ගැලපුම් තොරතුරු, සංරචක අගය පරාසයන්, තාපය විසුරුවා හැරීමේ තොරතුරු, පාලන සම්බාධනය මුද්රිත රේඛා, අදහස්, සහ කෙටි පරිපථ ක්‍රියා විස්තරය ලබා දෙන්න... (සහ වෙනත්).
කිසිවෙකු විශ්වාස නොකරන්න
ඔබ වයරින් නිර්මාණය කරන්නේ ඔබම නොවේ නම්, වයරින් කරන පුද්ගලයාගේ සැලසුම හොඳින් පරීක්ෂා කිරීමට ප්‍රමාණවත් කාලයක් ලබා දීමට වග බලා ගන්න. කුඩා වැළැක්වීමක් මේ අවස්ථාවේ දී පිළියමක් මෙන් සිය ගුණයක් වටී. රැහැන්ගත පුද්ගලයා ඔබේ අදහස් තේරුම් ගනී යැයි බලාපොරොත්තු නොවන්න. රැහැන් සැලසුම් කිරීමේ ක්රියාවලියේ මුල් අදියරේදී ඔබේ මතය සහ මග පෙන්වීම වඩාත් වැදගත් වේ. ඔබට සැපයිය හැකි වැඩි තොරතුරු, සහ සමස්ත රැහැන් ක්රියාවලියට ඔබ මැදිහත් වන තරමට, ප්රතිඵලය වන PCB වඩා හොඳ වනු ඇත. ඔබට අවශ්ය වයරිං ප්‍රගති වාර්තාවට අනුව වයරින් සැලසුම් ඉංජිනේරු-ඉක්මන් පරීක්ෂාව සඳහා තාවකාලික සම්පූර්ණ කිරීමේ ලක්ෂ්‍යයක් සකසන්න. මෙම “සංවෘත ලූප්” ක්රමය මඟින් රැහැන් අයාලේ යාම වළක්වන අතර එමඟින් නැවත වැඩ කිරීමේ හැකියාව අවම වේ.
රැහැන් ඉංජිනේරුවරයාට ලබා දිය යුතු උපදෙස් වලට ඇතුළත් වන්නේ: පරිපථ ක්‍රියාකාරිත්වය පිළිබඳ කෙටි විස්තරයක්, ආදාන සහ ප්‍රතිදාන ස්ථාන දැක්වෙන PCB හි ක්‍රමානුකූල රූප සටහනක්, PCB ගොඩගැසීමේ තොරතුරු (උදාහරණයක් ලෙස, පුවරුව කෙතරම් ඝනද, ස්ථර කීයක්ද? එහි ඇත, සහ එක් එක් සංඥා ස්තරය සහ බිම් තලය-ක්රියාකාරීත්වය පිළිබඳ සවිස්තර තොරතුරු බලශක්ති පරිභෝජනය, බිම් වයර්, ඇනලොග් සංඥා, ඩිජිටල් සංඥා සහ RF සංඥා); එක් එක් ස්ථරයක් සඳහා අවශ්ය සංඥා මොනවාද; වැදගත් සංරචක ස්ථානගත කිරීම අවශ්ය වේ; බයිපාස් සංරචකවල නිශ්චිත ස්ථානය; කුමන මුද්රිත රේඛා වැදගත්ද; සම්බාධනය මුද්රිත රේඛා පාලනය කිරීමට අවශ්ය රේඛා මොනවාද; දිගට ගැලපෙන රේඛා මොනවාද; සංරචක ප්රමාණය; කුමන මුද්රිත රේඛා එකිනෙකට දුරින් (හෝ සමීපව) තිබිය යුතුද; කුමන රේඛා එකිනෙකට දුරින් (හෝ සමීපව) තිබිය යුතුද; කුමන සංරචක එකිනෙකට දුරින් (හෝ සමීපව) තිබිය යුතුද; PCB මුදුනේ තැබිය යුතු සංරචක මොනවාද, ඒවා පහතින් තබා ඇත. අන් අයට ඕනෑවට වඩා තොරතුරු තිබේ යැයි කිසි විටෙකත් පැමිණිලි නොකරන්න - ඉතා අල්පය? එය වැඩිද? නෑ.
ඉගෙනීමේ අත්දැකීමක්: මීට වසර 10 කට පමණ පෙර, මම බහු ස්ථර මතුපිට සවිකිරීමේ පරිපථ පුවරුවක් නිර්මාණය කළෙමි - පුවරුවේ දෙපස සංරචක ඇත. රන් ආලේපිත ඇලුමිනියම් කවචයක පුවරුව සවි කිරීම සඳහා ඉස්කුරුප්පු ගොඩක් භාවිතා කරන්න (ඉතා දැඩි ප්රති-කම්පන දර්ශක ඇති නිසා). bias feedthrough සපයන කටු පුවරුව හරහා ගමන් කරයි. මෙම පින් එක PCB එකට සම්බන්ධ කර ඇත්තේ පෑස්සුම් වයර් මගිනි. මෙය ඉතා සංකීර්ණ උපාංගයකි. පුවරුවේ ඇති සමහර සංරචක පරීක්ෂණ සැකසුම් (SAT) සඳහා භාවිතා වේ. නමුත් මම මෙම සංරචකවල පිහිටීම පැහැදිලිව නිර්වචනය කර ඇත. මෙම සංරචක ස්ථාපනය කර ඇති ස්ථානය ඔබට අනුමාන කළ හැකිද? මාර්ගය වන විට, පුවරුව යටතේ. නිෂ්පාදන ඉංජිනේරුවන්ට සහ කාර්මික ශිල්පීන්ට සම්පූර්ණ උපාංගය විසුරුවා හැරීමට සහ සැකසීම් සම්පූර්ණ කිරීමෙන් පසු ඒවා නැවත එකලස් කිරීමට සිදු වූ විට, ඔවුන් ඉතා අසතුටට පත් වූ බවක් පෙනෙන්නට තිබුණි. එදායින් පස්සේ මම මේ වැරැද්ද ආයේ කළේ නැහැ.
තනතුර
PCB හි මෙන්, ස්ථානය යනු සෑම දෙයක්ම වේ. PCB මත පරිපථයක් තැබිය යුත්තේ කොතැනද, එහි නිශ්චිත පරිපථ සංරචක ස්ථාපනය කරන්නේ කොතැනද සහ වෙනත් යාබද පරිපථ මොනවාද, මේ සියල්ල ඉතා වැදගත් වේ.
සාමාන්යයෙන්, ආදාන, ප්‍රතිදානය සහ බල සැපයුමේ ස්ථාන කලින් තීරණය කර ඇත, නමුත් ඒවා අතර පරිපථය "තමන්ගේම නිර්මාණශීලීත්වය සෙල්ලම් කිරීමට" අවශ්ය වේ. රැහැන් විස්තර කෙරෙහි අවධානය යොමු කිරීම විශාල ප්රතිලාභයක් ලබා දෙනු ඇත්තේ එබැවිනි. ප්රධාන සංරචක පිහිටීම සමඟ ආරම්භ කර නිශ්චිත පරිපථය සහ සම්පූර්ණ PCB සලකා බලන්න. මුල සිටම ප්රධාන සංරචක සහ සංඥා මාර්ගවල පිහිටීම නියම කිරීම සැලසුම් කිරීම අපේක්ෂිත වැඩ ඉලක්ක සපුරාලන බව සහතික කිරීමට උපකාරී වේ. පළමු වරට නිවැරදි සැලසුමක් ලබා ගැනීමෙන් පිරිවැය සහ පීඩනය අඩු කළ හැකිය - සහ සංවර්ධන චක්‍රය කෙටි කරයි.
බයිපාස් බලය
ශබ්දය අඩු කිරීම සඳහා ඇම්ප්ලිෆයරයේ බල පැත්තේ බල සැපයුම මග හැරීම PCB සැලසුම් ක්රියාවලියේ ඉතා වැදගත් අංගයකි - අධිවේගී ක්‍රියාකාරී ඇම්ප්ලිෆයර් හෝ වෙනත් අධිවේගී පරිපථ ඇතුළුව. අධිවේගී මෙහෙයුම් ඇම්ප්ලිෆයර් මඟ හැරීම සඳහා පොදු වින්‍යාස ක්‍රම දෙකක් තිබේ.
බල සැපයුම් පර්යන්තය භූගත කිරීම: මෙම ක්රමය බොහෝ අවස්ථාවන්හිදී වඩාත් ඵලදායී වේ, බහු සමාන්තර ධාරිත්රක භාවිතා කරමින් ක්‍රියාකාරී ඇම්ප්ලිෆයර්හි බල සැපයුම් පින් එක සෘජුවම භූගත කරයි. සාමාන්යයෙන් කථා කරන විට, සමාන්තර ධාරිත්රක දෙකක් ප්‍රමාණවත් වේ - නමුත් සමාන්තර ධාරිත්රක එකතු කිරීම සමහර පරිපථවලට ප්‍රයෝජනවත් විය හැක.
විවිධ ධාරණ අගයන් සහිත ධාරිත්‍රකවල සමාන්තර සම්බන්ධතාවය පුළුල් සංඛ්‍යාත කලාපයක් හරහා බල සැපයුම් පින් එකෙහි අඩු ප්‍රත්‍යාවර්ත ධාරා (AC) සම්බාධනය පමණක් දැකිය හැකි බව සහතික කිරීමට උපකාරී වේ. මෙහෙයුම් ඇම්ප්ලිෆයර් බල සැපයුම් ප්‍රතික්ෂේප කිරීමේ අනුපාතයේ (PSR) දුර්වල කිරීමේ සංඛ්‍යාතයේදී මෙය විශේෂයෙන් වැදගත් වේ. මෙම ධාරිත්‍රකය ඇම්ප්ලිෆයර් හි අඩු කරන ලද PSR සඳහා වන්දි ගෙවීමට උපකාරී වේ. බොහෝ අෂ්ටක දහයේ පරාසයක අඩු සම්බාධනය සහිත බිම් මාර්ගයක් පවත්වා ගැනීම හානිකර ඝෝෂාව ඔප් ඇම්ප් එකට ඇතුළු විය නොහැකි බව සහතික කිරීමට උපකාරී වේ. 1 රූපයේ දැක්වෙන්නේ බහු ධාරිත්රක සමාන්තරව භාවිතා කිරීමේ වාසියි. අඩු සංඛ්‍යාතවලදී, විශාල ධාරිත්රක අඩු සම්බාධක බිම් මාර්ගයක් සපයයි. නමුත් සංඛ්‍යාතය තමන්ගේම අනුනාද සංඛ්‍යාතයට ළඟා වූ පසු, ධාරිත්‍රකයේ ධාරිතාව දුර්වල වී ක්‍රමයෙන් ප්‍රේරක ලෙස දිස්වේ. බහු ධාරිත්රක භාවිතා කිරීම වැදගත් වන්නේ එබැවිනි: එක් ධාරිත්‍රකයක සංඛ්‍යාත ප්‍රතිචාරය පහත වැටීමට පටන් ගත් විට, අනෙක් ධාරිත්‍රකයේ සංඛ්‍යාත ප්‍රතිචාරය ක්‍රියා කිරීමට පටන් ගනී, එබැවින් එයට බොහෝ අෂ්ටක දහයේ පරාසයක ඉතා අඩු AC සම්බාධනයක් පවත්වා ගත හැකිය.
ඔප් ඇම්ප් එකේ බල සැපයුම් පින් සමඟ කෙලින්ම ආරම්භ කරන්න; කුඩාම ධාරණාව සහ කුඩාම භෞතික ප්රමාණය සහිත ධාරිත්‍රකය op amp එක ලෙස PCB හි එකම පැත්තේ තැබිය යුතුය—සහ ඇම්ප්ලිෆයරයට හැකි තරම් ආසන්නව. ධාරිත්‍රකයේ බිම් පර්යන්තය කෙටිම පින් හෝ මුද්රිත වයර් සමඟ භූමි තලයට කෙලින්ම සම්බන්ධ කළ යුතුය. බල පර්යන්තය සහ බිම් පර්යන්තය අතර බාධා කිරීම් අවම කිරීම සඳහා ඉහත බිම් සම්බන්ධතාවය ඇම්ප්ලිෆයර් භාර පර්යන්තයට හැකි තරම් සමීප විය යුතුය.
ඊළඟ විශාලතම ධාරණ අගය සහිත ධාරිත්රක සඳහා මෙම ක්රියාවලිය නැවත නැවතත් කළ යුතුය. අවම ධාරණ අගය 0.01 µF වලින් ආරම්භ කිරීම වඩාත් සුදුසු වන අතර ඊට ආසන්නව අඩු සමාන ශ්‍රේණි ප්‍රතිරෝධයක් (ESR) සහිත 2.2 µF (හෝ ඊට වැඩි) විද්‍යුත් විච්ඡේදක ධාරිත්‍රකයක් තැබීම වඩාත් සුදුසුය. 0.01 µF ධාරිත්‍රකය 0508 කේස් ප්‍රමාණයෙන් ඉතා අඩු ශ්‍රේණි ප්‍රේරණයක් සහ විශිෂ්ට ඉහළ සංඛ්‍යාත කාර්ය සාධනයක් ඇත.
බල සැපයුම සඳහා බල සැපයුම: තවත් වින්‍යාස කිරීමේ ක්‍රමයක් මඟින් ක්‍රියාකාරී ඇම්ප්ලිෆයර්හි ධනාත්මක සහ සෘණ බල සැපයුම් පර්යන්ත හරහා සම්බන්ධ කර ඇති බයිපාස් ධාරිත්රක එකක් හෝ කිහිපයක් භාවිතා කරයි. මෙම ක්රමය සාමාන්යයෙන් පරිපථයේ ධාරිත්රක හතරක් සැකසීමට අපහසු වන විට භාවිතා වේ. එහි අවාසිය නම් ධාරිත්‍රකය හරහා ඇති වෝල්ටීයතාවය තනි සැපයුම් බයිපාස් ක්‍රමයේ වෝල්ටීයතා අගය මෙන් දෙගුණයක් වන නිසා ධාරිත්‍රකයේ කේස් ප්රමාණය වැඩි විය හැක. වෝල්ටීයතාව වැඩි කිරීම සඳහා උපාංගයේ ශ්රේණිගත බිඳවැටීමේ වෝල්ටීයතාව වැඩි කිරීම, එනම් නිවාස ප්රමාණය වැඩි කිරීම අවශ්ය වේ. කෙසේ වෙතත්, මෙම ක්රමය PSR සහ විකෘති කාර්ය සාධනය වැඩි දියුණු කළ හැක.
එක් එක් පරිපථය සහ වයර් එක වෙනස් නිසා, ධාරිත්‍රකවල වින්‍යාසය, අංකය සහ ධාරණ අගය නියම පරිපථයේ අවශ්‍යතා අනුව තීරණය කළ යුතුය.