ప్రింటెడ్ సర్క్యూట్ బోర్డ్ (PCB) వైరింగ్ అనేది హై-స్పీడ్ సర్క్యూట్‌లలో కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది, అయితే ఇది తరచుగా సర్క్యూట్ డిజైన్ ప్రక్రియలో చివరి దశల్లో ఒకటి. హై-స్పీడ్ PCB వైరింగ్‌తో అనేక సమస్యలు ఉన్నాయి మరియు ఈ అంశంపై చాలా సాహిత్యం వ్రాయబడింది. ఈ వ్యాసం ప్రధానంగా ఆచరణాత్మక దృక్కోణం నుండి హై-స్పీడ్ సర్క్యూట్ల వైరింగ్ గురించి చర్చిస్తుంది. హై-స్పీడ్ సర్క్యూట్ PCB లేఅవుట్‌లను రూపొందించేటప్పుడు పరిగణించవలసిన అనేక విభిన్న సమస్యలపై కొత్త వినియోగదారులు శ్రద్ధ వహించడంలో సహాయపడటం ప్రధాన ఉద్దేశ్యం. కొంతకాలంగా PCB వైరింగ్‌ని తాకని కస్టమర్‌ల కోసం రివ్యూ మెటీరియల్‌ని అందించడం మరో ఉద్దేశ్యం. పరిమిత లేఅవుట్ కారణంగా, ఈ కథనం అన్ని సమస్యలను వివరంగా చర్చించదు, అయితే సర్క్యూట్ పనితీరును మెరుగుపరచడం, డిజైన్ సమయాన్ని తగ్గించడం మరియు సవరణ సమయాన్ని ఆదా చేయడంపై గొప్ప ప్రభావాన్ని చూపే కీలక భాగాలను మేము చర్చిస్తాము.
ఇక్కడ ప్రధాన దృష్టి హై-స్పీడ్ ఆపరేషనల్ యాంప్లిఫైయర్‌లకు సంబంధించిన సర్క్యూట్‌లపై ఉన్నప్పటికీ, ఇక్కడ చర్చించిన సమస్యలు మరియు పద్ధతులు సాధారణంగా ఇతర హై-స్పీడ్ అనలాగ్ సర్క్యూట్‌లలో ఉపయోగించే వైరింగ్‌కు వర్తిస్తాయి. ఆపరేషనల్ యాంప్లిఫైయర్ చాలా ఎక్కువ రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీ (RF) ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్‌లో పనిచేసినప్పుడు, సర్క్యూట్ యొక్క పనితీరు ఎక్కువగా PCB లేఅవుట్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది. "డ్రాయింగ్స్" పై మంచిగా కనిపించే అధిక-పనితీరు గల సర్క్యూట్ నమూనాలు వైరింగ్ సమయంలో అజాగ్రత్తతో ప్రభావితమైతే మాత్రమే సాధారణ పనితీరును పొందవచ్చు. వైరింగ్ ప్రక్రియ అంతటా ముఖ్యమైన వివరాలపై ముందస్తు పరిశీలన మరియు శ్రద్ధ ఆశించిన సర్క్యూట్ పనితీరును నిర్ధారించడంలో సహాయపడుతుంది.
స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం
మంచి స్కీమాటిక్ మంచి వైరింగ్‌కు హామీ ఇవ్వలేనప్పటికీ, మంచి వైరింగ్ మంచి స్కీమాటిక్‌తో ప్రారంభమవుతుంది. స్కీమాటిక్ గీసేటప్పుడు జాగ్రత్తగా ఆలోచించండి మరియు మీరు మొత్తం సర్క్యూట్ యొక్క సిగ్నల్ ప్రవాహాన్ని పరిగణించాలి. స్కీమాటిక్‌లో ఎడమ నుండి కుడికి సాధారణ మరియు స్థిరమైన సిగ్నల్ ప్రవాహం ఉంటే, PCBలో అదే మంచి సిగ్నల్ ఫ్లో ఉండాలి. స్కీమాటిక్‌పై వీలైనంత ఉపయోగకరమైన సమాచారాన్ని అందించండి. కొన్నిసార్లు సర్క్యూట్ డిజైన్ ఇంజనీర్ లేనందున, సర్క్యూట్ సమస్యను పరిష్కరించడంలో సహాయం చేయమని కస్టమర్‌లు మమ్మల్ని అడుగుతారు, ఈ పనిలో నిమగ్నమైన డిజైనర్లు, సాంకేతిక నిపుణులు మరియు ఇంజనీర్లు మాతో సహా చాలా కృతజ్ఞతలు తెలుపుతారు.
సాధారణ రిఫరెన్స్ ఐడెంటిఫైయర్‌లు, పవర్ వినియోగం మరియు ఎర్రర్ టాలరెన్స్‌తో పాటు, స్కీమాటిక్‌లో ఏ సమాచారం ఇవ్వాలి? సాధారణ స్కీమాటిక్‌లను ఫస్ట్-క్లాస్ స్కీమాటిక్స్‌గా మార్చడానికి ఇక్కడ కొన్ని సూచనలు ఉన్నాయి. తరంగ రూపాలు, షెల్ గురించి యాంత్రిక సమాచారం, ప్రింటెడ్ లైన్ల పొడవు, ఖాళీ ప్రాంతాలను జోడించండి; PCBలో ఏ భాగాలను ఉంచాలో సూచించండి; సర్దుబాటు సమాచారం, కాంపోనెంట్ విలువ పరిధులు, హీట్ డిస్సిపేషన్ సమాచారం, కంట్రోల్ ఇంపెడెన్స్ ప్రింటెడ్ లైన్‌లు, కామెంట్‌లు మరియు సంక్షిప్త సర్క్యూట్ల యాక్షన్ వివరణ... (మరియు ఇతరాలు) ఇవ్వండి.
ఎవరినీ నమ్మవద్దు
మీరు వైరింగ్‌ను మీరే డిజైన్ చేయకపోతే, వైరింగ్ వ్యక్తి డిజైన్‌ను జాగ్రత్తగా తనిఖీ చేయడానికి తగినంత సమయాన్ని కేటాయించండి. ఒక చిన్న నివారణ ఈ సమయంలో నివారణకు వంద రెట్లు విలువైనది. వైరింగ్ చేసే వ్యక్తి మీ ఆలోచనలను అర్థం చేసుకుంటారని ఆశించవద్దు. వైరింగ్ డిజైన్ ప్రక్రియ యొక్క ప్రారంభ దశల్లో మీ అభిప్రాయం మరియు మార్గదర్శకత్వం చాలా ముఖ్యమైనవి. మీరు అందించగల మరింత సమాచారం మరియు మొత్తం వైరింగ్ ప్రక్రియలో మీరు ఎంత ఎక్కువ జోక్యం చేసుకుంటే, ఫలితంగా PCB మెరుగ్గా ఉంటుంది. మీకు కావలసిన వైరింగ్ ప్రోగ్రెస్ రిపోర్ట్ ప్రకారం వైరింగ్ డిజైన్ ఇంజనీర్-త్వరిత తనిఖీ కోసం తాత్కాలిక పూర్తి పాయింట్‌ను సెట్ చేయండి. ఈ "క్లోజ్డ్ లూప్" పద్ధతి వైరింగ్ తప్పుదారి పట్టకుండా నిరోధిస్తుంది, తద్వారా తిరిగి పని చేసే అవకాశాన్ని తగ్గిస్తుంది.
వైరింగ్ ఇంజనీర్‌కు ఇవ్వాల్సిన సూచనలు: సర్క్యూట్ ఫంక్షన్ యొక్క చిన్న వివరణ, ఇన్‌పుట్ మరియు అవుట్‌పుట్ స్థానాలను సూచించే PCB యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం, PCB స్టాకింగ్ సమాచారం (ఉదాహరణకు, బోర్డు ఎంత మందంగా ఉంది, ఎన్ని లేయర్‌లు ప్రతి సిగ్నల్ లేయర్ మరియు గ్రౌండ్ ప్లేన్-ఫంక్షన్ పవర్ వినియోగం, గ్రౌండ్ వైర్, అనలాగ్ సిగ్నల్, డిజిటల్ సిగ్నల్ మరియు RF సిగ్నల్ గురించి సవివరమైన సమాచారం ఉన్నాయి; ప్రతి పొరకు ఏ సంకేతాలు అవసరం; ముఖ్యమైన భాగాలను ఉంచడం అవసరం; బైపాస్ భాగాల యొక్క ఖచ్చితమైన స్థానం; ఏ ముద్రిత పంక్తులు ముఖ్యమైనవి; ఏ పంక్తులు ఇంపెడెన్స్ ప్రింటెడ్ లైన్‌లను నియంత్రించాలి; ఏ పంక్తులు పొడవుతో సరిపోలాలి; భాగాల పరిమాణం; ఏ ముద్రిత పంక్తులు ఒకదానికొకటి దూరంగా (లేదా దగ్గరగా) ఉండాలి; ఏ పంక్తులు ఒకదానికొకటి దూరంగా (లేదా దగ్గరగా) ఉండాలి; ఏ భాగాలు ఒకదానికొకటి దూరంగా (లేదా దగ్గరగా) ఉండాలి; PCB పైభాగంలో ఏ భాగాలను ఉంచాలి, ఏవి క్రింద ఉంచబడ్డాయి. ఇతరులకు చాలా సమాచారం ఉంది-చాలా తక్కువ అని ఎప్పుడూ ఫిర్యాదు చేయలేదా? ఇది చాలా ఎక్కువ? చేయవద్దు.
ఒక అభ్యాస అనుభవం: సుమారు 10 సంవత్సరాల క్రితం, నేను బహుళస్థాయి ఉపరితల మౌంట్ సర్క్యూట్ బోర్డ్‌ను రూపొందించాను-బోర్డుకు రెండు వైపులా భాగాలు ఉన్నాయి. బంగారు పూతతో ఉన్న అల్యూమినియం షెల్‌లో బోర్డుని పరిష్కరించడానికి చాలా స్క్రూలను ఉపయోగించండి (ఎందుకంటే చాలా కఠినమైన యాంటీ-వైబ్రేషన్ సూచికలు ఉన్నాయి). బయాస్ ఫీడ్‌త్రూ అందించే పిన్‌లు బోర్డు గుండా వెళతాయి. ఈ పిన్ టంకం వైర్ల ద్వారా PCBకి కనెక్ట్ చేయబడింది. ఇది చాలా క్లిష్టమైన పరికరం. బోర్డ్‌లోని కొన్ని భాగాలు పరీక్ష సెట్టింగ్ (SAT) కోసం ఉపయోగించబడతాయి. కానీ నేను ఈ భాగాల స్థానాన్ని స్పష్టంగా నిర్వచించాను. ఈ భాగాలు ఎక్కడ ఇన్‌స్టాల్ చేయబడిందో మీరు ఊహించగలరా? మార్గం ద్వారా, బోర్డు కింద. ఉత్పత్తి ఇంజనీర్లు మరియు సాంకేతిక నిపుణులు మొత్తం పరికరాన్ని విడదీయవలసి వచ్చినప్పుడు మరియు సెట్టింగ్‌లను పూర్తి చేసిన తర్వాత వాటిని మళ్లీ కలపవలసి వచ్చినప్పుడు, వారు చాలా అసంతృప్తిగా కనిపించారు. అప్పటి నుంచి మళ్లీ ఈ తప్పు చేయలేదు.
స్థానం
PCBలో లాగానే, లొకేషన్ అనేది అంతా. PCBలో సర్క్యూట్‌ను ఎక్కడ ఉంచాలి, దాని నిర్దిష్ట సర్క్యూట్ భాగాలను ఎక్కడ ఇన్‌స్టాల్ చేయాలి మరియు ఇతర ప్రక్కనే ఉన్న సర్క్యూట్‌లు ఏమిటి, ఇవన్నీ చాలా ముఖ్యమైనవి.
సాధారణంగా, ఇన్‌పుట్, అవుట్‌పుట్ మరియు పవర్ సప్లై యొక్క స్థానాలు ముందుగా నిర్ణయించబడతాయి, అయితే వాటి మధ్య సర్క్యూట్ “వారి స్వంత సృజనాత్మకతను ప్లే చేయడం” అవసరం. అందుకే వైరింగ్ వివరాలపై శ్రద్ధ చూపడం వల్ల భారీ రాబడి లభిస్తుంది. కీలక భాగాల స్థానంతో ప్రారంభించండి మరియు నిర్దిష్ట సర్క్యూట్ మరియు మొత్తం PCBని పరిగణించండి. ప్రారంభం నుండి కీలక భాగాలు మరియు సిగ్నల్ మార్గాల స్థానాన్ని పేర్కొనడం డిజైన్ ఆశించిన పని లక్ష్యాలకు అనుగుణంగా ఉందని నిర్ధారించడానికి సహాయపడుతుంది. మొదటి సారి సరైన డిజైన్‌ను పొందడం వలన ఖర్చులు మరియు ఒత్తిడిని తగ్గించవచ్చు-మరియు అభివృద్ధి చక్రాన్ని తగ్గించవచ్చు.
బైపాస్ పవర్
శబ్దాన్ని తగ్గించడానికి యాంప్లిఫైయర్ యొక్క పవర్ వైపున విద్యుత్ సరఫరాను దాటవేయడం అనేది PCB డిజైన్ ప్రక్రియలో చాలా ముఖ్యమైన అంశం-హై-స్పీడ్ ఆపరేషనల్ యాంప్లిఫైయర్‌లు లేదా ఇతర హై-స్పీడ్ సర్క్యూట్‌లతో సహా. హై-స్పీడ్ ఆపరేషనల్ యాంప్లిఫైయర్‌లను దాటవేయడానికి రెండు సాధారణ కాన్ఫిగరేషన్ పద్ధతులు ఉన్నాయి.
విద్యుత్ సరఫరా టెర్మినల్‌ను గ్రౌండింగ్ చేయడం: ఈ పద్ధతి చాలా సందర్భాలలో అత్యంత ప్రభావవంతమైనది, ఆపరేషనల్ యాంప్లిఫైయర్ యొక్క విద్యుత్ సరఫరా పిన్‌ను నేరుగా గ్రౌండ్ చేయడానికి బహుళ సమాంతర కెపాసిటర్లను ఉపయోగిస్తుంది. సాధారణంగా చెప్పాలంటే, రెండు సమాంతర కెపాసిటర్లు సరిపోతాయి-కానీ సమాంతర కెపాసిటర్లను జోడించడం కొన్ని సర్క్యూట్‌లకు ప్రయోజనం చేకూరుస్తుంది.
విభిన్న కెపాసిటెన్స్ విలువలతో కూడిన కెపాసిటర్ల సమాంతర కనెక్షన్ వైడ్ ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్‌పై విద్యుత్ సరఫరా పిన్‌లో తక్కువ ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ (AC) ఇంపెడెన్స్ మాత్రమే కనిపించేలా చేయడంలో సహాయపడుతుంది. ఆపరేషనల్ యాంప్లిఫైయర్ పవర్ సప్లై రిజెక్షన్ రేషియో (PSR) యొక్క అటెన్యుయేషన్ ఫ్రీక్వెన్సీలో ఇది చాలా ముఖ్యమైనది. ఈ కెపాసిటర్ యాంప్లిఫైయర్ యొక్క తగ్గిన PSRని భర్తీ చేయడంలో సహాయపడుతుంది. అనేక పది-అష్టాల పరిధులలో తక్కువ ఇంపెడెన్స్ గ్రౌండ్ పాత్‌ను నిర్వహించడం వలన హానికరమైన శబ్దం op ampలోకి ప్రవేశించకుండా చూసుకోవడంలో సహాయపడుతుంది. మూర్తి 1 సమాంతరంగా బహుళ కెపాసిటర్లను ఉపయోగించడం వల్ల కలిగే ప్రయోజనాలను చూపుతుంది. తక్కువ పౌనఃపున్యాల వద్ద, పెద్ద కెపాసిటర్లు తక్కువ ఇంపెడెన్స్ గ్రౌండ్ పాత్‌ను అందిస్తాయి. కానీ ఫ్రీక్వెన్సీ వారి స్వంత ప్రతిధ్వని ఫ్రీక్వెన్సీకి చేరుకున్న తర్వాత, కెపాసిటర్ యొక్క కెపాసిటెన్స్ బలహీనపడుతుంది మరియు క్రమంగా ప్రేరకంగా కనిపిస్తుంది. బహుళ కెపాసిటర్లను ఉపయోగించడం ఎందుకు ముఖ్యం: ఒక కెపాసిటర్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రతిస్పందన తగ్గడం ప్రారంభించినప్పుడు, ఇతర కెపాసిటర్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రతిస్పందన పని చేయడం ప్రారంభమవుతుంది, కాబట్టి ఇది అనేక పది-అష్టాల పరిధులలో చాలా తక్కువ AC ఇంపెడెన్స్‌ను నిర్వహించగలదు.
op amp యొక్క విద్యుత్ సరఫరా పిన్స్‌తో నేరుగా ప్రారంభించండి; అతి చిన్న కెపాసిటెన్స్ మరియు అతిచిన్న భౌతిక పరిమాణం కలిగిన కెపాసిటర్‌ను PCB యొక్క అదే వైపు op amp వలె ఉంచాలి-మరియు యాంప్లిఫైయర్‌కు వీలైనంత దగ్గరగా ఉండాలి. కెపాసిటర్ యొక్క గ్రౌండ్ టెర్మినల్ నేరుగా చిన్న పిన్ లేదా ప్రింటెడ్ వైర్‌తో గ్రౌండ్ ప్లేన్‌కి కనెక్ట్ చేయబడాలి. పవర్ టెర్మినల్ మరియు గ్రౌండ్ టెర్మినల్ మధ్య జోక్యాన్ని తగ్గించడానికి పై గ్రౌండ్ కనెక్షన్ యాంప్లిఫైయర్ యొక్క లోడ్ టెర్మినల్‌కు వీలైనంత దగ్గరగా ఉండాలి.
తదుపరి అతిపెద్ద కెపాసిటెన్స్ విలువ కలిగిన కెపాసిటర్ల కోసం ఈ ప్రక్రియను పునరావృతం చేయాలి. కనిష్ట కెపాసిటెన్స్ విలువ 0.01 µFతో ప్రారంభించడం ఉత్తమం మరియు దానికి దగ్గరగా తక్కువ సమానమైన సిరీస్ రెసిస్టెన్స్ (ESR)తో 2.2 µF (లేదా పెద్ద) విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్‌ను ఉంచడం ఉత్తమం. 0508 కేస్ పరిమాణంతో 0.01 µF కెపాసిటర్ చాలా తక్కువ సిరీస్ ఇండక్టెన్స్ మరియు అద్భుతమైన అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ పనితీరును కలిగి ఉంది.
విద్యుత్ సరఫరాకు విద్యుత్ సరఫరా: మరొక కాన్ఫిగరేషన్ పద్ధతి కార్యాచరణ యాంప్లిఫైయర్ యొక్క సానుకూల మరియు ప్రతికూల విద్యుత్ సరఫరా టెర్మినల్స్‌లో అనుసంధానించబడిన ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ బైపాస్ కెపాసిటర్లను ఉపయోగిస్తుంది. సర్క్యూట్లో నాలుగు కెపాసిటర్లను కాన్ఫిగర్ చేయడం కష్టంగా ఉన్నప్పుడు ఈ పద్ధతి సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది. దీని ప్రతికూలత ఏమిటంటే కెపాసిటర్ యొక్క కేస్ పరిమాణం పెరగవచ్చు ఎందుకంటే కెపాసిటర్‌లోని వోల్టేజ్ సింగిల్-సప్లై బైపాస్ పద్ధతిలో వోల్టేజ్ విలువ కంటే రెండు రెట్లు ఎక్కువ. వోల్టేజీని పెంచడానికి పరికరం యొక్క రేటెడ్ బ్రేక్‌డౌన్ వోల్టేజ్‌ను పెంచడం అవసరం, అంటే గృహ పరిమాణాన్ని పెంచడం. అయితే, ఈ పద్ధతి PSR మరియు వక్రీకరణ పనితీరును మెరుగుపరుస్తుంది.
ప్రతి సర్క్యూట్ మరియు వైరింగ్ భిన్నంగా ఉన్నందున, కెపాసిటర్ల కాన్ఫిగరేషన్, సంఖ్య మరియు కెపాసిటెన్స్ విలువ వాస్తవ సర్క్యూట్ యొక్క అవసరాలకు అనుగుణంగా నిర్ణయించబడాలి.