OP AMP సర్క్యూట్ PCB యొక్క డిజైన్ నైపుణ్యాలు ఏమిటి?

ప్రింటెడ్ సర్క్యూట్ బోర్డ్ (పిసిబి) వైరింగ్ హై-స్పీడ్ సర్క్యూట్లలో కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది, అయితే ఇది తరచుగా సర్క్యూట్ డిజైన్ ప్రక్రియలో చివరి దశలలో ఒకటి. హై-స్పీడ్ పిసిబి వైరింగ్‌తో చాలా సమస్యలు ఉన్నాయి మరియు ఈ అంశంపై చాలా సాహిత్యం వ్రాయబడింది. ఈ వ్యాసం ప్రధానంగా హై-స్పీడ్ సర్క్యూట్ల వైరింగ్ గురించి ఆచరణాత్మక కోణం నుండి చర్చిస్తుంది. హై-స్పీడ్ సర్క్యూట్ పిసిబి లేఅవుట్ల రూపకల్పన చేసేటప్పుడు పరిగణించవలసిన అనేక విభిన్న సమస్యలపై కొత్త వినియోగదారులకు శ్రద్ధ చూపడం ప్రధాన ఉద్దేశ్యం. మరొక ఉద్దేశ్యం ఏమిటంటే, కొంతకాలం పిసిబి వైరింగ్‌ను తాకని వినియోగదారులకు సమీక్షా సామగ్రిని అందించడం. పరిమిత లేఅవుట్ కారణంగా, ఈ వ్యాసం అన్ని సమస్యలను వివరంగా చర్చించదు, కాని సర్క్యూట్ పనితీరును మెరుగుపరచడం, డిజైన్ సమయాన్ని తగ్గించడం మరియు సవరణ సమయాన్ని ఆదా చేయడంపై గొప్ప ప్రభావాన్ని చూపే ముఖ్య 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. కార్యాచరణ యాంప్లిఫైయర్ చాలా ఎక్కువ రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీ (RF) ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్‌లో పనిచేసినప్పుడు, సర్క్యూట్ యొక్క పనితీరు ఎక్కువగా PCB లేఅవుట్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది. "డ్రాయింగ్లు" లో చక్కగా కనిపించే అధిక-పనితీరు గల సర్క్యూట్ నమూనాలు వైరింగ్ సమయంలో అజాగ్రత్తతో ప్రభావితమైతేనే సాధారణ పనితీరును పొందగలవు. వైరింగ్ ప్రక్రియ అంతటా ముఖ్యమైన వివరాలకు ముందస్తుగా మరియు శ్రద్ధ fictive హించిన సర్క్యూట్ పనితీరును నిర్ధారించడానికి సహాయపడుతుంది.

 

స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం

మంచి స్కీమాటిక్ మంచి వైరింగ్‌కు హామీ ఇవ్వలేనప్పటికీ, మంచి వైరింగ్ మంచి స్కీమాటిక్‌తో మొదలవుతుంది. స్కీమాటిక్‌ను గీసేటప్పుడు జాగ్రత్తగా ఆలోచించండి మరియు మీరు మొత్తం సర్క్యూట్ యొక్క సిగ్నల్ ప్రవాహాన్ని పరిగణించాలి. స్కీమాటిక్‌లో ఎడమ నుండి కుడికి సాధారణ మరియు స్థిరమైన సిగ్నల్ ప్రవాహం ఉంటే, పిసిబిపై అదే మంచి సిగ్నల్ ప్రవాహం ఉండాలి. స్కీమాటిక్ మీద సాధ్యమైనంత ఉపయోగకరమైన సమాచారాన్ని ఇవ్వండి. కొన్నిసార్లు సర్క్యూట్ డిజైన్ ఇంజనీర్ లేనందున, కస్టమర్లు సర్క్యూట్ సమస్యను పరిష్కరించడంలో సహాయపడమని మమ్మల్ని అడుగుతారు, ఈ పనిలో నిమగ్నమైన డిజైనర్లు, సాంకేతిక నిపుణులు మరియు ఇంజనీర్లు మాతో సహా చాలా కృతజ్ఞతలు తెలుపుతారు.

సాధారణ రిఫరెన్స్ ఐడెంటిఫైయర్లు, విద్యుత్ వినియోగం మరియు లోపం సహనం తో పాటు, స్కీమాటిక్‌లో ఏ సమాచారం ఇవ్వాలి? సాధారణ స్కీమాటిక్స్ ఫస్ట్-క్లాస్ స్కీమాటిక్స్గా మార్చడానికి ఇక్కడ కొన్ని సూచనలు ఉన్నాయి. తరంగ రూపాలు, షెల్ గురించి యాంత్రిక సమాచారం, ముద్రిత పంక్తుల పొడవు, ఖాళీ ప్రాంతాలు; పిసిబిలో ఏ భాగాలను ఉంచాలో సూచించండి; సర్దుబాటు సమాచారం, కాంపోనెంట్ విలువ శ్రేణులు, వేడి వెదజల్లడం సమాచారం, నియంత్రణ ఇంపెడెన్స్ ప్రింటెడ్ పంక్తులు, వ్యాఖ్యలు మరియు సంక్షిప్త సర్క్యూట్లు చర్య వివరణ… (మరియు ఇతరులు) ఇవ్వండి.
ఎవరినీ నమ్మవద్దు

మీరు వైరింగ్ను మీరే రూపకల్పన చేయకపోతే, వైరింగ్ వ్యక్తి రూపకల్పనను జాగ్రత్తగా తనిఖీ చేయడానికి తగినంత సమయాన్ని అనుమతించండి. ఒక చిన్న నివారణ ఈ సమయంలో వంద రెట్లు పరిష్కారం. వైరింగ్ వ్యక్తి మీ ఆలోచనలను అర్థం చేసుకుంటారని ఆశించవద్దు. వైరింగ్ డిజైన్ ప్రక్రియ యొక్క ప్రారంభ దశలలో మీ అభిప్రాయం మరియు మార్గదర్శకత్వం చాలా ముఖ్యమైనవి. మీరు మరింత సమాచారం అందించగలరు మరియు మొత్తం వైరింగ్ ప్రక్రియలో మీరు మరింత జోక్యం చేసుకుంటే, ఫలితంగా పిసిబి మంచిది. మీకు కావలసిన వైరింగ్ ప్రోగ్రెస్ రిపోర్ట్ ప్రకారం వైరింగ్ డిజైన్ ఇంజనీర్-క్విక్ చెక్ కోసం తాత్కాలిక పూర్తి పాయింట్‌ను సెట్ చేయండి. ఈ “క్లోజ్డ్ లూప్” పద్ధతి వైరింగ్‌ను దారితప్పకుండా నిరోధిస్తుంది, తద్వారా పునర్నిర్మించే అవకాశాన్ని తగ్గిస్తుంది.

వైరింగ్ ఇంజనీర్‌కు ఇవ్వవలసిన సూచనలు: సర్క్యూట్ ఫంక్షన్ యొక్క చిన్న వివరణ, ఇన్పుట్ మరియు అవుట్పుట్ స్థానాలను సూచించే పిసిబి యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం, పిసిబి స్టాకింగ్ సమాచారం (ఉదాహరణకు, బోర్డు ఎంత మందంగా ఉంది, ఎన్ని పొరలు ఉన్నాయి మరియు ప్రతి సిగ్నల్ లేయర్ మరియు గ్రౌండ్ ప్లాన్-ఫంక్షన్ విద్యుత్ వినియోగం, గ్రౌండ్ సిగ్నల్, ఎన్కాల్ సిగ్నల్, డిజిటల్ సిగ్నల్); ప్రతి పొరకు ఏ సంకేతాలు అవసరం; ముఖ్యమైన భాగాల స్థానం అవసరం; బైపాస్ భాగాల యొక్క ఖచ్చితమైన స్థానం; ఇది ముద్రిత పంక్తులు ముఖ్యమైనవి; ఏ పంక్తులు ఇంపెడెన్స్ ముద్రిత పంక్తులను నియంత్రించాల్సిన అవసరం ఉంది; ఏ పంక్తులు పొడవుతో సరిపోలాలి; భాగాల పరిమాణం; ఇది ముద్రించిన పంక్తులు ఒకదానికొకటి దూరంగా (లేదా దగ్గరగా) ఉండాలి; ఏ పంక్తులు ఒకదానికొకటి దూరంగా ఉండాలి (లేదా దగ్గరగా); ఏ భాగాలు ఒకదానికొకటి దూరంగా (లేదా దగ్గరగా) ఉండాలి; ఏ భాగాలను పిసిబి పైభాగంలో ఉంచాలి, వీటిని క్రింద ఉంచారు. ఇతరులకు చాలా ఎక్కువ సమాచారం ఉందని ఎప్పుడూ ఫిర్యాదు చేయలేదా? ఇది చాలా ఎక్కువ? చేయవద్దు.

ఒక అభ్యాస అనుభవం: సుమారు 10 సంవత్సరాల క్రితం, నేను బహుళస్థాయి ఉపరితల మౌంట్ సర్క్యూట్ బోర్డును రూపొందించాను-బోర్డు యొక్క రెండు వైపులా ఉన్న భాగాలు ఉన్నాయి. బంగారు పూతతో కూడిన అల్యూమినియం షెల్ లో బోర్డును పరిష్కరించడానికి చాలా స్క్రూలను ఉపయోగించండి (ఎందుకంటే చాలా కఠినమైన యాంటీ-వైబ్రేషన్ సూచికలు ఉన్నాయి). పక్షపాతాన్ని అందించే పిన్స్ బోర్డు గుండా వెళుతుంది. ఈ పిన్ టంకం వైర్లు ద్వారా పిసిబికి అనుసంధానించబడి ఉంది. ఇది చాలా క్లిష్టమైన పరికరం. బోర్డులోని కొన్ని భాగాలు పరీక్ష సెట్టింగ్ (SAT) కోసం ఉపయోగించబడతాయి. కానీ నేను ఈ భాగాల స్థానాన్ని స్పష్టంగా నిర్వచించాను. ఈ భాగాలు ఎక్కడ వ్యవస్థాపించబడ్డాయి అని మీరు can హించగలరా? మార్గం ద్వారా, బోర్డు కింద. ఉత్పత్తి ఇంజనీర్లు మరియు సాంకేతిక నిపుణులు మొత్తం పరికరాన్ని విడదీయవలసి వచ్చినప్పుడు మరియు సెట్టింగులను పూర్తి చేసిన తర్వాత వాటిని తిరిగి కలపవలసి వచ్చినప్పుడు, వారు చాలా సంతోషంగా లేరు. అప్పటి నుండి నేను మళ్ళీ ఈ తప్పు చేయలేదు.

స్థానం

పిసిబిలో మాదిరిగానే, స్థానం ప్రతిదీ. పిసిబిలో సర్క్యూట్ ఎక్కడ ఉంచాలి, దాని నిర్దిష్ట సర్క్యూట్ భాగాలను ఎక్కడ వ్యవస్థాపించాలి మరియు ఇతర ప్రక్కనే ఉన్న సర్క్యూట్లు ఏమిటి, ఇవన్నీ చాలా ముఖ్యమైనవి.

సాధారణంగా, ఇన్పుట్, అవుట్పుట్ మరియు విద్యుత్ సరఫరా యొక్క స్థానాలు ముందుగా నిర్ణయించబడతాయి, కానీ వాటి మధ్య సర్క్యూట్ "వారి స్వంత సృజనాత్మకతను ప్లే చేయాలి". అందుకే వైరింగ్ వివరాలపై శ్రద్ధ చూపడం భారీ రాబడిని ఇస్తుంది. కీలక భాగాల స్థానంతో ప్రారంభించండి మరియు నిర్దిష్ట సర్క్యూట్ మరియు మొత్తం పిసిబిని పరిగణించండి. మొదటి నుండి కీలక భాగాలు మరియు సిగ్నల్ మార్గాల స్థానాన్ని పేర్కొనడం డిజైన్ ఆశించిన పని లక్ష్యాలను చేరుకుంటుందని నిర్ధారించడానికి సహాయపడుతుంది. సరైన రూపకల్పనను మొదటిసారి పొందడం వల్ల ఖర్చులు తగ్గుతాయి మరియు ఒత్తిడిని తగ్గించవచ్చు మరియు అభివృద్ధి చక్రాన్ని తగ్గిస్తుంది.

బైపాస్ పవర్

శబ్దాన్ని తగ్గించడానికి యాంప్లిఫైయర్ యొక్క శక్తి వైపు విద్యుత్ సరఫరాను దాటవేయడం పిసిబి డిజైన్ ప్రాసెస్‌లో చాలా ముఖ్యమైన అంశం, హై-స్పీడ్ ఆపరేషనల్ యాంప్లిఫైయర్స్ 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 ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది, కార్యాచరణ యాంప్లిఫైయర్ యొక్క విద్యుత్ సరఫరా పిన్ను నేరుగా గ్రౌండ్ చేయడానికి బహుళ సమాంతర కెపాసిటర్లను ఉపయోగిస్తుంది. సాధారణంగా, రెండు సమాంతర కెపాసిటర్లు తగినంతగా ఉంటాయి-కాని సమాంతర కెపాసిటర్లను జోడించడం కొన్ని సర్క్యూట్లకు ప్రయోజనం చేకూరుస్తుంది.

వేర్వేరు కెపాసిటెన్స్ విలువలతో కెపాసిటర్ల సమాంతర కనెక్షన్ విస్తృత ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్ ద్వారా విద్యుత్ సరఫరా పిన్‌లో తక్కువ ప్రత్యామ్నాయ ప్రస్తుత (ఎసి) ఇంపెడెన్స్ మాత్రమే చూడవచ్చని నిర్ధారించడానికి సహాయపడుతుంది. ఆపరేషన్ యాంప్లిఫైయర్ విద్యుత్ సరఫరా తిరస్కరణ నిష్పత్తి (పిఎస్ఆర్) యొక్క అటెన్యుయేషన్ ఫ్రీక్వెన్సీలో ఇది చాలా ముఖ్యమైనది. ఈ కెపాసిటర్ యాంప్లిఫైయర్ యొక్క తగ్గిన PSR ని భర్తీ చేయడానికి సహాయపడుతుంది. అనేక పది-ఎక్టేవ్ పరిధులలో తక్కువ ఇంపెడెన్స్ గ్రౌండ్ మార్గాన్ని నిర్వహించడం హానికరమైన శబ్దం OP ఆంప్‌లోకి ప్రవేశించలేదని నిర్ధారించడానికి సహాయపడుతుంది. మూర్తి 1 సమాంతరంగా బహుళ కెపాసిటర్లను ఉపయోగించడం వల్ల కలిగే ప్రయోజనాలను చూపిస్తుంది. తక్కువ పౌన encies పున్యాల వద్ద, పెద్ద కెపాసిటర్లు తక్కువ ఇంపెడెన్స్ గ్రౌండ్ మార్గాన్ని అందిస్తాయి. ఫ్రీక్వెన్సీ వారి స్వంత ప్రతిధ్వని పౌన frequency పున్యాన్ని చేరుకున్న తర్వాత, కెపాసిటర్ యొక్క కెపాసిటెన్స్ బలహీనపడుతుంది మరియు క్రమంగా ప్రేరకంగా కనిపిస్తుంది. అందువల్ల బహుళ కెపాసిటర్లను ఉపయోగించడం చాలా ముఖ్యం: ఒక కెపాసిటర్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రతిస్పందన పడిపోవటం ప్రారంభించినప్పుడు, ఇతర కెపాసిటర్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ స్పందన పని చేయడం ప్రారంభిస్తుంది, కాబట్టి ఇది చాలా పది-ఎక్టేవ్ పరిధులలో చాలా తక్కువ ఎసి ఇంపెడెన్స్‌ను నిర్వహించగలదు.

 

OP AMP యొక్క విద్యుత్ సరఫరా పిన్‌లతో నేరుగా ప్రారంభించండి; అతిచిన్న కెపాసిటెన్స్ మరియు అతిచిన్న భౌతిక పరిమాణంతో కెపాసిటర్‌ను పిసిబి యొక్క అదే వైపున ఆప్ ఆంప్ వలె ఉంచాలి -మరియు యాంప్లిఫైయర్‌కు సాధ్యమైనంత దగ్గరగా ఉండాలి. కెపాసిటర్ యొక్క గ్రౌండ్ టెర్మినల్ నేరుగా గ్రౌండ్ ప్లేన్‌కు అతిచిన్న పిన్ లేదా ప్రింటెడ్ వైర్‌తో అనుసంధానించబడాలి. పవర్ టెర్మినల్ మరియు గ్రౌండ్ టెర్మినల్ మధ్య జోక్యాన్ని తగ్గించడానికి పై గ్రౌండ్ కనెక్షన్ యాంప్లిఫైయర్ యొక్క లోడ్ టెర్మినల్‌కు సాధ్యమైనంత దగ్గరగా ఉండాలి.

 

తదుపరి అతిపెద్ద కెపాసిటెన్స్ విలువతో కెపాసిటర్ల కోసం ఈ ప్రక్రియను పునరావృతం చేయాలి. 0.01 µF యొక్క కనీస కెపాసిటెన్స్ విలువతో ప్రారంభించడం మరియు తక్కువ సమానమైన సిరీస్ రెసిస్టెన్స్ (ESR) తో 2.2 µF (లేదా అంతకంటే పెద్ద) ఎలెక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్‌ను ఉంచడం మంచిది. 0508 కేసు పరిమాణంతో 0.01 µF కెపాసిటర్ చాలా తక్కువ సిరీస్ ఇండక్టెన్స్ మరియు అద్భుతమైన హై ఫ్రీక్వెన్సీ పనితీరును కలిగి ఉంది.

విద్యుత్ సరఫరాకు విద్యుత్ సరఫరా: మరొక కాన్ఫిగరేషన్ పద్ధతి కార్యాచరణ యాంప్లిఫైయర్ యొక్క సానుకూల మరియు ప్రతికూల విద్యుత్ సరఫరా టెర్మినల్స్ అంతటా అనుసంధానించబడిన ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ బైపాస్ కెపాసిటర్లను ఉపయోగిస్తుంది. సర్క్యూట్లో నాలుగు కెపాసిటర్లను కాన్ఫిగర్ చేయడం కష్టంగా ఉన్నప్పుడు ఈ పద్ధతి సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది. కెపాసిటర్ యొక్క కేసు పరిమాణం పెరుగుతుంది, ఎందుకంటే కెపాసిటర్ అంతటా వోల్టేజ్ సింగిల్-సరఫరా బైపాస్ పద్ధతిలో వోల్టేజ్ విలువ కంటే రెండు రెట్లు ఉంటుంది. వోల్టేజ్ పెంచడానికి పరికరం యొక్క రేటెడ్ బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ పెంచడం అవసరం, అనగా గృహ పరిమాణాన్ని పెంచుతుంది. అయితే, ఈ పద్ధతి PSR మరియు వక్రీకరణ పనితీరును మెరుగుపరుస్తుంది.

ప్రతి సర్క్యూట్ మరియు వైరింగ్ భిన్నంగా ఉన్నందున, కెపాసిటర్ల యొక్క కాన్ఫిగరేషన్, సంఖ్య మరియు కెపాసిటెన్స్ విలువను వాస్తవ సర్క్యూట్ యొక్క అవసరాలకు అనుగుణంగా నిర్ణయించాలి.