site logo

ഉയർന്ന വേഗതയുള്ള പിസിബി വയറിംഗ് തിരിച്ചറിയുന്നതിനുള്ള രീതി

എന്നാലും അച്ചടിച്ച സർക്യൂട്ട് ബോർഡ് (PCB) ഹൈ-സ്പീഡ് സർക്യൂട്ടുകളിൽ വയറിംഗ് ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു, ഇത് പലപ്പോഴും സർക്യൂട്ട് ഡിസൈൻ പ്രക്രിയയിലെ അവസാന ഘട്ടങ്ങളിൽ ഒന്ന് മാത്രമാണ്. ഉയർന്ന വേഗതയുള്ള പിസിബി വയറിംഗിന്റെ നിരവധി വശങ്ങളുണ്ട്. റഫറൻസിനായി ഈ വിഷയത്തിൽ ധാരാളം സാഹിത്യങ്ങൾ ഉണ്ട്. ഈ ലേഖനം പ്രധാനമായും ഒരു പ്രായോഗിക വീക്ഷണകോണിൽ നിന്ന് ഹൈ-സ്പീഡ് സർക്യൂട്ടുകളുടെ വയറിംഗ് പ്രശ്നങ്ങൾ ചർച്ച ചെയ്യുന്നു. ഹൈ-സ്പീഡ് സർക്യൂട്ട് പിസിബി വയറിംഗ് രൂപകൽപന ചെയ്യുമ്പോൾ പരിഗണിക്കേണ്ട വിവിധ പ്രശ്നങ്ങൾ ശ്രദ്ധിക്കാൻ പുതിയ ഉപയോക്താക്കളെ സഹായിക്കുക എന്നതാണ് പ്രധാന ലക്ഷ്യം. പിസിബി വയറിംഗിൽ കുറച്ചുകാലമായി സ്പർശിക്കാത്ത ഉപഭോക്താക്കൾക്കായി ഒരു റിവ്യൂ മെറ്റീരിയൽ നൽകുക എന്നതാണ് മറ്റൊരു ഉദ്ദേശം. ലേഖനം ലേഔട്ടിൽ പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു, ഈ ലേഖനത്തിന് എല്ലാ പ്രശ്നങ്ങളും വിശദമായി ചർച്ച ചെയ്യാൻ കഴിയില്ല, എന്നാൽ സർക്യൂട്ട് പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും ഡിസൈൻ സമയം കുറയ്ക്കുന്നതിനും പരിഷ്ക്കരണ സമയം ലാഭിക്കുന്നതിനും ഏറ്റവും വലിയ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്ന പ്രധാന ഭാഗങ്ങൾ ലേഖനം ചർച്ച ചെയ്യും.

ipcb

ഈ ലേഖനം ഹൈ-സ്പീഡ് ഓപ്പറേഷണൽ ആംപ്ലിഫയറുകളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട സർക്യൂട്ടുകളിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും, ഈ ലേഖനത്തിൽ ചർച്ച ചെയ്തിരിക്കുന്ന പ്രശ്നങ്ങളും രീതികളും മറ്റ് മിക്ക ഹൈ-സ്പീഡ് അനലോഗ് സർക്യൂട്ടുകളിലും ഉപയോഗിക്കുന്ന വയറിംഗിന് പൊതുവെ ബാധകമാണ്. വളരെ ഉയർന്ന റേഡിയോ ഫ്രീക്വൻസി (RF) ഫ്രീക്വൻസി ബാൻഡിൽ പ്രവർത്തന ആംപ്ലിഫയർ പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ, സർക്യൂട്ടിന്റെ പ്രകടനം പ്രധാനമായും PCB ലേഔട്ടിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ഡ്രോയിംഗിൽ മികച്ചതായി കാണപ്പെടുന്ന ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള സർക്യൂട്ട് ഡിസൈൻ അശ്രദ്ധവും അശ്രദ്ധവുമായ വയറിംഗിനെ ബാധിച്ചാൽ മാത്രമേ സാധാരണ പ്രകടനം ലഭിക്കൂ. അതിനാൽ, മുഴുവൻ വയറിംഗ് പ്രക്രിയയിലും പ്രധാന വിശദാംശങ്ങളിലേക്കുള്ള മുൻകൂർ പരിഗണനയും ശ്രദ്ധയും പ്രതീക്ഷിക്കുന്ന സർക്യൂട്ട് പ്രകടനം ഉറപ്പാക്കാൻ സഹായിക്കും. സ്കീമാറ്റിക് ഒരു നല്ല സ്കീമാറ്റിക് ഒരു നല്ല വയറിംഗ് ഉറപ്പുനൽകുന്നില്ലെങ്കിലും, ഒരു നല്ല വയറിംഗ് ആരംഭിക്കുന്നത് നല്ല സ്കീമാറ്റിക് ഉപയോഗിച്ചാണ്. സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം വരയ്ക്കുമ്പോൾ, ഞങ്ങൾ ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം ചിന്തിക്കണം, കൂടാതെ മുഴുവൻ സർക്യൂട്ടിന്റെയും സിഗ്നൽ ദിശ ഞങ്ങൾ പരിഗണിക്കണം. സ്കീമാറ്റിക്കിൽ ഇടത്തുനിന്ന് വലത്തോട്ട് സാധാരണവും സുസ്ഥിരവുമായ ഒരു സിഗ്നൽ ഫ്ലോ ഉണ്ടെങ്കിൽ, പിസിബിയിൽ ഒരു നല്ല സിഗ്നൽ ഫ്ലോ ഉണ്ടായിരിക്കണം. സ്കീമാറ്റിക്സിൽ കഴിയുന്നത്ര ഉപയോഗപ്രദമായ വിവരങ്ങൾ നൽകുക. ഈ രീതിയിൽ, സർക്യൂട്ട് ഡിസൈൻ എഞ്ചിനീയർക്ക് ചില പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കാൻ കഴിയുന്നില്ലെങ്കിലും, സർക്യൂട്ട് പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കാൻ സഹായിക്കുന്നതിന് ഉപഭോക്താക്കൾക്ക് മറ്റ് ചാനലുകൾ തേടാനും കഴിയും. പൊതുവായ റഫറൻസ് ഐഡന്റിഫയറുകൾ, വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം, പിശക് സഹിഷ്ണുത എന്നിവയ്‌ക്ക് പുറമേ, സ്കീമാറ്റിക്കിൽ മറ്റ് എന്ത് വിവരങ്ങളാണ് നൽകേണ്ടത്? സാധാരണ സ്‌കീമാറ്റിക്‌സിനെ മികച്ച സ്‌കീമാറ്റിക്‌സാക്കി മാറ്റുന്നതിനുള്ള ചില നിർദ്ദേശങ്ങൾ ഇനിപ്പറയുന്നവ നൽകും. തരംഗരൂപങ്ങൾ, കേസിംഗിനെക്കുറിച്ചുള്ള മെക്കാനിക്കൽ വിവരങ്ങൾ, അച്ചടിച്ച ലൈനുകളുടെ നീളം, ശൂന്യമായ പ്രദേശങ്ങൾ എന്നിവ ചേർക്കുക; പിസിബിയിൽ ഏതൊക്കെ ഘടകങ്ങളാണ് സ്ഥാപിക്കേണ്ടതെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുക; ക്രമീകരണ വിവരങ്ങൾ, ഘടക മൂല്യ ശ്രേണികൾ, താപ വിസർജ്ജന വിവരങ്ങൾ, നിയന്ത്രണ ഇം‌പെഡൻസ് അച്ചടിച്ച ലൈനുകൾ, അഭിപ്രായങ്ങൾ, ഹ്രസ്വ സർക്യൂട്ടുകൾ എന്നിവ പ്രവർത്തന വിവരണവും മറ്റ് വിവരങ്ങളും മുതലായവ നൽകുക. നിങ്ങൾ സ്വയം വയറിംഗ് രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുന്നില്ലെങ്കിൽ, വയറിംഗ് വ്യക്തിയുടെ ഡിസൈൻ ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം പരിശോധിക്കാൻ നിങ്ങൾ മതിയായ സമയം അനുവദിക്കണമെന്ന് വിശ്വസിക്കരുത്. ഒരു ചെറിയ പ്രതിരോധം പ്രതിവിധിയുടെ നൂറ് മടങ്ങ് വിലമതിക്കുന്നു. വയറിങ് ചെയ്യുന്നയാൾ ഡിസൈനറുടെ ആശയങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കരുത്. വയറിംഗ് ഡിസൈൻ പ്രക്രിയയിലെ ആദ്യകാല അഭിപ്രായങ്ങളും മാർഗ്ഗനിർദ്ദേശങ്ങളും ഏറ്റവും പ്രധാനമാണ്. നൽകാനാകുന്ന കൂടുതൽ വിവരങ്ങൾ, മുഴുവൻ വയറിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ കൂടുതൽ ഉൾപ്പെട്ടാൽ, ഫലമായുണ്ടാകുന്ന പിസിബി മികച്ചതായിരിക്കും. വയറിംഗ് ഡിസൈൻ എഞ്ചിനീയർക്കായി ഒരു താൽക്കാലിക പൂർത്തീകരണ പോയിന്റ് സജ്ജമാക്കുക, ആവശ്യമുള്ള വയറിംഗ് പുരോഗതി റിപ്പോർട്ട് അനുസരിച്ച് വേഗത്തിൽ പരിശോധിക്കുക. ഈ ക്ലോസ്ഡ് ലൂപ്പ് രീതിക്ക് വയറിംഗ് വഴിതെറ്റുന്നത് തടയാൻ കഴിയും, അതുവഴി പുനർരൂപകൽപ്പനയുടെ സാധ്യത കുറയ്ക്കും. വയറിംഗ് എഞ്ചിനീയർക്ക് നൽകേണ്ട നിർദ്ദേശങ്ങളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു: സർക്യൂട്ട് ഫംഗ്‌ഷന്റെ ഒരു ചെറിയ വിവരണം, ഇൻപുട്ട്, ഔട്ട്‌പുട്ട് ലൊക്കേഷനുകൾ സൂചിപ്പിക്കുന്ന പിസിബിയുടെ ഒരു സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം, പിസിബി സ്റ്റാക്കിംഗ് വിവരങ്ങൾ (ഉദാഹരണത്തിന്, ബോർഡ് എത്ര കട്ടിയുള്ളതാണ്, എത്ര പാളികൾ ഓരോ സിഗ്നൽ ലെയറിനെയും ഗ്രൗണ്ട് പ്ലെയിനിനെയും കുറിച്ചുള്ള വിശദമായ വിവരങ്ങൾ ഉണ്ട്: വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം , ഗ്രൗണ്ട് വയർ, അനലോഗ് സിഗ്നൽ, ഡിജിറ്റൽ സിഗ്നൽ, ആർഎഫ് സിഗ്നൽ മുതലായവ); ഓരോ ലെയറിനും ഏത് സിഗ്നലുകൾ ആവശ്യമാണ്; പ്രധാനപ്പെട്ട ഘടകങ്ങളുടെ സ്ഥാനം ആവശ്യമാണ്; ബൈപാസ് ഘടകങ്ങളുടെ കൃത്യമായ സ്ഥാനം; ആ അച്ചടിച്ച വരികൾ പ്രധാനമാണ്; ഇം‌പെഡൻസ് പ്രിന്റ് ചെയ്ത ലൈനുകൾ നിയന്ത്രിക്കാൻ ഏതൊക്കെ ലൈനുകൾ ആവശ്യമാണ്; ഏത് വരികളാണ് നീളവുമായി പൊരുത്തപ്പെടേണ്ടത്; ഘടകങ്ങളുടെ വലിപ്പം; ഏത് അച്ചടിച്ച വരികൾ പരസ്പരം അകലെയായിരിക്കണം (അല്ലെങ്കിൽ അടുത്ത്); ഏതൊക്കെ വരികൾ പരസ്പരം അകലെയായിരിക്കണം (അല്ലെങ്കിൽ അടുത്ത്); ഏതൊക്കെ ഘടകങ്ങൾ പരസ്പരം അകലെയായിരിക്കണം (അല്ലെങ്കിൽ അടുത്ത്); മുകളിലുള്ള പിസിബിയിൽ ഏതൊക്കെ ഘടകങ്ങളാണ് സ്ഥാപിക്കേണ്ടത്, ഏതൊക്കെയാണ് ചുവടെ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നത്. വയറിംഗ് ഡിസൈൻ എഞ്ചിനീയർമാർക്ക് നൽകേണ്ട വളരെയധികം വിവരങ്ങളെക്കുറിച്ച് ഒരിക്കലും പരാതിപ്പെടാൻ കഴിയില്ല. ഒരിക്കലും വളരെയധികം വിവരങ്ങൾ ഇല്ല. അടുത്തതായി, ഞാൻ ഒരു പഠനാനുഭവം പങ്കിടും: ഏകദേശം 10 വർഷം മുമ്പ്, സർക്യൂട്ട് ബോർഡിന്റെ ഇരുവശങ്ങളിലുമുള്ള ഘടകങ്ങളുള്ള ഒരു മൾട്ടി-ലെയർ ഉപരിതല മൌണ്ട് സർക്യൂട്ട് ബോർഡിന്റെ ഒരു ഡിസൈൻ പ്രോജക്റ്റ് ഞാൻ നടത്തി. സ്വർണ്ണം പൂശിയ അലുമിനിയം ഭവനത്തിൽ ബോർഡ് ശരിയാക്കാൻ ധാരാളം സ്ക്രൂകൾ ഉപയോഗിക്കുക (കാരണം ഷോക്ക് പ്രതിരോധത്തിന് വളരെ കർശനമായ മാനദണ്ഡങ്ങൾ ഉണ്ട്). ബയസ് ഫീഡ്ത്രൂ നൽകുന്ന പിന്നുകൾ ബോർഡിലൂടെ കടന്നുപോകുന്നു. സോൾഡറിംഗ് വയറുകൾ വഴി ഈ പിൻ പിസിബിയുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. ഇത് വളരെ സങ്കീർണ്ണമായ ഒരു ഉപകരണമാണ്. Some components on the board are used for test setting (SAT). എന്നാൽ ഈ ഘടകങ്ങളുടെ സ്ഥാനം എഞ്ചിനീയർ വ്യക്തമായി നിർവചിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഈ ഘടകങ്ങൾ എവിടെയാണ് ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്തിരിക്കുന്നത്? ബോർഡിന്റെ തൊട്ടു താഴെ. ഉൽപ്പന്ന എഞ്ചിനീയർമാരും സാങ്കേതിക വിദഗ്ധരും മുഴുവൻ ഉപകരണവും ഡിസ്അസംബ്ലിംഗ് ചെയ്യുകയും ക്രമീകരണങ്ങൾ പൂർത്തിയാക്കിയ ശേഷം അവ വീണ്ടും കൂട്ടിച്ചേർക്കുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ, ഈ നടപടിക്രമം വളരെ സങ്കീർണ്ണമാകും. Therefore, such errors must be minimized as much as possible. Position is just like in the PCB, position is everything. പിസിബിയിൽ ഒരു സർക്യൂട്ട് എവിടെ സ്ഥാപിക്കണം, അതിന്റെ നിർദ്ദിഷ്ട സർക്യൂട്ട് ഘടകങ്ങൾ എവിടെ സ്ഥാപിക്കണം, അടുത്തുള്ള മറ്റ് സർക്യൂട്ടുകൾ എന്തൊക്കെയാണ്, ഇവയെല്ലാം വളരെ പ്രധാനമാണ്. സാധാരണയായി, ഇൻപുട്ട്, ഔട്ട്പുട്ട്, പവർ സപ്ലൈ എന്നിവയുടെ സ്ഥാനങ്ങൾ മുൻകൂട്ടി നിശ്ചയിച്ചിട്ടുണ്ട്, എന്നാൽ അവയ്ക്കിടയിലുള്ള സർക്യൂട്ടുകൾ ക്രിയാത്മകമായിരിക്കണം. അതുകൊണ്ടാണ് വയറിംഗ് വിശദാംശങ്ങളിൽ ശ്രദ്ധ ചെലുത്തുന്നത് തുടർന്നുള്ള നിർമ്മാണത്തിൽ കാര്യമായ സ്വാധീനം ചെലുത്തും. പ്രധാന ഘടകങ്ങളുടെ സ്ഥാനം ഉപയോഗിച്ച് ആരംഭിച്ച് നിർദ്ദിഷ്ട സർക്യൂട്ടും മുഴുവൻ പിസിബിയും പരിഗണിക്കുക. പ്രധാന ഘടകങ്ങളുടെ സ്ഥാനവും തുടക്കം മുതൽ സിഗ്നലിന്റെ പാതയും വ്യക്തമാക്കുന്നത് ഡിസൈൻ പ്രതീക്ഷിക്കുന്ന ജോലി ലക്ഷ്യങ്ങൾ കൈവരിക്കുന്നുവെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു. ഒരിക്കൽ ശരിയായ ഡിസൈൻ ലഭിക്കുന്നത് ചെലവും സമ്മർദ്ദവും കുറയ്ക്കും, അതിനാൽ വികസന ചക്രം കുറയ്ക്കും. ബൈപാസ് പവർ സപ്ലൈ ശബ്ദം കുറയ്ക്കുന്നതിന് ആംപ്ലിഫയറിന്റെ പവർ അറ്റത്ത് ഒരു ബൈപാസ് പവർ സപ്ലൈ സജ്ജീകരിക്കുന്നത് പിസിബി ഡിസൈൻ പ്രക്രിയയിൽ വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ട ഒരു ദിശയാണ്, ഹൈ-സ്പീഡ് ഓപ്പറേഷൻ ആംപ്ലിഫയറുകളും മറ്റ് ഹൈ-സ്പീഡ് സർക്യൂട്ടുകളും ഉൾപ്പെടെ. ഹൈ-സ്പീഡ് ഓപ്പറേഷൻ ആംപ്ലിഫയറുകൾ മറികടക്കാൻ രണ്ട് സാധാരണ കോൺഫിഗറേഷൻ രീതികളുണ്ട്. * പവർ സപ്ലൈ ടെർമിനൽ ഗ്രൗണ്ടിംഗ് ചെയ്യുന്ന ഈ രീതി മിക്ക കേസുകളിലും ഏറ്റവും ഫലപ്രദമാണ്, പ്രവർത്തന ആംപ്ലിഫയറിന്റെ പവർ സപ്ലൈ പിൻ നേരിട്ട് നിലത്തിറക്കുന്നതിന് ഒന്നിലധികം സമാന്തര കപ്പാസിറ്ററുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. പൊതുവായി പറഞ്ഞാൽ, രണ്ട് സമാന്തര കപ്പാസിറ്ററുകൾ മതിയാകും, എന്നാൽ സമാന്തര കപ്പാസിറ്ററുകൾ ചേർക്കുന്നത് ചില സർക്യൂട്ടുകൾക്ക് ഗുണം ചെയ്തേക്കാം. വ്യത്യസ്ത കപ്പാസിറ്റൻസ് മൂല്യങ്ങളുള്ള കപ്പാസിറ്ററുകളുടെ സമാന്തര കണക്ഷൻ, വൈഡ് ഫ്രീക്വൻസി ബാൻഡിൽ പവർ സപ്ലൈ പിന്നിന് വളരെ കുറഞ്ഞ ആൾട്ടർനേറ്റിംഗ് കറന്റ് (എസി) ഇം‌പെഡൻസ് ഉണ്ടെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു. പ്രവർത്തന ആംപ്ലിഫയർ പവർ സപ്ലൈ റിജക്ഷൻ റേഷ്യോയുടെ (പിഎസ്ആർ) അറ്റൻവേഷൻ ഫ്രീക്വൻസിയിൽ ഇത് വളരെ പ്രധാനമാണ്. ഈ കപ്പാസിറ്റർ ആംപ്ലിഫയറിന്റെ കുറഞ്ഞ പിഎസ്ആർ നികത്താൻ സഹായിക്കുന്നു. നിരവധി പത്ത്-ഒക്ടേവ് ശ്രേണികളിൽ കുറഞ്ഞ ഇം‌പെഡൻസ് ഗ്രൗണ്ട് പാത്ത് നിലനിർത്തുന്നത് ഹാനികരമായ ശബ്‌ദം OP ആമ്പിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്നില്ലെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ സഹായിക്കും. ഒന്നിലധികം കപ്പാസിറ്ററുകൾ സമാന്തരമായി ഉപയോഗിക്കുന്നതിന്റെ ഗുണങ്ങൾ (ചിത്രം 1) കാണിക്കുന്നു. കുറഞ്ഞ ആവൃത്തികളിൽ, വലിയ കപ്പാസിറ്ററുകൾ കുറഞ്ഞ ഇം‌പെഡൻസ് ഗ്രൗണ്ട് പാത്ത് നൽകുന്നു. എന്നാൽ ആവൃത്തി സ്വന്തം അനുരണന ആവൃത്തിയിൽ എത്തിയാൽ, കപ്പാസിറ്ററിന്റെ അനുയോജ്യത ദുർബലമാവുകയും ക്രമേണ ഇൻഡക്റ്റീവ് ആയി പ്രത്യക്ഷപ്പെടുകയും ചെയ്യും.