സത്യത്തിൽ, അച്ചടിച്ച സർക്യൂട്ട് ബോർഡ് (പിസിബി) ഇലക്ട്രിക്കൽ ലീനിയർ മെറ്റീരിയലുകൾ കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, അതായത് അവയുടെ പ്രതിരോധം സ്ഥിരമായിരിക്കണം. എന്തുകൊണ്ടാണ് ഒരു പിസിബി ഒരു സിഗ്നലിൽ രേഖീയമല്ലാത്തത് അവതരിപ്പിക്കുന്നത്? പിസിബി ലേoutട്ട് കറന്റ് ഒഴുകുന്ന സ്ഥലവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ “സ്പേഷ്യലി നോൺ-ലീനിയർ” ആണ് എന്നതാണ് ഉത്തരം.

ആംപ്ലിഫയറിന് ഒരു സ്രോതസ്സിൽ നിന്നോ മറ്റൊന്നിൽ നിന്നോ കറന്റ് ലഭിക്കുമോ എന്നത് ലോഡിലെ സിഗ്നലിന്റെ തൽക്ഷണ ധ്രുവതയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. വൈദ്യുതി വിതരണത്തിൽ നിന്ന്, ബൈപാസ് കപ്പാസിറ്ററിലൂടെ, ആംപ്ലിഫയർ വഴി ലോഡിലേക്ക് ഒഴുകുന്നു. The current then travels from the load ground terminal (or shielding of the PCB output connector) back to the ground plane, through the bypass capacitor, and back to the source that originally supplied the current.

The concept of minimum path of current through impedance is incorrect. The amount of current in all different impedance paths is proportional to its conductivity. ഒരു ഗ്രൗണ്ട് പ്ലേനിൽ, ഒന്നിലധികം ലോ-ഇംപെഡൻസ് പാതകളുണ്ട്, അതിലൂടെ വലിയ അളവിൽ ഗ്രൗണ്ട് കറന്റ് ഒഴുകുന്നു: ഒരു പാത ബൈപാസ് കപ്പാസിറ്ററുമായി നേരിട്ട് ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു; ബൈപാസ് കപ്പാസിറ്റർ എത്തുന്നതുവരെ മറ്റൊന്ന് ഇൻപുട്ട് റെസിസ്റ്ററിനെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്നു. ചിത്രം 1 ഈ രണ്ട് പാതകൾ വിശദീകരിക്കുന്നു. ബാക്ക്ഫ്ലോ കറന്റ് ആണ് ശരിക്കും പ്രശ്നം ഉണ്ടാക്കുന്നത്.

സമർപ്പിക്കുക

പിസിബിയിലെ വിവിധ സ്ഥാനങ്ങളിൽ ബൈപാസ് കപ്പാസിറ്ററുകൾ സ്ഥാപിക്കുമ്പോൾ, ഗ്രൗണ്ട് കറന്റ് വ്യത്യസ്ത പാതകളിലൂടെ അതത് ബൈപാസ് കപ്പാസിറ്ററുകളിലേക്ക് ഒഴുകുന്നു, അതായത് “സ്പേഷ്യൽ നോൺ ലീനിയറിറ്റി” എന്നതിന്റെ അർത്ഥം. If a significant portion of a polar component of the ground current flows through the ground of the input circuit, only that polar component of the signal is disturbed. ഗ്രൗണ്ട് കറന്റിന്റെ മറ്റ് ധ്രുവീകരണം തടസ്സപ്പെട്ടില്ലെങ്കിൽ, ഇൻപുട്ട് സിഗ്നൽ വോൾട്ടേജ് രേഖീയമല്ലാത്ത രീതിയിൽ മാറുന്നു. ഒരു ധ്രുവീകരണ ഘടകം മാറുമ്പോൾ, മറ്റൊന്ന് പോളാരിറ്റി അല്ലാത്തപ്പോൾ, വ്യതിചലനം സംഭവിക്കുകയും outputട്ട്പുട്ട് സിഗ്നലിന്റെ രണ്ടാമത്തെ ഹാർമോണിക് വ്യതിചലനമായി പ്രകടമാവുകയും ചെയ്യുന്നു. ചിത്രം 2 ഈ വക്രീകരണ പ്രഭാവം അതിശയോക്തിപരമായ രൂപത്തിൽ കാണിക്കുന്നു.

സമർപ്പിക്കുക

സൈൻ തരംഗത്തിന്റെ ഒരു ധ്രുവ ഘടകം മാത്രം അസ്വസ്ഥമാകുമ്പോൾ, തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന തരംഗരൂപം ഇനി ഒരു സൈൻ തരംഗമല്ല. 100-ω ലോഡ് ഉപയോഗിച്ച് അനുയോജ്യമായ ഒരു ആംപ്ലിഫയർ അനുകരിക്കുകയും 1-ω റെസിസ്റ്ററിലൂടെ ലോഡ് കറന്റ് ഗ്രൗണ്ട് വോൾട്ടേജിലേക്ക് സിഗ്നലിന്റെ ഒരു പോളാരിറ്റിയിൽ മാത്രം കൂട്ടിച്ചേർക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, ചിത്രം 3 ൽ. Fourier transform shows that the distortion waveform is almost all the second harmonics at -68 DBC. ഉയർന്ന ആവൃത്തികളിൽ, ഈ അളവിലുള്ള കപ്ലിംഗ് ഒരു PCB- യിൽ എളുപ്പത്തിൽ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് ഒരു PCB- യുടെ പ്രത്യേക നോൺ-ലീനിയർ ഇഫക്റ്റുകൾ അവലംബിക്കാതെ തന്നെ ഒരു ആംപ്ലിഫയറിന്റെ മികച്ച ആന്റി-ഡിസോർട്ടേഷൻ സവിശേഷതകൾ നശിപ്പിക്കും. When the output of a single operational amplifier is distorted due to the ground current path, the ground current flow can be adjusted by rearranging the bypass loop and maintaining distance from the input device, as shown in Figure 4.

സമർപ്പിക്കുക

Multiamplifier chip

മൾട്ടി-ആംപ്ലിഫയർ ചിപ്പുകളുടെ പ്രശ്നം (രണ്ട്, മൂന്ന്, അല്ലെങ്കിൽ നാല് ആംപ്ലിഫയറുകൾ) ബൈപാസ് കപ്പാസിറ്ററിന്റെ ഗ്രൗണ്ട് കണക്ഷൻ മുഴുവൻ ഇൻപുട്ടിൽ നിന്നും അകറ്റി നിർത്താനുള്ള കഴിവില്ലായ്മയാണ്. നാല് ആംപ്ലിഫയറുകൾക്ക് ഇത് പ്രത്യേകിച്ചും സത്യമാണ്. ക്വാഡ്-ആംപ്ലിഫയർ ചിപ്പുകൾക്ക് ഓരോ വശത്തും ഇൻപുട്ട് ടെർമിനലുകൾ ഉണ്ട്, അതിനാൽ ഇൻപുട്ട് ചാനലിലെ അസ്വസ്ഥത ലഘൂകരിക്കുന്ന ബൈപാസ് സർക്യൂട്ടുകൾക്ക് ഇടമില്ല.

സമർപ്പിക്കുക

നാല്-ആംപ്ലിഫയർ ലേoutട്ടിലേക്കുള്ള ലളിതമായ സമീപനം ചിത്രം 5 കാണിക്കുന്നു. മിക്ക ഉപകരണങ്ങളും ഒരു ക്വാഡ് ആംപ്ലിഫയർ പിൻ നേരിട്ട് ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു. ഒരു പവർ സപ്ലൈയുടെ ഗ്രൗണ്ട് കറന്റ് ഇൻപുട്ട് ഗ്രൗണ്ട് വോൾട്ടേജും മറ്റ് ചാനൽ പവർ സപ്ലൈയുടെ ഗ്രൗണ്ട് കറന്റും അസ്വസ്ഥമാക്കും, ഇത് വ്യതിചലനത്തിന് കാരണമാകുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ക്വാഡ് ആംപ്ലിഫയറിന്റെ ചാനൽ 1 -ലെ (+Vs) ബൈപാസ് കപ്പാസിറ്റർ അതിന്റെ ഇൻപുട്ടിനോട് നേരിട്ട് ചേർക്കാം; (-Vs) ബൈപാസ് കപ്പാസിറ്റർ പാക്കേജിന്റെ മറുവശത്ത് സ്ഥാപിക്കാവുന്നതാണ്. (+Vs) ഗ്രൗണ്ട് കറന്റ് ചാനൽ 1 നെ തടസ്സപ്പെടുത്തും, അതേസമയം (-vs) ഗ്രൗണ്ട് കറന്റ് ഉണ്ടാകണമെന്നില്ല.

സമർപ്പിക്കുക

ഈ പ്രശ്നം ഒഴിവാക്കാൻ, ഗ്രൗണ്ട് കറന്റ് ഇൻപുട്ടിനെ തടസ്സപ്പെടുത്തട്ടെ, പക്ഷേ പിസിബി കറന്റ് സ്പേഷ്യൽ ലീനിയർ രീതിയിൽ ഒഴുകട്ടെ. ഇത് നേടാൻ, ബൈപാസ് കപ്പാസിറ്റർ പിസിബിയിൽ (+Vs) കൂടാതെ ( – Vs) ഗ്രൗണ്ട് കറന്റുകൾ ഒരേ പാതയിലൂടെ ഒഴുകുന്ന വിധത്തിൽ ക്രമീകരിക്കാവുന്നതാണ്. പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് വൈദ്യുത പ്രവാഹങ്ങളാൽ ഇൻപുട്ട് സിഗ്നൽ തുല്യമായി അസ്വസ്ഥമാവുകയാണെങ്കിൽ, വ്യതിചലനം സംഭവിക്കില്ല. അതിനാൽ, രണ്ട് ബൈപാസ് കപ്പാസിറ്ററുകൾ പരസ്പരം അടുക്കുക, അങ്ങനെ അവ ഒരു ഗ്രൗണ്ട് പോയിന്റ് പങ്കിടുന്നു. ഭൂമിയുടെ രണ്ട് ധ്രുവ ഘടകങ്ങൾ ഒരേ പോയിന്റിൽ നിന്നാണ് വരുന്നത് (outputട്ട്പുട്ട് കണക്റ്റർ ഷീൽഡിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ ലോഡ് ഗ്രൗണ്ട്) രണ്ടും ഒരേ പോയിന്റിലേക്ക് തിരികെ ഒഴുകുന്നു (ബൈപാസ് കപ്പാസിറ്ററിന്റെ പൊതു ഗ്രൗണ്ട് കണക്ഷൻ), പോസിറ്റീവ്/നെഗറ്റീവ് കറന്റ് ഒഴുകുന്നു ഒരേ പാത. ഒരു ചാനലിന്റെ ഇൻപുട്ട് പ്രതിരോധം (+Vs) വൈദ്യുതധാരയെ തടസ്സപ്പെടുത്തുകയാണെങ്കിൽ, ( – Vs) വൈദ്യുതധാരയ്ക്ക് അതേ ഫലമുണ്ട്. Because the resulting disturbance is the same regardless of the polarity, there is no distortion, but a small change in the gain of the channel will occur, as shown in Figure 6.

സമർപ്പിക്കുക

മുകളിലുള്ള അനുമാനം പരിശോധിക്കാൻ, രണ്ട് വ്യത്യസ്ത പിസിബി ലേoutsട്ടുകൾ ഉപയോഗിച്ചു: ഒരു ലളിതമായ ലേoutട്ട് (ചിത്രം 5), കുറഞ്ഞ വ്യതിചലന ലേ layട്ട് (ചിത്രം 6). ഫെയർചൈൽഡ് അർദ്ധചാലകം ഉപയോഗിച്ച് FHP3450 ക്വാഡ്-ഓപ്പറേറ്റീവ് ആംപ്ലിഫയർ നിർമ്മിച്ച വികലത പട്ടിക 1. കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. എം.എ. As can be seen from Table 1, the more distorted the channel, the better the improvement, so that the four channels are nearly equal in performance.

സമർപ്പിക്കുക

Without an ideal quad amplifier on a PCB, measuring the effects of a single amplifier channel can be difficult. വ്യക്തമായും, തന്നിരിക്കുന്ന ആംപ്ലിഫയർ ചാനൽ സ്വന്തം ഇൻപുട്ടിനെ മാത്രമല്ല, മറ്റ് ചാനലുകളുടെ ഇൻപുട്ടിനെയും ശല്യപ്പെടുത്തുന്നു. The earth current flows through all the different channel inputs and produces different effects, but is influenced by each output, which is measurable.

ഒരു ചാനൽ മാത്രം പ്രവർത്തിപ്പിക്കുമ്പോൾ മറ്റ് അവ്യക്തമായ ചാനലുകളിൽ അളക്കുന്ന ഹാർമോണിക്സ് പട്ടിക 2 കാണിക്കുന്നു. അടിസ്ഥാനപരമായ ആവൃത്തിയിൽ ഒരു ചെറിയ സിഗ്നൽ (ക്രോസ്‌സ്റ്റാക്ക്) പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നു, മാത്രമല്ല കാര്യമായ അടിസ്ഥാന സിഗ്നലിന്റെ അഭാവത്തിൽ ഭൂഗർഭ വൈദ്യുതധാര നേരിട്ട് അവതരിപ്പിക്കുന്ന വികലവും ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു. ചിത്രം 6 ലെ ലോ-ഡിസോർഷൻ ലേoutട്ട് കാണിക്കുന്നത്, ഗ്രൗണ്ട് കറന്റ് ഇഫക്റ്റിന്റെ ഏതാണ്ട് ഉന്മൂലനം കാരണം രണ്ടാമത്തെ ഹാർമോണിക്, ടോട്ടൽ ഹാർമോണിക് ഡിസോർട്ടേഷൻ (ടിഎച്ച്ഡി) സവിശേഷതകൾ വളരെ മെച്ചപ്പെട്ടതായി കാണിക്കുന്നു.

സമർപ്പിക്കുക

ഈ ലേഖനത്തിന്റെ സംഗ്രഹം

ലളിതമായി പറഞ്ഞാൽ, ഒരു പിസിബിയിൽ, ബാക്ക്ഫ്ലോ വൈദ്യുത പ്രവാഹം വ്യത്യസ്ത ബൈപാസ് കപ്പാസിറ്ററുകളിലൂടെ (വ്യത്യസ്ത വൈദ്യുതി വിതരണങ്ങൾക്ക്), വൈദ്യുതി വിതരണം തന്നെ, അതിന്റെ ചാലകതയ്ക്ക് ആനുപാതികമാണ്. ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി സിഗ്നൽ കറന്റ് ചെറിയ ബൈപാസ് കപ്പാസിറ്ററിലേക്ക് തിരികെ ഒഴുകുന്നു. ഓഡിയോ സിഗ്നലുകൾ പോലെയുള്ള ലോ-ഫ്രീക്വൻസി വൈദ്യുത പ്രവാഹങ്ങൾ പ്രധാനമായും വലിയ ബൈപാസ് കപ്പാസിറ്ററുകളിലൂടെ ഒഴുകും. ഒരു താഴ്ന്ന ഫ്രീക്വൻസി കറന്റ് പോലും പൂർണ്ണ ബൈപാസ് കപ്പാസിറ്റൻസിനെ “അവഗണിക്കുകയും” പവർ ലീഡിലേക്ക് നേരിട്ട് ഒഴുകുകയും ചെയ്യും. ഏത് പാതയാണ് ഏറ്റവും നിർണായകമെന്ന് നിർദ്ദിഷ്ട ആപ്ലിക്കേഷൻ നിർണ്ണയിക്കും. Fortunately, it is easy to protect the entire ground current path by using a common ground point and a ground bypass capacitor on the output side.

HF PCB ലേoutട്ടിനുള്ള സുവർണ്ണ നിയമം, HF ബൈപാസ് കപ്പാസിറ്റർ പാക്കേജുചെയ്ത പവർ പിൻ പോലെ കഴിയുന്നത്ര അടുത്ത് വയ്ക്കുക എന്നതാണ്, എന്നാൽ ചിത്രം 5, ചിത്രം 6 എന്നിവയുടെ താരതമ്യം കാണിക്കുന്നത്, ഈ വ്യതിയാനം സവിശേഷതകൾ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഈ നിയമം പരിഷ്കരിക്കുന്നതിൽ വലിയ വ്യത്യാസമില്ല എന്നാണ്. മെച്ചപ്പെട്ട വ്യതിചലന സവിശേഷതകൾ ഏകദേശം 0.15 ഇഞ്ച് ഹൈ-ഫ്രീക്വൻസി ബൈപാസ് കപ്പാസിറ്റർ വയറിംഗ് ചേർക്കുന്നതിനുള്ള ചെലവിൽ വന്നു, പക്ഷേ ഇത് FHP3450- ന്റെ എസി പ്രതികരണ പ്രകടനത്തിൽ ചെറിയ സ്വാധീനം ചെലുത്തി. ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ആംപ്ലിഫയറിന്റെ പ്രകടനം പരമാവധി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് PCB ലേoutട്ട് പ്രധാനമാണ്, ഇവിടെ ചർച്ച ചെയ്യപ്പെടുന്ന പ്രശ്നങ്ങൾ hf ആംപ്ലിഫയറുകളിൽ മാത്രം പരിമിതപ്പെടുന്നില്ല. ഓഡിയോ പോലുള്ള ലോവർ ഫ്രീക്വൻസി സിഗ്നലുകൾക്ക് കൂടുതൽ കർശനമായ വ്യതിചലന ആവശ്യകതകൾ ഉണ്ട്. താഴ്ന്ന ആവൃത്തികളിൽ ഗ്രൗണ്ട് കറന്റ് പ്രഭാവം ചെറുതാണ്, പക്ഷേ ആവശ്യമായ വ്യതിചലന സൂചിക അതിനനുസരിച്ച് മെച്ചപ്പെടുത്തിയാൽ അത് ഇപ്പോഴും ഒരു പ്രധാന പ്രശ്നമായിരിക്കാം.