मुद्रित सर्किट बोर्ड कठिन समस्या र समाधान

Q: साधारण प्रतिरोधकहरु को बारे मा पहिले उल्लेख गरीएको छ, त्यहाँ केहि प्रतिरोधकहरु जसको प्रदर्शन वास्तवमा के हामी अपेक्षा गर्छौं। तार को एक खण्ड को प्रतिरोध को लागी के हुन्छ?
A: स्थिति फरक छ। सम्भवतः तपाइँ एक तार वा एक मुद्रित सर्किट बोर्ड मा तार को रूप मा कार्य गर्दछ एक प्रवाहकीय ब्यान्ड को सन्दर्भ गर्दै हुनुहुन्छ। चूंकि कोठा-तापमान superconductors अझै उपलब्ध छैन, धातु तार को कुनै लम्बाई एक कम प्रतिरोध प्रतिरोधी (जो एक संधारित्र र प्रेरक को रूप मा पनि काम गर्दछ) को रूप मा कार्य गर्दछ, र सर्किट मा यसको प्रभाव लाई विचार गर्नु पर्छ।
२. प्रश्न: एउटा सानो सिग्नल सर्किट मा एक धेरै छोटो तांबे को तार को प्रतिरोध महत्वपूर्ण हुनु हुँदैन?
एक: 16k an को एक इनपुट प्रतिबाधा संग एक १-बिट ADC विचार गरौं। मानौं कि एडीसी इनपुट को लागी सिग्नल लाइन एक सामान्य मुद्रित सर्किट बोर्ड (5mm मोटी, 0.038mm चौडाई) लम्बाई 0.25cm को एक प्रवाहकीय ब्यान्ड संग हुन्छ। यो कोठा को तापमान मा लगभग 10 of को एक प्रतिरोध छ, जो एक सानो 0.18K ω × 5 × 2-2 भन्दा कम छ र पूर्ण डिग्री मा 16LSB को एक लाभ त्रुटि पैदा गर्दछ।
तर्कसंगत, यो समस्या कम हुन सक्छ यदि, जस्तै यो पहिले नै छ, मुद्रित सर्किट बोर्ड को प्रवाहकीय ब्यान्ड व्यापक बनाइएको छ। एनालग सर्किट मा, यो सामान्यतया एक व्यापक ब्यान्ड को उपयोग गर्न को लागी बेहतर छ, तर धेरै पीसीबी डिजाइनरहरु (र पीसीबी डिजाइनरहरु) सिग्नल लाइन प्लेसमेन्ट को सुविधा को लागी एक न्यूनतम ब्यान्ड चौडाइ को उपयोग गर्न रुचाउँछन्। अन्त मा, यो प्रवाहकीय ब्यान्ड को प्रतिरोध को गणना र सबै सम्भावित समस्याहरु मा यसको भूमिका को विश्लेषण गर्न को लागी महत्वपूर्ण छ।
३. प्रश्न: त्यहाँ धेरै ठूलो चौडाइ र मुद्रित सर्किट बोर्ड को पछाडि धातु तह संग प्रवाहकीय ब्यान्ड को समाई संग एक समस्या छ?
A: यो एउटा सानो प्रश्न हो। जे होस् प्रिन्टेड सर्किट बोर्ड को प्रवाहकीय ब्यान्ड बाट capacitance महत्वपूर्ण छ (कम आवृत्ति सर्किट को लागी, जो उच्च आवृत्ति परजीवी oscillations उत्पादन गर्न सक्छ), यो सधैं पहिलो अनुमान गर्नुपर्छ। यदि यो मामला हैन, पनी एक व्यापक प्रवाहकीय ब्यान्ड एक ठूलो capacitance गठन समस्या छैन। यदि समस्या उत्पन्न हुन्छ, भुइँ विमान को एक सानो क्षेत्र पृथ्वी को क्षमता घटाउन को लागी हटाउन सकिन्छ।
Q: एक पल को लागी यो प्रश्न छोड्नुहोस्! ग्राउन्डि plane प्लेन के हो?
A: यदि एक मुद्रित सर्किट बोर्ड (वा एक multilayer मुद्रित सर्किट बोर्ड को सम्पूर्ण interlayer) को सम्पूर्ण पक्ष मा तांबे पन्नी ग्राउन्डि for को लागी प्रयोग गरीन्छ, तब यो हामी एक ग्राउन्डि plane प्लेन कल गर्छौं। कुनै पनि जमीन तार सबैभन्दा सानो सम्भावित प्रतिरोध र अधिष्ठापन संग व्यवस्थित गरिनेछ। यदि एक प्रणाली एक अर्थिंग विमान को उपयोग गर्दछ, यो कम पृथ्वी को आवाज बाट प्रभावित हुने सम्भावना छ। यसबाहेक, ग्राउन्डि plane प्लेन पनि ढाल र चिसो को कार्य छ
Q: यहाँ उल्लेख गरिएको ग्राउन्डि plane प्लेन निर्माताहरु को लागी गाह्रो छ, हैन?
A: 20 बर्ष पहिले केहि समस्याहरु थिए। आज, मुद्रित सर्किट बोर्डहरुमा बाइन्डर, मिलाप प्रतिरोध र वेभ सोल्डरिंग टेक्नोलोजी को सुधार को कारण, ग्राउन्डि plane प्लेन को निर्माण मुद्रित सर्किट बोर्डहरु को एक नियमित संचालन भएको छ।
प्रश्न: तपाइँले भन्नुभयो कि ग्राउण्ड प्लेन को उपयोग गरेर जमीन आवाज को लागी एक प्रणाली लाई उजागर गर्ने संभावना धेरै सानो छ। ग्राउण्ड शोर समस्या को समाधान के हुन सक्दैन?
एक: एक ग्राउन्डेड शोर प्रणाली को आधारभूत सर्किट एक जमीन विमान छ, तर यसको प्रतिरोध र अधिष्ठापन शून्य छैन – यदि बाह्य वर्तमान स्रोत पर्याप्त बलियो छ, यो सटीक संकेतहरु लाई प्रभावित गर्दछ। यो समस्या छापिएको सर्किट बोर्डहरु लाई राम्रो संग व्यवस्थित गरी कम गर्न सकिन्छ ताकि उच्च प्रवाह सटीक संकेतहरु को ग्राउन्डि voltage भोल्टेज लाई प्रभावित गर्ने क्षेत्रहरुमा बग्दैन। कहिलेकाहीँ भुइँमा विमानमा ब्रेक वा स्लिटले संवेदनशील क्षेत्रबाट ठूलो ग्राउन्डि current प्रवाहलाई हटाउन सक्छ, तर जबरजस्ती जमीन प्लेन परिवर्तन गर्दा पनि संवेदनशील क्षेत्रमा सिग्नल मोड्न सक्छ, त्यसैले यस्तो प्रविधि सावधानी संग प्रयोग गर्नु पर्छ।
प्रश्न: म कसरी एक ग्राउन्डेड प्लेन मा उत्पन्न भोल्टेज ड्रप थाहा पाउँछु?
A: सामान्यतया भोल्टेज ड्रप मापन गर्न सकिन्छ, तर कहिले काहिँ ग्राउन्डि plane्ग प्लेन मा सामग्री को प्रतिरोध को आधार मा गणना गर्न सकिन्छ (तामा को एक औंस 1 औंस 0-45m resistance /of को प्रतिरोध छ) र को लम्बाई प्रवाहकीय ब्यान्ड जसको माध्यम बाट वर्तमान पास हुन्छ, यद्यपि गणना जटिल हुन सक्छ। डीसी मा भोल्टेज कम आवृत्ति (50kHz) दायरा मा AMP02 वा AD620 जस्तै उपकरण एम्पलीफायर संग मापन गर्न सकिन्छ।
एम्पलीफायर लाभ 1000 मा सेट गरीएको थियो र 5mV/div को संवेदनशीलता संग एक आस्टसीलस्कप संग जोडिएको। एम्पलीफायर परीक्षण अन्तर्गत सर्किट को रूप मा एकै शक्ति स्रोत बाट आपूर्ति गर्न सकिन्छ, वा यसको आफ्नै पावर स्रोत बाट। जे होस्, यदि एम्पलीफायर जमीन यसको पावर बेस बाट अलग छ, आस्टसीलस्कप प्रयोग गरीएको पावर सर्किट को पावर बेस संग जोडिएको हुनुपर्छ।
ग्राउण्ड प्लेन मा कुनै पनि दुई बिन्दुहरु को बिरुद्ध प्रतिरोध दुई बिन्दुहरु मा एक जांच जोड्ने मापन गर्न सकिन्छ। एम्पलीफायर लाभ र आस्टसीलस्कप संवेदनशीलता को संयोजन मापन संवेदनशीलता 5μV/div सम्म पुग्न सक्षम बनाउँछ। एम्पलीफायर बाट शोर को बारे मा 3μV द्वारा आस्टसीलस्कप तरंग वक्र को चौडाई वृद्धि हुनेछ, तर यो अझै पनी 1μV को एक संकल्प प्राप्त गर्न सम्भव छ – 80% सम्म विश्वास संग धेरै जमिन को शोर छुट्याउन को लागी पर्याप्त।
प्रश्न: माथिको परीक्षण विधि को बारे मा के नोट गर्नु पर्छ?
A: कुनै पनि वैकल्पिक चुम्बकीय क्षेत्र जांच लीड मा एक भोल्टेज, जो एक अर्का (र जमीन प्रतिरोध को लागी एक विक्षेपण मार्ग प्रदान) को जांच सर्ट सर्किट द्वारा परीक्षण गर्न सकिन्छ र आस्टसीलस्कप तरंग अवलोकन गरीन्छ। अवलोकन एसी तरंग प्रेरण को कारण हो र नेतृत्व को स्थिति परिवर्तन गरेर वा चुम्बकीय क्षेत्र को समाप्त गर्न को कोशिश गरेर कम गर्न सकिन्छ। यसको अतिरिक्त, यो सुनिश्चित गर्न को लागी आवश्यक छ कि एम्पलीफायर को ग्राउन्डि the सिस्टम को ग्राउन्डिंग संग जोडिएको छ। यदि एम्पलीफायर यो जडान छ त्यहाँ कुनै विक्षेपण फिर्ता मार्ग छ र एम्पलीफायर काम गर्दैन। ग्राउन्डि also्गले यो पनी सुनिश्चित गर्नु पर्छ कि प्रयोग गरिएको ग्राउन्डि method्ग विधि परीक्षण अन्तर्गत सर्किट को वर्तमान वितरण संग हस्तक्षेप गर्दैन।
Q: कसरी उच्च आवृत्ति ग्राउन्डि noise आवाज मापन गर्ने?
A: यो एक उपयुक्त wideband उपकरण एम्पलीफायर संग hf जमीन आवाज मापन गर्न गाह्रो छ, त्यसैले hf र VHF निष्क्रिय जांच उपयुक्त छन्। यो एक फेराइट चुम्बकीय अंगूठी (~ ~ mm मिमी को बाहिरी व्यास) 6 ~ १० को दुई कोइल संग प्रत्येक हुन्छ। एक उच्च आवृत्ति अलगाव ट्रान्सफार्मर बनाउन को लागी, एक कुण्डली स्पेक्ट्रम विश्लेषक इनपुट र अर्को जांच संग जोडिएको छ।
परीक्षण विधि कम आवृत्ति को मामला जस्तै छ, तर स्पेक्ट्रम विश्लेषक आवाज को प्रतिनिधित्व गर्न को लागी आयाम आवृत्ति विशेषता घटता को उपयोग गर्दछ। समय डोमेन गुणहरु को विपरीत, शोर स्रोतहरु सजीलै आफ्नो आवृत्ति विशेषताहरु को आधार मा छुट्याउन सकिन्छ। यसको अतिरिक्त, स्पेक्ट्रम विश्लेषक को संवेदनशीलता कम से कम ब्रॉडबैंड आस्टसीलस्कप को तुलना मा 60dB उच्च छ।
प्रश्न: एक तार को inductance को बारे मा?
A: कंडक्टर र पीसीबी प्रवाहकीय ब्यान्ड को अधिष्ठापन उच्च आवृत्ति मा बेवास्ता गर्न सकिदैन। एक सीधा तार र एक प्रवाहकीय ब्यान्ड को अधिष्ठापन गणना गर्न को लागी, दुई अनुमान यहाँ पेश गरीएको छ।
उदाहरण को लागी, एक प्रवाहकीय ब्यान्ड 1cm लामो र 0.25mm चौडा 10nH को एक अधिष्ठापन गठन हुनेछ।
कंडक्टर अधिष्ठापन = 0.0002LLN2LR-0.75 μH
उदाहरण को लागी, 1 सेमी लामो 0.5mm बाहिरी व्यास तार को अधिष्ठापन 7.26nh (2R = 0.5mm, L = 1cm)
प्रवाहकीय ब्यान्ड अधिष्ठापन = 0.0002LLN2LW+H+0.2235W+HL+0.5μH
उदाहरण को लागी, 1cm चौडा 0.25mm मुद्रित सर्किट बोर्ड प्रवाहकीय ब्यान्ड को अधिष्ठापन 9.59nh (H = 0.038mm, W = 0.25mm, L = 1cm) हो।
जे होस्, प्रेरक प्रतिक्रिया सामान्यतया परजीवी प्रवाह र कट प्रेरक सर्किट को प्रेरित भोल्टेज भन्दा धेरै सानो छ। पाश क्षेत्र लाई कम गर्नु पर्छ किनकि प्रेरित भोल्टेज पाश क्षेत्र को आनुपातिक छ। यो गर्न को लागी सजिलो छ जब तारि tw मुड़िएको जोडी छ।
मुद्रित सर्किट बोर्डहरुमा, सीसा र फिर्ता पथ एक साथ नजिक हुनुपर्छ। सानो तारि changes परिवर्तन अक्सर प्रभाव कम, स्रोत कम ऊर्जा पाश बी को एक युग्मित हेर्नुहोस्।
पाश क्षेत्र घटाउने वा युग्मन loops को बीच दूरी बढाएर प्रभाव कम हुनेछ। पाश क्षेत्र सामान्यतया एक न्यूनतम र युग्मन loops को बीच दूरी अधिकतम गर्न को लागी कम गरीन्छ। चुम्बकीय परिरक्षण कहिलेकाहीँ आवश्यक हुन्छ, तर महँगो र मेकानिकल विफलता को खतरा छ, त्यसैले यो बाट बच्न।
११. क्यू: आवेदन ईन्जिनियरहरु को लागी प्रश्न र उत्तर मा, एकीकृत सर्किट को गैर आदर्श व्यवहार अक्सर उल्लेख छ। यो जस्तै प्रतिरोधकहरु को रूप मा सरल घटक को उपयोग गर्न को लागी सजिलो हुनु पर्छ। आदर्श घटक को निकटता व्याख्या गर्नुहोस्।
A: मँ एक प्रतिरोधक एक आदर्श उपकरण हुन चाहन्छु, तर एक प्रतिरोधक को नेतृत्व मा छोटो सिलिन्डर एक शुद्ध प्रतिरोधक जस्तै ठ्याक्कै काम गर्दछ। वास्तविक प्रतिरोधक मा काल्पनिक प्रतिरोध घटक – प्रतिक्रिया घटक पनि हुन्छ। धेरै जसो प्रतिरोधकहरु को एक सानो capacitance (सामान्यतया १ देखि ३pF) तिनीहरुको प्रतिरोध संग समानांतर मा हुन्छ। जे होस् केहि फिल्म प्रतिरोधीहरु, पेचदार नाली आफ्नो प्रतिरोधी फिल्महरु मा काट्न ज्यादातर आगमनशील छ, तिनीहरुको प्रेरक प्रतिक्रिया दसौं या nahen (nH) को सयौं छ। निस्सन्देह, तार घाउ resistances सामान्यतया प्रेरक बरु capacitive (कम्तिमा कम आवृत्तिहरुमा) को तुलना मा हो। आखिर, तार घाउ प्रतिरोधक coils बाट बनेका छन्, त्यसैले यो असामान्य छैन तार घाव प्रतिरोधकहरु को लागी धेरै microhm (μH) वा microhm को दसैं, वा तथाकथित “गैर-आगमनात्मक” तार-घाउ प्रतिरोधक को इन्डक्टन्स हो। (जहाँ coils को आधा घडीको दिशामा घाँटी छन् र अन्य आधा anticlockwise)। ता कि कुण्डली को दुई भागहरु द्वारा उत्पादित अधिष्ठापन एक अर्का लाई रद्द गर्दछ) पनि १μH वा अवशिष्ट अधिष्ठापन को अधिक छ। लगभग १०k above माथिको उच्च-मूल्य तार-घाउ प्रतिरोधकहरुको लागी, शेष प्रतिरोधकहरु प्रायजसो आगमनात्मक भन्दा कैपेसिटिभ हुन्छन्, र समाई १०pF सम्म हुन्छ, मानक पातलो फिल्म वा सिंथेटिक प्रतिरोधक भन्दा उच्च। यो प्रतिक्रिया ध्यानपूर्वक विचार गर्नु पर्छ जब प्रतिरोधक युक्त उच्च आवृत्ति सर्किट डिजाइन।
Q: तर तपाइँले वर्णन गर्नुभएका धेरै सर्किटहरु DC वा धेरै कम आवृत्तिहरुमा सटीक मापन को लागी प्रयोग गरीन्छ। आवारा inductors र आवारा capacitors यी अनुप्रयोगहरु मा अप्रासंगिक छन्, हैन?
A: हो। किनकि ट्रान्जिस्टर (दुबै असंगत र एकीकृत सर्किट भित्र) धेरै फराकिलो ब्यान्ड चौडाई छ, दोलन कहिले काहिँ सयौं वा मेगाहर्ट्ज ब्यान्ड को हजारहरु मा हुन सक्छ जब सर्किट एक प्रेरक लोड संग समाप्त हुन्छ। दोलन संग सम्बन्धित अफसेट र सुधार कार्यहरु कम आवृत्ति सटीकता र स्थिरता मा नराम्रो प्रभाव छ।
नराम्रो कुरा, दोलन एक oscilloscope मा देखिन नहुन सक्छ किनकि oscilloscope को ब्यान्डविड्थ मापन भइरहेको उच्च आवृत्ति oscillations को ब्यान्डविड्थ को तुलना मा धेरै कम छ, वा कारण oscilloscope जांच को चार्ज क्षमता दोलन रोक्न पर्याप्त छ। सबै भन्दा राम्रो तरीका एक चौडा ब्यान्ड (१-५GHz मा कम आवृत्ति) स्पेक्ट्रम विश्लेषक परजीवी दोलन को लागी प्रणाली को जाँच गर्न को लागी हो। यो जाँच गरिनु पर्छ जब इनपुट सम्पूर्ण गतिशील दायरा मा भिन्न हुन्छ, किनकि परजीवी दोलन कहिले काहिँ इनपुट ब्यान्ड को एक धेरै संकीर्ण दायरा मा हुन्छ।
Q: त्यहाँ resistors को बारे मा कुनै प्रश्न छ?
A: एक प्रतिरोधी को प्रतिरोध निश्चित छैन, तर तापमान संग भिन्न हुन्छ। तापमान गुणांक (TC) केहि PPM /° C (मिलियन प्रति डिग्री सेल्सियस) बाट धेरै हजार PPM /° C मा भिन्न हुन्छ। सबैभन्दा स्थिर प्रतिरोधहरु तार घाउ वा धातु फिल्म प्रतिरोधकहरु छन्, र सबैभन्दा खराब सिंथेटिक कार्बन फिल्म प्रतिरोधक हुन्।
ठूलो तापमान गुणांक कहिलेकाहीँ उपयोगी हुन सक्छ (एक +३५००ppm/ ° C प्रतिरोधक जंक्शन डायोड विशेषता समीकरण मा kT/ क्यू को लागी क्षतिपूर्ति गर्न को लागी प्रयोग गर्न सकिन्छ, जस्तै पहिले आवेदन ईन्जिनियरहरु को लागी Q&AS मा उल्लेख गरीएको छ)। तर तापमान संग सामान्य प्रतिरोध मा परिशुद्धता सर्किट मा त्रुटि को एक स्रोत हुन सक्छ।
यदि सर्किट को परिशुद्धता फरक तापमान गुणांक संग दुई प्रतिरोधक को मिलान मा निर्भर गर्दछ, तब कुनै पनी राम्रो संग एक तापमान मा मेल खाए, यो अर्को मा मेल खाँदैन। तापनि यदि दुई प्रतिरोधक को तापमान गुणांक मेल खान्छ, त्यहाँ कुनै ग्यारेन्टी छैन कि उनीहरु एउटै तापमान मा रहनेछन्। आन्तरिक बिजुली खपत वा प्रणाली मा एक ताप स्रोत बाट प्रसारित बाह्य गर्मी द्वारा उत्पन्न स्वयं गर्मी तापमान बेमेल हुन सक्छ, प्रतिरोध को परिणामस्वरूप। पनी उच्च गुणस्तरीय तार-घाउ वा धातु-फिल्म प्रतिरोधकहरु सयौं (वा हजारौं) PPM / temperature को तापमान बेमेल हुन सक्छ। स्पष्ट समाधान निर्माण दुई प्रतिरोधकहरु को उपयोग गर्न को लागी हो कि उनीहरु दुबै एकै मैट्रिक्स को धेरै नजिक छन्, ताकि प्रणाली को शुद्धता सबै समय मा राम्रो संग मेल खाए। सब्सट्रेट सिलिकन वेफर हुन सक्छ कि सटीक एकीकृत सर्किट, गिलास वेफर वा धातु फिल्म अनुकरण। सब्सट्रेट को बावजूद, दुई प्रतिरोधक निर्माण को समयमा राम्रो संग मेल खान्छ, राम्रो संग मेल खाने तापमान गुणांक छ, र लगभग उस्तै तापमान मा छन् (किनकि उनीहरु धेरै नजिक छन्)।