حقیقت میں، چھپی سرکٹ بورڈ (پی سی بی) برقی لکیری مواد سے بنے ہیں ، یعنی ان کی رکاوٹ مستقل ہونی چاہیے۔ تو پی سی بی غیر لائنریٹی کو سگنل میں کیوں متعارف کراتا ہے؟ اس کا جواب یہ ہے کہ پی سی بی کی ترتیب “مقامی طور پر غیر لکیری” ہے جہاں موجودہ بہاؤ ہے۔

چاہے یمپلیفائر ایک ذریعہ سے کرنٹ وصول کرتا ہے یا دوسرا لوڈ پر سگنل کی فوری قطبیت پر منحصر ہے۔ بجلی کی فراہمی سے موجودہ بہاؤ ، بائی پاس کیپسیٹر کے ذریعے ، یمپلیفائر کے ذریعے بوجھ میں۔ 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. زمینی ہوائی جہاز میں ، اکثر ایک سے زیادہ کم رکاوٹ والا راستہ ہوتا ہے جس کے ذریعے زمینی کرنٹ کا ایک بڑا حصہ بہتا ہے: ایک راستہ براہ راست بائی پاس کیپسیٹر سے جڑا ہوا ہے۔ دوسرا جب تک بائی پاس کیپسیٹر تک نہ پہنچ جائے ان پٹ ریزسٹر کو جوش دیتا ہے۔ شکل 1 ان دو راستوں کی وضاحت کرتی ہے۔ بیک فلو کرنٹ وہی ہے جو واقعی پریشانی کا باعث ہے۔

جمع

جب پی سی بی پر مختلف پوزیشنوں پر بائی پاس کیپسیٹرز رکھے جاتے ہیں تو زمینی کرنٹ مختلف راستوں سے ہوتا ہوا متعلقہ بائی پاس کیپسیٹرز کی طرف جاتا ہے ، جس کا مطلب ہے “مقامی غیر لائنریٹی”۔ 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. اگر زمینی کرنٹ کی دوسری قطبیت متاثر نہیں ہوتی ہے تو ، ان پٹ سگنل وولٹیج غیر لائنر انداز میں تبدیل ہوتی ہے۔ جب ایک قطبی جزو کو تبدیل کیا جاتا ہے لیکن دوسرا قطبی نہیں ہوتا ہے تو ، مسخ ہوتا ہے اور آؤٹ پٹ سگنل کے دوسرے ہم آہنگی مسخ کے طور پر ظاہر ہوتا ہے۔ شکل 2 مبالغہ آمیز شکل میں اس مسخ اثر کو ظاہر کرتا ہے۔

جمع

جب سائن لہر کا صرف ایک قطبی جزو پریشان ہوتا ہے ، نتیجے میں آنے والا ویوفارم اب سائن کی لہر نہیں ہوتا ہے۔ 100-ω لوڈ کے ساتھ ایک مثالی یمپلیفائر کی نقالی اور 1-ω ریزسٹر کے ذریعے سگنل کی صرف ایک قطبیت پر زمینی وولٹیج میں لوڈ کرنٹ کو جوڑنا ، اعداد و شمار 3 کا نتیجہ ہے۔ Fourier transform shows that the distortion waveform is almost all the second harmonics at -68 DBC. اعلی تعدد پر ، پی سی بی پر جوڑے کی یہ سطح آسانی سے پیدا ہوتی ہے ، جو ایک پی سی بی کے خاص غیر خطی اثرات کا سہارا لیے بغیر امپلیفائر کی بہترین اینٹی مسخ خصوصیات کو تباہ کر سکتی ہے۔ 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.

جمع

Multiamplifier chip

ملٹی امپلیفائر چپس (دو ، تین ، یا چار یمپلیفائرز) کا مسئلہ بائی پاس کیپسیٹر کے زمینی کنکشن کو پورے ان پٹ سے دور رکھنے میں نااہلی کی وجہ سے پیچیدہ ہے۔ یہ خاص طور پر چار یمپلیفائرز کے لیے سچ ہے۔ کواڈ امپلیفائر چپس میں ہر طرف ان پٹ ٹرمینلز ہوتے ہیں ، اس لیے بائی پاس سرکٹس کی کوئی گنجائش نہیں جو ان پٹ چینل میں خلل کو کم کرتی ہے۔

جمع

شکل 5 چار یمپلیفائر لے آؤٹ کے لیے ایک سادہ نقطہ نظر دکھاتی ہے۔ زیادہ تر ڈیوائسز کواڈ یمپلیفائر پن سے براہ راست جڑ جاتی ہیں۔ ایک پاور سپلائی کا گراؤنڈ کرنٹ ان پٹ گراؤنڈ وولٹیج اور دوسرے چینل پاور سپلائی کے گراؤنڈ کرنٹ کو پریشان کر سکتا ہے ، جس کے نتیجے میں مسخ ہو جاتا ہے۔ مثال کے طور پر ، کواڈ یمپلیفائر کے چینل 1 پر (+Vs) بائی پاس کیپسیٹر کو براہ راست اس کے ان پٹ سے ملحق رکھا جا سکتا ہے۔ (-Vs) بائی پاس کیپسیٹر پیکیج کے دوسری طرف رکھا جا سکتا ہے۔ (+Vs) زمینی کرنٹ چینل 1 کو پریشان کر سکتا ہے ، جبکہ (-vs) زمینی کرنٹ نہیں ہو سکتا۔

جمع

اس مسئلے سے بچنے کے لیے ، گراؤنڈ کرنٹ کو ان پٹ کو پریشان کرنے دیں ، لیکن پی سی بی کرنٹ کو ایک مقامی لکیری انداز میں بہنے دیں۔ اس کو حاصل کرنے کے لیے ، بائی پاس کیپسیٹر کو پی سی بی پر اس طرح ترتیب دیا جا سکتا ہے کہ (+Vs) اور ( – Vs) زمینی دھارے ایک ہی راستے سے بہتے ہیں۔ اگر ان پٹ سگنل مثبت اور منفی دھاروں سے یکساں طور پر پریشان ہوتا ہے تو ، مسخ نہیں ہوگا۔ لہذا ، دو بائی پاس کیپسیٹرز کو ایک دوسرے کے ساتھ سیدھا کریں تاکہ وہ ایک گراؤنڈ پوائنٹ کا اشتراک کریں۔ چونکہ زمین کے موجودہ دو قطبی اجزاء ایک ہی نقطہ (آؤٹ پٹ کنیکٹر شیلڈنگ یا لوڈ گراؤنڈ) سے آتے ہیں اور دونوں ایک ہی نقطہ پر واپس آتے ہیں (بائی پاس کیپسیٹر کا مشترکہ زمینی رابطہ) ، مثبت/منفی کرنٹ بہتا ہے ایک ہی راستہ. اگر کسی چینل کی ان پٹ مزاحمت (+Vs) کرنٹ سے پریشان ہوتی ہے تو ، ( – Vs) کرنٹ اس پر وہی اثر ڈالتا ہے۔ 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.

جمع

مذکورہ بالا اندازے کی تصدیق کے لیے ، دو مختلف پی سی بی لے آؤٹ استعمال کیے گئے: ایک سادہ لے آؤٹ (شکل 5) اور کم مسخ ترتیب (شکل 6)۔ FHP3450 کواڈ آپریشنل یمپلیفائر کے ذریعے فیئرچائلڈ سیمیکمڈکٹر کے ذریعے پیدا ہونے والی مسخ کو جدول 1 میں دکھایا گیا ہے۔ FHP3450 کی عام بینڈوڈتھ 210MHz ہے ، ڈھال 1100V/us ہے ، ان پٹ تعصب موجودہ 100nA ہے ، اور آپریٹنگ کرنٹ فی چینل 3.6 ہے ایم اے 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.

جمع

Without an ideal quad amplifier on a PCB, measuring the effects of a single amplifier channel can be difficult. ظاہر ہے ، ایک دیا گیا یمپلیفائر چینل نہ صرف اس کے اپنے ان پٹ کو پریشان کرتا ہے ، بلکہ دوسرے چینلز کے ان پٹ کو بھی پریشان کرتا ہے۔ The earth current flows through all the different channel inputs and produces different effects, but is influenced by each output, which is measurable.

جدول 2 ہارمونکس کو دکھاتا ہے جو دوسرے نچلے ہوئے چینلز پر ماپا جاتا ہے جب صرف ایک چینل چلتا ہے۔ زیر آب چینل بنیادی فریکوئنسی پر ایک چھوٹا سا سگنل (کراس اسٹاک) دکھاتا ہے ، بلکہ کسی اہم بنیادی سگنل کی عدم موجودگی میں براہ راست زمینی کرنٹ کے ذریعے متعارف کردہ مسخ بھی پیدا کرتا ہے۔ شکل 6 میں کم مسخ کی ترتیب سے پتہ چلتا ہے کہ زمینی موجودہ اثر کے قریب سے خاتمے کی وجہ سے دوسری ہم آہنگی اور کل ہارمونک مسخ (THD) کی خصوصیات میں بہتری آئی ہے۔

جمع

اس مضمون کا خلاصہ۔

سیدھے الفاظ میں ، ایک پی سی بی پر ، بیک فلو کرنٹ مختلف بائی پاس کیپسیٹرز (مختلف بجلی کی فراہمی کے لیے) اور خود بجلی کی فراہمی کے ذریعے بہتا ہے ، جو اس کی چالکتا کے تناسب سے ہے۔ ہائی فریکوئنسی سگنل کرنٹ چھوٹے بائی پاس کیپسیٹر کی طرف واپس بہتا ہے۔ کم تعدد دھارے ، جیسے آڈیو سگنل ، بنیادی طور پر بڑے بائی پاس کیپسیٹرز کے ذریعے بہہ سکتے ہیں۔ یہاں تک کہ ایک کم فریکوئینسی کرنٹ مکمل بائی پاس کیپسیٹینس کو “نظر انداز” کر سکتا ہے اور براہ راست پاور لیڈ کی طرف بہتا ہے۔ مخصوص ایپلی کیشن اس بات کا تعین کرے گی کہ کون سا موجودہ راستہ انتہائی اہم ہے۔ 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 لے آؤٹ کے لیے سنہری اصول یہ ہے کہ HF بائی پاس کیپسیٹر کو جتنا ممکن ہو سکے پیکڈ پاور پن کے قریب رکھیں ، لیکن شکل 5 اور شکل 6 کا موازنہ ظاہر کرتا ہے کہ مسخ کرنے کی خصوصیات کو بہتر بنانے کے لیے اس اصول میں ترمیم کرنے سے زیادہ فرق نہیں پڑتا۔ بہتر مسخ کی خصوصیات تقریبا 0.15 انچ ہائی فریکوئنسی بائی پاس کیپسیٹر وائرنگ کو شامل کرنے کی قیمت پر آئی ، لیکن اس کا FHP3450 کی AC رسپانس کارکردگی پر بہت کم اثر پڑا۔ اعلی معیار کے یمپلیفائر کی کارکردگی کو زیادہ سے زیادہ کرنے کے لیے پی سی بی کی ترتیب ضروری ہے ، اور یہاں زیر بحث مسائل صرف ایچ ایف ایمپلیفائرز تک محدود نہیں ہیں۔ کم فریکوئنسی سگنلز جیسے آڈیو میں بہت زیادہ سخت مسخ کی ضروریات ہوتی ہیں۔ زمینی موجودہ اثر کم تعدد پر چھوٹا ہے ، لیکن اگر ضروری مسخ انڈیکس کو اس کے مطابق بہتر بنایا جائے تو یہ اب بھی ایک اہم مسئلہ ہوسکتا ہے۔