पुराने ड्राइवर सारांश: सिमुलेशन सर्किट के डिज़ाइन के 11 विवरण

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2022-03-17 1180

एनालॉग सर्किट डिज़ाइन के लिए एनालॉग बिजली की ठोस नींव और समृद्ध अनुभव संचय की आवश्यकता होती है। यहां, हम आपको गड्ढों पर कदम रखने और कम चक्कर लगाने में मदद करने के लिए एक पुराने एनालॉग बिजली इंजीनियर का सारांश साझा करते हैं। यदि आपको अच्छा लगे तो कृपया हमें शाबाशी दें!

सिस्टम परिभाषा

??सिस्टम परिभाषा एनालॉग सर्किट डिज़ाइन का मूल आधार है। डिज़ाइन आवश्यकताओं के अनुसार, एनालॉग सर्किट डिज़ाइन इंजीनियरों को सर्किट सिस्टम और सबसिस्टम की संबंधित कार्यात्मक परिभाषाएँ बनाने और क्षेत्र, बिजली की खपत और अन्य संबंधित प्रदर्शन की पैरामीटर रेंज निर्धारित करने की आवश्यकता होती है।

सर्किट डिजाइनसर्किट संरचना का चयन सर्किट डिजाइन में एक महत्वपूर्ण कड़ी है। एनालॉग सर्किट डिज़ाइन इंजीनियरों को कार्यात्मक आवश्यकताओं, डिज़ाइन विनिर्देशों और एनालॉग सर्किट के संबंधित मापदंडों के अनुसार उपयुक्त सर्किट संरचना का चयन करने की आवश्यकता होती है, और इस आधार पर, घटकों के संयोजन का निर्धारण करते हैं। एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के डिज़ाइन के लिए, वर्तमान में कोई परिपक्व डिज़ाइन सॉफ़्टवेयर उपलब्ध नहीं है, इसलिए इंजीनियर इसे केवल अपने अनुभव के अनुसार मैन्युअल रूप से कर सकते हैं। कुछ हद तक, इससे एनालॉग सर्किट डिज़ाइन की कठिनाई बढ़ जाती है और एनालॉग सर्किट की विकास गति सीमित हो जाती है।
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सर्किट सिमुलेशन

??सर्किट सिमुलेशन एनालॉग सर्किट की डिजाइन प्रक्रिया में एक अनिवार्य कड़ी है, और यह एनालॉग इंजीनियरों के लिए यह निर्णय लेने का एक महत्वपूर्ण आधार है कि एनालॉग सर्किट डिजाइन आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं या नहीं।
सिमुलेशन परिणामों के अनुसार, इंजीनियर लगातार सर्किट को संशोधित और समायोजित करते हैं जब तक कि एनालॉग सर्किट के सिमुलेशन परिणाम निर्धारित संकेतकों और संबंधित कार्यात्मक आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर लेते। आम तौर पर उपयोग की जाने वाली विधियों में पैरामीटर स्कैनिंग, डीसी और एसी विश्लेषण, मोंटे कार्लो विश्लेषण आदि शामिल हैं।

लेआउट का एहसास

??सर्किट डिज़ाइन को उत्पादन में बदलने के लिए एक महत्वपूर्ण पुल। एनालॉग सर्किट की संरचना और संबंधित पैरामीटर पिछले डिज़ाइन और सिमुलेशन परिणामों द्वारा निर्धारित किए जाने के बाद, डिज़ाइन इंजीनियर डिज़ाइन किए गए एनालॉग सर्किट की भौतिक ज्यामिति का वर्णन करता है और इसे ग्राफिक प्रारूप में परिवर्तित करता है, ताकि बाद के प्रसंस्करण और निर्माण की सुविधा मिल सके। एनालॉग सर्किट.

भौतिक सत्यापन

??भौतिक सत्यापन के चरण में, डिज़ाइन किए गए एनालॉग सर्किट के डिज़ाइन नियमों (डीआरसी) की जांच करना आवश्यक है। डिज़ाइन नियम जांच का उद्देश्य दिए गए डिज़ाइन नियमों के आधार पर न्यूनतम लाइन चौड़ाई, छेद आकार, न्यूनतम पैटर्न रिक्ति और अन्य प्रतिबंधित प्रक्रियाओं की जांच करना है, ताकि लेआउट प्रक्रिया कार्यान्वयन की व्यवहार्यता को मापा जा सके। इसके अलावा, लेआउट और सर्किट आरेख की स्थिरता की जांच की जानी चाहिए (एलवीएस)। लेआउट के पैरामीटर एलवीएस टूल द्वारा निकाले जा सकते हैं, और प्राप्त सर्किट आरेख की तुलना लेआउट और मूल सर्किट डिजाइन के बीच स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए मूल सर्किट डिजाइन के साथ की जा सकती है।

परजीवी पैरामीटर निष्कर्षण के बाद सिमुलेशन

?लेआउट से पहले सर्किट डिज़ाइन के सिमुलेशन को "प्री-सिमुलेशन" कहा जाता है, जो वायरिंग के प्रतिरोध और कैपेसिटेंस जैसे परजीवी मापदंडों पर विचार किए बिना एक आदर्श सिमुलेशन है। लेआउट में परजीवी पैरामीटर जोड़े जाने के बाद, सर्किट सिमुलेशन को "पोस्ट-सिमुलेशन" कहा जाता है। केवल जब पोस्ट-सिमुलेशन के सिमुलेशन परिणाम डिज़ाइन इंडेक्स और सिस्टम फ़ंक्शन आवश्यकताओं को पूरा करते हैं, तो सर्किट डिज़ाइन पूरा हो जाता है।

परजीवी मापदंडों का एनालॉग सर्किट पर बहुत प्रभाव पड़ता है। जब पूर्व सिमुलेशन के सिमुलेशन परिणाम आवश्यकताओं को पूरा करते हैं, तो बाद वाले सिमुलेशन परिणाम आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकते हैं। इसलिए, डिज़ाइन इंजीनियरों को पोस्ट-सिमुलेशन परिणामों के अनुसार ट्रांजिस्टर मापदंडों को लगातार संशोधित करने की आवश्यकता होती है, और कभी-कभी सर्किट संरचना को भी समायोजित करना पड़ता है जब तक कि पोस्ट-सिमुलेशन परिणाम सिस्टम डिज़ाइन आवश्यकताओं को पूरा नहीं करते।

??वर्तमान में, एनालॉग सर्किट का डिज़ाइन कठिन और जटिल है, उपयोग किए गए ईडीए उपकरणों के कार्य और सिस्टम मिलान अपेक्षाकृत पिछड़े हैं, और डिज़ाइन प्रक्रिया में बार-बार मैन्युअल हस्तक्षेप और परजीवी मापदंडों के प्रति संवेदनशीलता की आवश्यकता होती है, जो कुछ हद तक विकास को सीमित करता है। एनालॉग सर्किट, जिसके परिणामस्वरूप एनालॉग सर्किट की विकास गति अपेक्षाकृत धीमी हो जाती है।

??साथ ही, एनालॉग सर्किट डिज़ाइन में निम्नलिखित ग्यारह विवरणों पर ध्यान दिया जाना चाहिए:

(1) अच्छी स्थिरता वाला फीडबैक सर्किट प्राप्त करने के लिए, आमतौर पर कैपेसिटिव लोड के लिए बफर प्रदान करने के लिए फीडबैक लूप के बाहर एक छोटे अवरोधक या चोक का उपयोग करना आवश्यक होता है।
(2) इंटीग्रल फीडबैक सर्किट को आमतौर पर 560pF से बड़े प्रत्येक इंटीग्रल कैपेसिटर के साथ श्रृंखला में एक छोटे अवरोधक (लगभग 10 ओम) की आवश्यकता होती है।
(3) फीडबैक लूप के बाहर ईएमसी के आरएफ बैंडविड्थ को फ़िल्टर या नियंत्रित करने के लिए सक्रिय सर्किट का उपयोग न करें, बल्कि केवल निष्क्रिय घटकों (अधिमानतः आरसी सर्किट) का उपयोग करें। केवल जब परिचालन एम्पलीफायर का ओपन-लूप लाभ बंद-लूप लाभ से बड़ा होता है, तो इंटीग्रल फीडबैक विधि प्रभावी होती है। उच्च आवृत्तियों पर, एकीकृत सर्किट आवृत्ति प्रतिक्रिया को नियंत्रित नहीं कर सकता है।
(4) एक स्थिर रैखिक सर्किट प्राप्त करने के लिए, सभी कनेक्शनों को निष्क्रिय फिल्टर या अन्य दमन विधियों (जैसे फोटोइलेक्ट्रिक अलगाव) द्वारा संरक्षित किया जाना चाहिए।
(5) ईएमसी फिल्टर का उपयोग करें, और सभी आईसी-संबंधित फिल्टर स्थानीय 0वी संदर्भ विमान से जुड़े होने चाहिए।
(6) बाहरी केबलों के कनेक्शन पर इनपुट और आउटपुट फ़िल्टर लगाए जाने चाहिए, और एंटीना प्रभाव के कारण अनशेल्ड सिस्टम में किसी भी तार कनेक्शन को फ़िल्टर करने की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग या स्विचिंग मोड के साथ कनवर्टर के परिरक्षण प्रणाली के अंदर तार कनेक्शन पर फ़िल्टरिंग की भी आवश्यकता होती है।
(7) एनालॉग आईसी की बिजली आपूर्ति और ग्राउंड रेफरेंस पिन पर उच्च गुणवत्ता वाले आरएफ डिकॉउलिंग की आवश्यकता होती है, जो डिजिटल आईसी के समान है। हालाँकि, एनालॉग IC को आमतौर पर कम-आवृत्ति बिजली आपूर्ति डिकम्प्लिंग की आवश्यकता होती है, क्योंकि एनालॉग घटकों का PSRR 1KHz से अधिक होने पर थोड़ा बढ़ जाता है। आरसी या एलसी फ़िल्टरिंग का उपयोग प्रत्येक परिचालन एम्पलीफायर, तुलनित्र और डेटा कनवर्टर के एनालॉग बिजली आपूर्ति निशान पर किया जाना चाहिए। बिजली आपूर्ति की कोने की आवृत्ति को डिवाइस के पीएसआरआर कोने की आवृत्ति और ढलान की भरपाई करनी चाहिए, ताकि पूरे ऑपरेटिंग आवृत्ति रेंज में वांछित पीएसआरआर प्राप्त किया जा सके।
(8) हाई-स्पीड एनालॉग सिग्नल के लिए, ट्रांसमिशन लाइन तकनीक उनकी कनेक्शन लंबाई और संचार की उच्चतम आवृत्ति के अनुसार आवश्यक है। भले ही यह कम आवृत्ति वाला सिग्नल हो, ट्रांसमिशन लाइन तकनीक का उपयोग करके हस्तक्षेप-विरोधी प्रदर्शन में सुधार किया जा सकता है, लेकिन ट्रांसमिशन लाइन का सही मिलान न होने पर एंटीना प्रभाव उत्पन्न होगा।
(9) उच्च प्रतिबाधा इनपुट या आउटपुट का उपयोग करने से बचें, जो विद्युत क्षेत्रों के प्रति बहुत संवेदनशील हैं।
(10) क्योंकि अधिकांश विकिरण सामान्य-मोड वोल्टेज और करंट द्वारा उत्पन्न होता है, और क्योंकि पर्यावरण में अधिकांश विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप सामान्य-मोड समस्याओं के कारण होता है, एनालॉग सर्किट में संतुलित ट्रांसमिशन और रिसेप्शन (डिफरेंशियल मोड) तकनीक का उपयोग किया जाएगा। इसका EMC प्रभाव अच्छा है और यह क्रॉसस्टॉक को कम कर सकता है। संतुलित सर्किट (अंतर चैनल) ड्राइव रिटर्न करंट लूप के रूप में 0V संदर्भ प्रणाली का उपयोग नहीं करेगा, इसलिए यह बड़े करंट लूप से बच सकता है और आरएफ विकिरण को कम कर सकता है।
(11) शोर और हस्तक्षेप के कारण गलत आउटपुट रूपांतरण को रोकने के लिए और वियोग बिंदु पर दोलन को रोकने के लिए तुलनित्र में हिस्टैरिसीस (सकारात्मक प्रतिक्रिया) होनी चाहिए। ऐसे तुलनित्र का उपयोग न करें जो आवश्यकता से अधिक तेज़ हो (dV/dt को उस सीमा के भीतर रखें जो आवश्यकताओं को पूरा करती हो और जितना संभव हो उतना कम हो)।

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