ดังนั้นเราจึงเพิ่งเริ่มงานที่น่าตื่นเต้นอีกงานหนึ่งในระบบอะนาล็อก IC ออกแบบที่บริษัทที่ดี เราตบหลังตัวเองและรู้สึกภูมิใจในตัวเองจนกระทั่งปัญหาในการออกแบบมาถึงโต๊ะทำงานของเรา เรากระโจนเข้าใส่ทั้งสองเท้า และดูเถิด สิ่งที่ผู้จัดการของเราบอกเราว่าการทำงานหนึ่งสัปดาห์ที่คุ้มค่ากลับกลายเป็นว่ายาวนานกว่านั้นมาก
เสียงคุ้นเคย? ฉันคิดว่าฉันไม่ใช่คนแรก เพราะคนอื่นๆ ต้องเคยเจอแบบเดียวกัน พิจารณากราฟด้านล่าง:
ถ้าเราพล็อตเปอร์เซ็นต์ที่เสร็จสมบูรณ์บนแกน y และเวลาบนแกน x และร่างว่าจะใช้เวลานานแค่ไหนในการทำงานที่กำหนดให้เสร็จ ตามหลักแล้ว เราจะลงเอยด้วยเส้นโค้งสีเขียว เส้นโค้งสีเขียวสามารถกำหนดได้ด้วยสมการง่ายๆ
โดยที่ t คือเวลา และ T คือค่าคงที่ของเวลา ซึ่งเป็นการวัดประสิทธิภาพ
อย่างไรก็ตามในกรณีที่เราติดปัญหาให้พิจารณากราฟสีม่วง ที่นี่เราเริ่มต้นได้ดีและไปถึงจุดที่เราจนตรอกอย่างรวดเร็ว ดูเหมือนว่าเราจะเจออุปสรรค จนในที่สุดเราก็หาทางออกได้ด้วยความมุ่งมั่นและความแน่วแน่ เราเดินทางต่อไปตามเส้นทางนี้จนกว่าจะเจออุปสรรค์อื่น และอื่น ๆ ในที่สุดงานก็สำเร็จแต่ยังไม่เสร็จจนกว่าเราจะเจออุปสรรค์หรือที่ผมเรียกว่า “กับดักปัญหา”
ในกราฟสีแดง กับดักของปัญหานั้นรุนแรงมากจนงานไม่สำเร็จและเบี่ยงเบนไปจากวิธีแก้ไขที่ต้องการ ในกรณีนี้ กิจกรรมจำเป็นต้องหยุดและเริ่มต้นใหม่อีกครั้ง
ลองดูตัวอย่างง่ายๆ แผนภาพด้านล่างของแอมพลิฟายเออร์อีซีแอลทั่วไปอย่างง่าย
สมมติว่าเราตั้งค่า แรงดันไฟฟ้า ตกคร่อม Re เหลือประมาณ 0.1V ผมจึงปรับ vbias แรงดัน dc จนกระทั่งแรงดันตกคร่อม emitter เป็น 0.1V สมมติว่าฉันต้องการได้รับ 30dB หรือ x32 และฉันตั้งค่า Re=100 โอห์ม ซึ่งหมายความว่ากระแสหางคือ 1mA ซึ่งหมายถึง re=VT/I, VT=25mV, I=1ma, re=25 โอห์ม ตอนนี้ฉันต้องการออกกำลังกาย Rl ดังนั้น
การตั้งค่า G=32, Re=100, re=25, ให้ Rl=4k!
ตอนนี้ถ้าฉันตั้งค่า Vdd=3V แรงดันไฟฟ้าบนตัวสะสมของ T1 คือ -1V จุดเชื่อมต่อตัวเก็บรวบรวมฐานจะเอนเอียงไปข้างหน้า ดังนั้นฉันจึงไม่น่าจะได้รับประโยชน์มากนักจากสิ่งนี้ อย่างไรก็ตาม หากฉันสร้างการออกแบบแบบสุ่มสี่สุ่มห้า ฉันจะ ลัดเลาะไปตามรถไฟฟ้าสายสีม่วง ปัญหาอื่นอาจเป็นทางเลือกของ Rbias สมมติว่าอิมพีแดนซ์ต้นทางขับ Cac เป็น 1k และฉันตั้งค่า Rbias เป็น 1k ในกรณีนี้ ฉันต้องแน่ใจว่าสัญญาณที่ฉันขับเข้าไปในฐานนั้นใหญ่กว่าอย่างน้อยสองเท่าเพื่อให้ได้อัตราขยาย 30dB แต่ถ้าฉันตั้งค่า Rbias เป็น 10 โอห์มโดยไม่ตั้งใจ ฉันจะลดทอนสัญญาณโดยตรงที่อินพุต บางทีฉันอาจจับภาพแผนผังบนเครื่องมือ CAD และทิ้ง Rbias ไว้ที่ 10 โอห์มโดยไม่ตั้งใจ จากนั้นฉันจึงเรียกใช้การจำลองเพื่อตรวจสอบอัตราขยายของฉันต่ำกว่าที่คาดไว้ ฉันเกาหัว….ไม่มีความสุข
ฉันจำลองไปเรื่อย ๆ โดยไม่คิดถึงพารามิเตอร์ในการออกแบบ…..ดังนั้นตอนนี้ฉันจึงพบกับอุปสรรคอีกประการหนึ่ง ในที่สุด เพื่อนร่วมงานที่เป็นมิตรของฉันคนหนึ่งเดินผ่านมาและสังเกตเห็นว่า Rbias ตั้งไว้ที่ 10 โอห์ม….พวกเขาจะชี้ให้เห็นความผิดพลาดโง่ๆ ของฉันหรือไม่?
ทั้งหมดนี้เป็นสิ่งที่ดีมากสำหรับคณิตศาสตร์และวงจรอย่างง่ายที่เข้าใจได้ดี ชีวิตไม่ง่ายอย่างนั้น และฉันเชื่อว่ากับดักปัญหายังคงเกิดขึ้น เมื่อออกแบบที่ความถี่สูงกว่ามาก เช่น ft/8 เราไม่สามารถถือว่าค่า dc เป็นค่าเบต้าได้อีกต่อไป ดังนั้นเมื่อวงจรของเราไม่ทำงาน นั่นไม่ใช่เพราะบางสิ่งที่ชัดเจน แต่เราพลาดบางสิ่งไป...กับดักปัญหา
พิจารณาแอมพลิฟายเออร์สองสเตจที่แสดงด้านล่าง:
ถ้าเราถือว่าเบต้าเป็นค่า dc เราจะละเลยผลกระทบของ β2.Re1 ที่ไหน, เบต้า2 =
กล่าวอีกนัยหนึ่งคือความต้านทานเชิงลบซึ่งจะปรากฏทั่วโหลด Lout และ Cout ที่ปรับแล้ว สิ่งนี้อาจส่งผลเสียต่อความเสถียรของแอมพลิฟายเออร์และการสั่น เราจะไม่สังเกตเห็นสิ่งนั้นจนกว่าเราจะวิ่ง พูด ชั่วคราว ถ้า Re1 ถูกเลือกไม่ดี….อีกกับดักปัญหา ในสถานการณ์นี้ เราอาจลงเอยด้วยกราฟสีแดงที่หมุนวนไปจากความสมบูรณ์ 100% และมุ่งสู่ทิศทางลบ….นั่นคือปัญหาการออกแบบจะไม่มีวันเสร็จสมบูรณ์
หากเราวางแผนไว้ประมาณนี้ เราจะคิดก่อนว่าเราต้องการ Tef จริง ๆ หรือไม่ และเชื่อมต่อสเตจเอาต์พุตโดยตรงกับสเตจอินพุตด้วยการเชื่อมต่อไฟฟ้ากระแสสลับ ด้วยวิธีนี้ ฉันสามารถไบอัสสเตจเอาต์พุตได้อย่างอิสระและไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับอิมพีแดนซ์เชิงลบ ก็ไม่เชิง เพราะจะมีความจุกาฝากที่อีซีแอลของ Tout1
ในกรณีนี้ หมวกปรสิตจะปรากฏเป็นอิมพีแดนซ์เชิงลบทั่ว Lout//Cout…. เราจำเป็นต้องระวังผลกระทบเหล่านี้อีกครั้ง
มุมมอง
Harriet Green กล่าวโดยอ้างถึง Wayne Schaefer (แม้แต่วิศวกรที่เก่งที่สุดก็สามารถสัมผัสกับอคติในการยืนยันได้):
“เป็นประสบการณ์ของฉันที่ทำให้สิ่งต่างๆ ซับซ้อนได้! แม้แต่สภาพแวดล้อมการผลิตขั้นสูงที่มีการจัดการที่ดีก็ยังประสบปัญหาด้านการผลิตอย่างต่อเนื่อง บางส่วนจะง่ายและมีวิธีแก้ไขปัญหาที่ชัดเจนและรวดเร็ว ในขณะที่บางส่วนต้องการการสำรวจอย่างเข้มงวดเพื่อค้นหาสาเหตุที่แท้จริง ”
“สิ่งหนึ่งที่ไม่ควรเปลี่ยนแปลงคือวิธีที่วิศวกรจัดการกับปัญหาการผลิต การบำรุงรักษา การออกแบบ และพื้นโรงงาน ฉันคิดว่าสิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาสาเหตุและแนวทางแก้ไขทั้งหมดอย่างรอบคอบก่อนที่จะได้ข้อสรุป เมื่อมีการรวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูล โซลูชันเริ่มต้นอาจได้รับความนิยมมากกว่าตัวเลือกที่ถูกต้องกว่าโดยไม่ได้ตั้งใจ สิ่งที่ Wayne พูดถึงคือ 'อคติในการยืนยัน' ซึ่งเกี่ยวข้องกับการชอบข้อมูลเพิ่มเติมโดยเจตนาหรือโดยไม่รู้ตัวที่สนับสนุนแนวคิดที่มีอุปาทาน ในขณะที่เพิกเฉยหรือทำให้เสียชื่อเสียงข้อมูลที่ขัดแย้งกัน เป็นแนวโน้มทั่วไปและมักเกิดขึ้นจากจิตใต้สำนึก ซึ่งทำให้วิศวกรต้องตระหนักถึงอคตินี้จากประสบการณ์อันต่ำต้อยของผม”
“ต้องพยายามทุกวิถีทางเพื่อพิจารณาภาพรวมของมุมมอง สาเหตุ และแนวทางแก้ไข เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดสำหรับปัญหาหนึ่งๆ ในขณะที่หลีกเลี่ยงผลลัพธ์ที่ไม่ดีและการทำงานผิดพลาดที่ต่อเนื่องหรือเกิดซ้ำ แนวโน้มที่จะสนับสนุนหรือยึดติดกับโซลูชันใดโซลูชันหนึ่งโดยเฉพาะสามารถเอาชนะได้โดยใช้เครื่องมือและวิธีการแก้ปัญหาที่มั่นคง เครื่องมือต่างๆ สามารถปรับใช้ได้ขึ้นอยู่กับลักษณะของปัญหา ผลลัพธ์ที่ต้องการ และทรัพยากรที่มีอยู่ ตัวอย่างหนึ่ง กระบวนการ Red X ช่วยหลีกเลี่ยงอคติในการยืนยันได้หลายวิธี Red X ซึ่งพัฒนาโดย Dorian Shainin หมายถึงสาเหตุหลักที่แสดงเป็นรหัสสีแดงบนแผนภูมิที่จัดลำดับความสำคัญของสิ่งที่สังเกตว่ามีผลกระทบมากที่สุดต่อคุณภาพของกระบวนการ (หรือที่เรียกว่าแผนภูมิ Pareto)”
ดังที่ Harriet อธิบายไว้ แทนที่จะลงมือแก้ปัญหา ควรวางแผนงานล่วงหน้าจะดีกว่า เพื่อหลีกเลี่ยงกับดักปัญหาให้ได้มากที่สุด
Gareth Jones
อีกมุมมองหนึ่งมาจาก Gareth Jones ผู้อำนวยการโครงการของ Garfield Microelectronics เขาพูดต่อไปนี้เกี่ยวกับกับดักปัญหา:
“ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของบริการออกแบบซิลิกอนและการจัดหาซิลิกอนเต็มรูปแบบของ GF Micro กระบวนการออกแบบของเราจะพิจารณากับดักของปัญหาที่อาจเกิดขึ้นในช่วงต้นของวงจรชีวิตของโครงการก่อนที่จะเริ่มงานออกแบบใดๆ การประเมินนี้อยู่ในรูปแบบของการศึกษาความเป็นไปได้ที่เราตรวจสอบข้อดีและข้อเสียของข้อกำหนดของลูกค้าและสถาปัตยกรรมการออกแบบที่เราเสนอ จากนั้นจึงประเมินความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับข้อเสนอแต่ละข้อ”
“การใช้แนวทางนี้ช่วยให้ GF Micro มีความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับปัญหาที่อาจเกิดขึ้น และวางแผนการบรรเทาผลกระทบเพื่อลดผลกระทบจากกับดักปัญหา หลังการศึกษาความเป็นไปได้ ซึ่งเรากำลังทำงานเกี่ยวกับการพัฒนาการออกแบบอย่างเต็มรูปแบบ ยังคงมีแนวโน้มที่จะเป็นกับดักปัญหา แต่ความรุนแรงของปัญหาเหล่านี้จะลดลงเนื่องจากการวางแผนก่อนหน้านี้ สิ่งนี้ช่วยให้เราเข้าใกล้เส้นโค้งสีเขียวของกับดักปัญหาในอุดมคติ ซึ่งช่วยลดผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นกับกำหนดการโครงการโดยรวม”
มาร์ค แท็คเกอเรย์
Mark Thackeray เป็นนักธุรกิจที่มีชื่อเสียงและเป็นผู้อำนวยการ/ผู้จัดการโครงการมานานหลายปี โดยเป็นผู้ปรับใช้ซอฟต์แวร์ระดับองค์กรให้กับบริษัทที่ใหญ่ที่สุดในโลกบางแห่ง
กับดักปัญหาเกิดขึ้นเมื่อทีม ผลิตภัณฑ์ และเส้นเวลาไม่ตรงกัน การสื่อสารในการจัดการโครงการเป็นสิ่งสำคัญเพื่อป้องกันความล้มเหลว วิธีหนึ่งในการทำเครื่องหมายกับดักปัญหาคือการใช้ Visual Management ซึ่งเป็นโซลูชันที่ออกแบบมาเพื่อปรับทุกฝ่ายให้เข้ากับประเด็นใด ๆ อย่างรวดเร็วและกำหนด แผนงานการแก้ปัญหา
แผนไม่กระโดด
โดยสรุป กับดักปัญหาเกิดขึ้นในทุกด้านของวิศวกรรม และเราจำเป็นต้องตระหนักถึงสิ่งเหล่านี้ เพื่อที่เราจะได้วางแผนได้รอบด้าน
การย้ายเข้าสู่พื้นที่การออกแบบใหม่โดยประสบการณ์ยังน้อยเราน่าจะลัดเลาะไปตามเส้นสีม่วง แต่เราจะไปถึงที่นั่นในไม่ช้า ประเด็นที่ฉันพยายามทำคือ เราวางแผนงานของเราให้ดีที่สุดเท่าที่เราจะทำได้ก่อนที่จะลงมือทำ
ผู้เขียน
เขาเคยทำงานจากบริษัทขนาดใหญ่หลายแห่ง เช่น Ferranti, STL, GEC Plessey Semiconductors, Maxim Integrated, Dialog Semiconductors เป็นต้น เขายังเคยทำงานในบริษัทสตาร์ทอัพ เช่น Phyworks ในระหว่างที่เขาดำรงตำแหน่งที่ GEC Plessey Semiconductors Ash ได้ยกสิทธิบัตรมากกว่า 20 ฉบับ รวมถึงการออกแบบเชิงพีชคณิตโดยใช้การสังเคราะห์ซึ่งประสบความสำเร็จในผลิตภัณฑ์จำนวนหนึ่ง
เพื่อการพักผ่อน แอชชอบวิ่ง เดินเล่น ใช้เวลากับภรรยา ลูกสาวและหลาน แอชยังทำงานเป็นนักแต่งเพลงทั้งในงาน Chamber และ Orchestral
ดูสิ่งนี้ด้วย: มุมมอง: จาก BC108 ถึง SiGe BiCMOS – ทำไมไอซีอะนาล็อกถึงยอดเยี่ยม
ดูเพิ่มเติม : โมดูล IGBT | จอแสดงผล LCD | ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์