site logo

উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সার্কিট পিসিবি ডিজাইনের দক্ষতা কী?

নকশা উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি পিসিবি একটি জটিল প্রক্রিয়া, এবং অনেক কারণ সরাসরি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সার্কিটের কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করতে পারে। উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সার্কিট ডিজাইন এবং ওয়্যারিং সম্পূর্ণ ডিজাইনের জন্য খুবই গুরুত্বপূর্ণ। উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সার্কিট পিসিবি ডিজাইনের জন্য নিম্নলিখিত দশটি টিপস বিশেষভাবে সুপারিশ করা হয়:

আইপিসিবি

1. মাল্টিলেয়ার বোর্ড ওয়্যারিং

উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সার্কিটগুলিতে উচ্চ একীকরণ এবং উচ্চ তারের ঘনত্ব থাকে। মাল্টি-লেয়ার বোর্ডের ব্যবহার শুধুমাত্র তারের জন্য প্রয়োজনীয় নয়, হস্তক্ষেপ কমানোর জন্য একটি কার্যকর উপায়ও। PCB লেআউট পর্যায়ে, নির্দিষ্ট সংখ্যক স্তর সহ মুদ্রিত বোর্ডের আকারের একটি যুক্তিসঙ্গত নির্বাচন ঢাল সেট আপ করার জন্য মধ্যবর্তী স্তরের সম্পূর্ণ ব্যবহার করতে পারে, নিকটতম গ্রাউন্ডিংটি আরও ভালভাবে উপলব্ধি করতে পারে এবং কার্যকরভাবে পরজীবী আবেশ কমাতে পারে এবং সংকেতকে ছোট করতে পারে। ট্রান্সমিশন দৈর্ঘ্য, এখনও একটি বড় বজায় রাখার সময় এই সমস্ত পদ্ধতিগুলি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সার্কিটের নির্ভরযোগ্যতার জন্য উপকারী, যেমন সংকেত ক্রস-হস্তক্ষেপের প্রশস্ততা হ্রাস। কিছু তথ্য দেখায় যে যখন একই উপাদান ব্যবহার করা হয়, তখন চার-স্তর বোর্ডের আওয়াজ ডাবল-পার্শ্বযুক্ত বোর্ডের চেয়ে 20dB কম। যাইহোক, একটি সমস্যা আছে. পিসিবি অর্ধ-স্তরের সংখ্যা যত বেশি হবে, উত্পাদন প্রক্রিয়া তত বেশি জটিল হবে এবং ইউনিট খরচ তত বেশি হবে। এর জন্য আমাদের PCB লেআউট সম্পাদন করার সময় যথাযথ সংখ্যক স্তর সহ PCB বোর্ড নির্বাচন করতে হবে। যুক্তিসঙ্গত উপাদান বিন্যাস পরিকল্পনা, এবং নকশা সম্পূর্ণ করতে সঠিক তারের নিয়ম ব্যবহার করুন.

2. উচ্চ-গতির ইলেকট্রনিক ডিভাইসের পিনের মধ্যে সীসা যত কম বাঁকবে, তত ভাল

উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সার্কিট ওয়্যারিং এর সীসা তারের একটি সম্পূর্ণ সরল রেখা গ্রহণ করা সর্বোত্তম, যা চালু করা প্রয়োজন। এটি একটি 45-ডিগ্রি ভাঙা লাইন বা একটি বৃত্তাকার চাপ দ্বারা পরিণত হতে পারে। এই প্রয়োজনীয়তাটি শুধুমাত্র কম-ফ্রিকোয়েন্সি সার্কিটে তামার ফয়েলের ফিক্সিং শক্তি উন্নত করতে ব্যবহৃত হয়, যখন উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সার্কিটে, এই প্রয়োজনীয়তা পূরণ করা হয়। একটি প্রয়োজনীয়তা বাহ্যিক নির্গমন এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সংকেতের পারস্পরিক সংযোগ কমাতে পারে।

3. উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সার্কিট ডিভাইসের পিনের মধ্যে সীসা যত কম হবে, তত ভাল

সিগন্যালের বিকিরণের তীব্রতা সিগন্যাল লাইনের ট্রেস দৈর্ঘ্যের সমানুপাতিক। উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সিগন্যাল সীসা যত দীর্ঘ হবে, তার কাছাকাছি উপাদানগুলির সাথে সংযুক্ত করা তত সহজ। অতএব, সিগন্যাল ঘড়ির জন্য, ক্রিস্টাল অসিলেটর, ডিডিআর ডেটা, এলভিডিএস লাইন, ইউএসবি লাইন, এইচডিএমআই লাইন এবং অন্যান্য উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সিগন্যাল লাইন যতটা সম্ভব ছোট হওয়া প্রয়োজন।

4. উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সার্কিট ডিভাইসের পিনের মধ্যে বিকল্প সীসা স্তর যত কম হবে, তত ভাল

তথাকথিত “লিডগুলির আন্তঃস্তর পরিবর্তন যত কম হবে, তত ভাল” এর অর্থ হল উপাদান সংযোগ প্রক্রিয়াতে যত কম ভিয়াস (ভায়া) ব্যবহার করা হবে, তত ভাল৷ পক্ষের মতে, এক মাধ্যমে প্রায় 0.5pF বিতরণ ক্যাপাসিট্যান্স আনতে পারে, এবং ভিয়ার সংখ্যা কমিয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে গতি বাড়াতে পারে এবং ডেটা ত্রুটির সম্ভাবনা কমাতে পারে।

5. কাছাকাছি সমান্তরাল রাউটিং-এ সিগন্যাল লাইন দ্বারা প্রবর্তিত “ক্রসস্টাল্ক” এর দিকে মনোযোগ দিন

উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সার্কিট ওয়্যারিং সিগন্যাল লাইনের কাছাকাছি সমান্তরাল রাউটিং দ্বারা প্রবর্তিত “ক্রসস্ট্যাক” এর দিকে মনোযোগ দেওয়া উচিত। Crosstalk সরাসরি সংযুক্ত নয় এমন সংকেত লাইনের মধ্যে সংযোগের ঘটনাকে বোঝায়। যেহেতু উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সংকেতগুলি ট্রান্সমিশন লাইন বরাবর ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গের আকারে প্রেরণ করা হয়, তাই সিগন্যাল লাইনটি একটি অ্যান্টেনা হিসাবে কাজ করবে এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডের শক্তি ট্রান্সমিশন লাইনের চারপাশে নির্গত হবে। সংকেতগুলির মধ্যে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডগুলির পারস্পরিক সংযোগের কারণে অবাঞ্ছিত শব্দ সংকেত তৈরি হয়। ক্রসস্টালক (Crosstalk) বলা হয়। PCB স্তরের পরামিতি, সিগন্যাল লাইনের ব্যবধান, ড্রাইভিং এন্ড এবং রিসিভিং এন্ডের বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য এবং সিগন্যাল লাইন টার্মিনেশন পদ্ধতি সবই ক্রসস্ট্যাকের উপর একটি নির্দিষ্ট প্রভাব ফেলে। অতএব, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সংকেতগুলির ক্রসস্ট্যাক কমাতে, তারের সংযোগের সময় যতটা সম্ভব নিম্নলিখিতগুলি করা প্রয়োজন:

যদি ওয়্যারিং স্পেস অনুমতি দেয়, আরও গুরুতর ক্রসস্ট্যাক সহ দুটি তারের মধ্যে একটি গ্রাউন্ড ওয়্যার বা গ্রাউন্ড প্লেন ঢোকানো বিচ্ছিন্নতায় ভূমিকা পালন করতে পারে এবং ক্রসস্টালকে হ্রাস করতে পারে। যখন সিগন্যাল লাইনের আশেপাশে একটি সময়-পরিবর্তিত ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ড থাকে, যদি সমান্তরাল বন্টন এড়ানো যায় না, হস্তক্ষেপ কমাতে সমান্তরাল সিগন্যাল লাইনের বিপরীত দিকে “গ্রাউন্ড” এর একটি বিশাল এলাকা সাজানো যেতে পারে।

ওয়্যারিং স্পেস অনুমতি দেয় এমন ভিত্তির অধীনে, সংলগ্ন সিগন্যাল লাইনের মধ্যে ব্যবধান বাড়ান, সিগন্যাল লাইনের সমান্তরাল দৈর্ঘ্য কমিয়ে দিন এবং সমান্তরাল না হয়ে ঘড়ির লাইনটিকে কী সিগন্যাল লাইনে লম্ব করার চেষ্টা করুন। যদি একই স্তরে সমান্তরাল তারের সংযোগ প্রায় অনিবার্য হয়, দুটি সন্নিহিত স্তরে, তারের দিকগুলি একে অপরের সাথে লম্ব হওয়া উচিত।

ডিজিটাল সার্কিটে, স্বাভাবিক ঘড়ির সংকেতগুলি হল দ্রুত প্রান্তের পরিবর্তন সহ সংকেত, যার উচ্চ বাহ্যিক ক্রসস্টাল রয়েছে। অতএব, নকশায়, ঘড়ির লাইনটি একটি স্থল রেখা দ্বারা বেষ্টিত হওয়া উচিত এবং বিতরণকৃত ক্যাপাসিট্যান্স হ্রাস করার জন্য আরও গ্রাউন্ড লাইনের গর্তগুলিতে খোঁচা দেওয়া উচিত, যার ফলে ক্রসস্ট্যাক হ্রাস পাবে। উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সিগন্যাল ঘড়ির জন্য, কম-ভোল্টেজ ডিফারেনশিয়াল ক্লক সিগন্যাল ব্যবহার করার চেষ্টা করুন এবং গ্রাউন্ড মোড মোড়ানো, এবং প্যাকেজ গ্রাউন্ড পাঞ্চিংয়ের অখণ্ডতার দিকে মনোযোগ দিন।

অব্যবহৃত ইনপুট টার্মিনালটি সাসপেন্ড করা উচিত নয়, তবে গ্রাউন্ডেড বা পাওয়ার সাপ্লাইয়ের সাথে সংযুক্ত করা উচিত (বিদ্যুৎ সরবরাহ উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সিগন্যাল লুপেও গ্রাউন্ড করা হয়), কারণ সাসপেন্ড করা লাইনটি ট্রান্সমিটিং অ্যান্টেনার সমতুল্য হতে পারে এবং গ্রাউন্ডিং বাধা দিতে পারে। নির্গমন অনুশীলন প্রমাণ করেছে যে ক্রসস্ট্যাক দূর করতে এই পদ্ধতিটি ব্যবহার করা কখনও কখনও তাত্ক্ষণিক ফলাফল দিতে পারে।

6. ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট ব্লকের পাওয়ার সাপ্লাই পিনে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ডিকপলিং ক্যাপাসিটর যোগ করুন

কাছাকাছি প্রতিটি ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট ব্লকের পাওয়ার সাপ্লাই পিনে একটি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ডিকপলিং ক্যাপাসিটর যোগ করা হয়। পাওয়ার সাপ্লাই পিনের উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ডিকপলিং ক্যাপাসিটর বাড়ানো কার্যকরভাবে পাওয়ার সাপ্লাই পিনে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি হারমোনিক্সের হস্তক্ষেপকে দমন করতে পারে।

7. উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ডিজিটাল সিগন্যাল এবং এনালগ সিগন্যাল গ্রাউন্ড তারের গ্রাউন্ড তারকে আলাদা করুন

যখন অ্যানালগ গ্রাউন্ড ওয়্যার, ডিজিটাল গ্রাউন্ড ওয়্যার ইত্যাদি পাবলিক গ্রাউন্ড তারের সাথে সংযুক্ত থাকে, তখন সংযোগ করতে বা সরাসরি বিচ্ছিন্ন করতে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি চোক ম্যাগনেটিক বিড ব্যবহার করুন এবং একক-পয়েন্ট আন্তঃসংযোগের জন্য একটি উপযুক্ত স্থান নির্বাচন করুন। উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ডিজিটাল সিগন্যালের গ্রাউন্ড তারের স্থল সম্ভাবনা সাধারণত অসঙ্গত। প্রায়শই সরাসরি দুটির মধ্যে একটি নির্দিষ্ট ভোল্টেজের পার্থক্য থাকে। অধিকন্তু, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ডিজিটাল সিগন্যালের গ্রাউন্ড তারে প্রায়ই উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সিগন্যালের খুব সমৃদ্ধ হারমোনিক উপাদান থাকে। যখন ডিজিটাল সিগন্যাল গ্রাউন্ড ওয়্যার এবং এনালগ সিগন্যাল গ্রাউন্ড ওয়্যার সরাসরি সংযুক্ত থাকে, তখন হাই-ফ্রিকোয়েন্সি সিগন্যালের হারমোনিক্স গ্রাউন্ড ওয়্যার কাপলিং এর মাধ্যমে এনালগ সিগন্যালে হস্তক্ষেপ করবে। অতএব, স্বাভাবিক পরিস্থিতিতে, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ডিজিটাল সিগন্যালের গ্রাউন্ড ওয়্যার এবং অ্যানালগ সিগন্যালের গ্রাউন্ড ওয়্যারকে আলাদা করতে হবে, এবং একটি একক-পয়েন্ট ইন্টারকানেকশন পদ্ধতি উপযুক্ত অবস্থানে ব্যবহার করা যেতে পারে, বা উচ্চ- ফ্রিকোয়েন্সি চোক চৌম্বকীয় গুটিকা আন্তঃসংযোগ ব্যবহার করা যেতে পারে।

8. তারের দ্বারা গঠিত loops এড়িয়ে চলুন

সব ধরনের উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সংকেত ট্রেস যতটা সম্ভব লুপ গঠন করা উচিত নয়। যদি এটি অনিবার্য হয়, লুপ এলাকা যতটা সম্ভব ছোট হওয়া উচিত।

9. ভাল সংকেত প্রতিবন্ধকতা ম্যাচিং নিশ্চিত করতে হবে

সিগন্যাল ট্রান্সমিশনের প্রক্রিয়ায়, যখন প্রতিবন্ধকতা মেলে না, তখন সংকেতটি ট্রান্সমিশন চ্যানেলে প্রতিফলিত হবে, এবং প্রতিফলনের ফলে সংশ্লেষিত সংকেত একটি ওভারশুট তৈরি করবে, যার ফলে সংকেতটি লজিক থ্রেশহোল্ডের কাছে ওঠানামা করবে।

প্রতিফলন নির্মূল করার মৌলিক উপায় হল ট্রান্সমিশন সিগন্যালের প্রতিবন্ধকতার সাথে ভালভাবে মেলানো। যেহেতু লোড ইম্পিডেন্স এবং ট্রান্সমিশন লাইনের চরিত্রগত প্রতিবন্ধকতার মধ্যে পার্থক্য যত বেশি, প্রতিফলন তত বেশি, তাই সিগন্যাল ট্রান্সমিশন লাইনের বৈশিষ্ট্যগত প্রতিবন্ধকতা যতটা সম্ভব লোড ইম্পিডেন্সের সমান করা উচিত। একই সময়ে, দয়া করে মনে রাখবেন যে PCB-তে ট্রান্সমিশন লাইনে আকস্মিক পরিবর্তন বা কোণ থাকতে পারে না এবং ট্রান্সমিশন লাইনের প্রতিটি পয়েন্টের প্রতিবন্ধকতা অবিচ্ছিন্ন রাখার চেষ্টা করুন, অন্যথায় ট্রান্সমিশন লাইনের বিভিন্ন অংশের মধ্যে প্রতিফলন দেখা যাবে। এটির জন্য প্রয়োজন যে উচ্চ-গতির PCB তারের সময়, নিম্নলিখিত তারের নিয়মগুলি অবশ্যই পালন করা উচিত:

ইউএসবি তারের নিয়ম। ইউএসবি সিগন্যাল ডিফারেনশিয়াল রাউটিং প্রয়োজন, লাইনের প্রস্থ 10মিল, লাইন স্পেসিং 6মিল এবং গ্রাউন্ড লাইন এবং সিগন্যাল লাইন স্পেসিং 6মিল৷

HDMI তারের নিয়ম। HDMI সিগন্যাল ডিফারেনশিয়াল রাউটিং প্রয়োজন, লাইনের প্রস্থ 10mil, লাইনের ব্যবধান 6mil, এবং HDMI ডিফারেনশিয়াল সিগন্যাল জোড়ার প্রতিটি দুটি সেটের মধ্যে ব্যবধান 20mil ছাড়িয়ে গেছে।

LVDS তারের নিয়ম। LVDS সিগন্যাল ডিফারেনশিয়াল রাউটিং প্রয়োজন, লাইনের প্রস্থ 7mil, লাইন স্পেসিং 6mil, উদ্দেশ্য হল HDMI-এর ডিফারেনশিয়াল সিগন্যাল প্রতিবন্ধকতা 100+-15% ওহম নিয়ন্ত্রণ করা

DDR তারের নিয়ম। DDR1 ট্রেসগুলির জন্য সিগন্যালগুলিকে যতটা সম্ভব গর্তের মধ্য দিয়ে যেতে হবে না, সিগন্যাল লাইনগুলি সমান প্রস্থের এবং লাইনগুলি সমানভাবে ব্যবধানযুক্ত। সিগন্যালের মধ্যে ক্রসস্টাল কমাতে ট্রেসগুলিকে অবশ্যই 2W নীতি পূরণ করতে হবে। DDR2 এবং তার উপরে উচ্চ-গতির ডিভাইসগুলির জন্য, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ডেটাও প্রয়োজন। সংকেতের প্রতিবন্ধকতা ম্যাচিং নিশ্চিত করতে লাইনগুলি দৈর্ঘ্যে সমান।

10. ট্রান্সমিশনের অখণ্ডতার গ্যারান্টি

সিগন্যাল ট্রান্সমিশনের অখণ্ডতা বজায় রাখুন এবং স্থল বিভাজন দ্বারা সৃষ্ট “গ্রাউন্ড বাউন্স ঘটনা” প্রতিরোধ করুন।