હાલમાં, ઉચ્ચ-આવર્તન અને હાઇ સ્પીડ પીસીબી ડિઝાઇન મુખ્ય પ્રવાહ બની ગઈ છે, અને દરેક PCB લેઆઉટ એન્જિનિયર નિપુણ હોવા જોઈએ. આગળ, Banermei તમારી સાથે હાઇ-ફ્રિકવન્સી અને હાઇ-સ્પીડ PCB સર્કિટમાં હાર્ડવેર નિષ્ણાતોના કેટલાક ડિઝાઇન અનુભવો શેર કરશે, અને મને આશા છે કે તે દરેકને મદદરૂપ થશે.

1. ઉચ્ચ આવર્તન દખલ કેવી રીતે ટાળવી?

ઉચ્ચ-આવર્તન હસ્તક્ષેપને ટાળવાનો મૂળ વિચાર ઉચ્ચ-આવર્તન સિગ્નલોના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રની દખલને ઘટાડવાનો છે, જે કહેવાતા ક્રોસસ્ટૉક (ક્રોસસ્ટાલ્ક) છે. તમે હાઇ-સ્પીડ સિગ્નલ અને એનાલોગ સિગ્નલ વચ્ચેનું અંતર વધારી શકો છો અથવા એનાલોગ સિગ્નલની બાજુમાં ગ્રાઉન્ડ ગાર્ડ/શંટ ટ્રેસ ઉમેરી શકો છો. ડિજિટલ ગ્રાઉન્ડથી એનાલોગ ગ્રાઉન્ડ સુધીના અવાજની દખલ પર પણ ધ્યાન આપો.

2. હાઇ-સ્પીડ પીસીબી ડિઝાઇન સ્કીમેટિક્સ ડિઝાઇન કરતી વખતે અવબાધ મેચિંગને કેવી રીતે ધ્યાનમાં લેવું?

હાઇ-સ્પીડ પીસીબી સર્કિટ ડિઝાઇન કરતી વખતે, ઇમ્પિડન્સ મેચિંગ એ ડિઝાઇન તત્વોમાંનું એક છે. અવબાધ મૂલ્યનો વાયરિંગ પદ્ધતિ સાથે સંપૂર્ણ સંબંધ છે, જેમ કે સપાટીના સ્તર (માઇક્રોસ્ટ્રીપ) અથવા આંતરિક સ્તર (સ્ટ્રીપલાઇન/ડબલ સ્ટ્રીપલાઇન), સંદર્ભ સ્તરથી અંતર (પાવર લેયર અથવા ગ્રાઉન્ડ લેયર), વાયરિંગની પહોળાઈ, પીસીબી સામગ્રી. , વગેરે. બંને ટ્રેસના લાક્ષણિક અવબાધ મૂલ્યને અસર કરશે. એટલે કે, વાયરિંગ પછી જ અવબાધ મૂલ્ય નક્કી કરી શકાય છે. સામાન્ય રીતે, સિમ્યુલેશન સૉફ્ટવેર સર્કિટ મોડેલની મર્યાદા અથવા ઉપયોગમાં લેવાતા ગાણિતિક અલ્ગોરિધમને કારણે અસંતુલિત અવરોધ સાથે વાયરિંગની કેટલીક સ્થિતિઓને ધ્યાનમાં લઈ શકતું નથી. આ સમયે, માત્ર કેટલાક ટર્મિનેટર (સમાપ્તિ), જેમ કે શ્રેણી પ્રતિકાર, યોજનાકીય રેખાકૃતિ પર આરક્ષિત કરી શકાય છે. ટ્રેસ અવબાધમાં વિરામની અસરને દૂર કરો. સમસ્યાનો વાસ્તવિક ઉકેલ એ છે કે વાયરિંગ કરતી વખતે અવબાધ બંધ થવાને ટાળવાનો પ્રયાસ કરવો.

3. હાઇ-સ્પીડ PCB ડિઝાઇનમાં, ડિઝાઇનરે કયા પાસાઓને EMC અને EMI નિયમો ધ્યાનમાં લેવા જોઈએ?

સામાન્ય રીતે, EMI/EMC ડિઝાઇનને એક જ સમયે રેડિયેટેડ અને સંચાલિત બંને પાસાઓને ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે. પહેલાનો ઉચ્ચ આવર્તન ભાગ (<30MHz)નો છે અને પછીનો નીચલો આવર્તન ભાગ (<30MHz) છે. તેથી તમે માત્ર ઉચ્ચ આવર્તન પર ધ્યાન આપી શકતા નથી અને ઓછી આવર્તન ભાગને અવગણી શકો છો. સારી EMI/EMC ડિઝાઇનમાં લેઆઉટની શરૂઆતમાં ઉપકરણનું સ્થાન, PCB સ્ટેક ગોઠવણી, મહત્વપૂર્ણ કનેક્શન પદ્ધતિ, ઉપકરણની પસંદગી વગેરેને ધ્યાનમાં લેવું આવશ્યક છે. જો અગાઉથી વધુ સારી વ્યવસ્થા ન હોય તો તે પછી ઉકેલવામાં આવશે. તે અડધા પ્રયત્નો સાથે પરિણામ બમણું કરશે અને ખર્ચમાં વધારો કરશે. ઉદાહરણ તરીકે, ઘડિયાળ જનરેટરનું સ્થાન બાહ્ય કનેક્ટરની નજીક ન હોવું જોઈએ. હાઇ-સ્પીડ સિગ્નલો શક્ય તેટલા આંતરિક સ્તર પર જવા જોઈએ. પ્રતિબિંબ ઘટાડવા માટે લાક્ષણિક અવબાધ મેચિંગ અને સંદર્ભ સ્તરની સાતત્ય પર ધ્યાન આપો. ઊંચાઈ ઘટાડવા માટે ઉપકરણ દ્વારા દબાણ કરાયેલા સિગ્નલનો દર શક્ય તેટલો નાનો હોવો જોઈએ. આવર્તન ઘટકો, જ્યારે ડીકોપ્લિંગ/બાયપાસ કેપેસિટર પસંદ કરી રહ્યા હોય, ત્યારે ધ્યાન આપો કે શું તેની આવર્તન પ્રતિક્રિયા પાવર પ્લેન પર અવાજ ઘટાડવાની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે. વધુમાં, કિરણોત્સર્ગ ઘટાડવા માટે લૂપ વિસ્તારને શક્ય તેટલો નાનો બનાવવા માટે ઉચ્ચ-આવર્તન સિગ્નલ પ્રવાહના વળતર માર્ગ પર ધ્યાન આપો (એટલે ​​​​કે, શક્ય તેટલું નાનું લૂપ અવબાધ). ઉચ્ચ-આવર્તન અવાજની શ્રેણીને નિયંત્રિત કરવા માટે જમીનને પણ વિભાજિત કરી શકાય છે. છેલ્લે, પીસીબી અને હાઉસિંગ વચ્ચેની ચેસીસ ગ્રાઉન્ડને યોગ્ય રીતે પસંદ કરો.

4. પીસીબી બોર્ડ કેવી રીતે પસંદ કરવું?

PCB બોર્ડની પસંદગીએ ડિઝાઇનની જરૂરિયાતો અને મોટા પાયે ઉત્પાદન અને ખર્ચ વચ્ચે સંતુલન જાળવવું જોઈએ. ડિઝાઇન આવશ્યકતાઓમાં ઇલેક્ટ્રિકલ અને મિકેનિકલ બંને ભાગોનો સમાવેશ થાય છે. સામાન્ય રીતે ખૂબ જ હાઇ-સ્પીડ PCB બોર્ડ્સ (ગીગાહર્ટ્ઝ કરતાં વધુ આવર્તન) ડિઝાઇન કરતી વખતે આ સામગ્રીની સમસ્યા વધુ મહત્વપૂર્ણ છે. ઉદાહરણ તરીકે, સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી FR-4 સામગ્રી, કેટલાક GHz ની આવર્તન પર ડાઇલેક્ટ્રિક નુકશાન સિગ્નલ એટેન્યુએશન પર ખૂબ પ્રભાવ પાડશે, અને તે યોગ્ય ન પણ હોઈ શકે. જ્યાં સુધી વીજળીનો સંબંધ છે ત્યાં સુધી ધ્યાન આપો કે ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટ અને ડાઇલેક્ટ્રિક લોસ ડિઝાઇન કરેલ આવર્તન માટે યોગ્ય છે કે કેમ.

5. વધુ પડતું ખર્ચ દબાણ કર્યા વિના શક્ય તેટલી EMC જરૂરિયાતોને કેવી રીતે પૂરી કરવી?

EMC ને કારણે PCB બોર્ડની વધેલી કિંમત સામાન્ય રીતે શિલ્ડિંગ અસરને વધારવા અને ફેરાઇટ બીડ, ચોક અને અન્ય ઉચ્ચ-આવર્તન હાર્મોનિક સપ્રેસન ઉપકરણોના ઉમેરા માટે જમીનના સ્તરોની સંખ્યામાં વધારો થવાને કારણે છે. વધુમાં, સમગ્ર સિસ્ટમ EMC આવશ્યકતાઓને પાસ કરવા માટે સામાન્ય રીતે અન્ય સંસ્થાઓ પર શિલ્ડિંગ સ્ટ્રક્ચર સાથે મેચ કરવું જરૂરી છે. સર્કિટ દ્વારા જનરેટ થતી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન અસરને ઘટાડવા માટે નીચે આપેલ માત્ર થોડી PCB બોર્ડ ડિઝાઇન તકનીકો પ્રદાન કરે છે.

સિગ્નલ દ્વારા જનરેટ થતા ઉચ્ચ આવર્તન ઘટકોને ઘટાડવા માટે ધીમા સિગ્નલ સ્લ્યુ રેટ સાથે ઉપકરણ પસંદ કરવાનો પ્રયાસ કરો.

ઉચ્ચ-આવર્તન ઘટકોના પ્લેસમેન્ટ પર ધ્યાન આપો, બાહ્ય કનેક્ટરની ખૂબ નજીક નહીં.

ઉચ્ચ-આવર્તન પ્રતિબિંબ અને કિરણોત્સર્ગને ઘટાડવા માટે, હાઇ-સ્પીડ સિગ્નલો, વાયરિંગ સ્તર અને તેના વળતર વર્તમાન પાથના અવરોધ મેચિંગ પર ધ્યાન આપો.

પાવર પ્લેન અને ગ્રાઉન્ડ પ્લેન પરના અવાજને દૂર કરવા માટે દરેક ઉપકરણના પાવર સપ્લાય પિન પર પૂરતા અને યોગ્ય ડીકોપ્લિંગ કેપેસિટર મૂકો. કેપેસિટરની આવર્તન પ્રતિભાવ અને તાપમાનની લાક્ષણિકતાઓ ડિઝાઇન આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરે છે કે કેમ તેના પર વિશેષ ધ્યાન આપો.

બાહ્ય કનેક્ટરની નજીકની જમીનને જમીનથી યોગ્ય રીતે અલગ કરી શકાય છે, અને કનેક્ટરની જમીનને નજીકના ચેસિસ ગ્રાઉન્ડ સાથે જોડી શકાય છે.

કેટલાક ખાસ હાઇ-સ્પીડ સિગ્નલોની બાજુમાં ગ્રાઉન્ડ ગાર્ડ/શંટ ટ્રેસનો યોગ્ય રીતે ઉપયોગ કરી શકાય છે. પરંતુ ટ્રેસના લાક્ષણિક અવબાધ પર ગાર્ડ/શંટ ટ્રેસના પ્રભાવ પર ધ્યાન આપો.

પાવર લેયર ગ્રાઉન્ડ લેયરથી 20H સંકોચાય છે અને H એ પાવર લેયર અને ગ્રાઉન્ડ લેયર વચ્ચેનું અંતર છે.

6. 2G થી ઉપરની હાઇ ફ્રિકવન્સી PCBની ડિઝાઇન, રૂટીંગ અને લેઆઉટ વખતે કયા પાસાઓ પર ધ્યાન આપવું જોઈએ?

2G ઉપરના ઉચ્ચ-આવર્તન PCBs રેડિયો ફ્રિક્વન્સી સર્કિટની ડિઝાઇન સાથે સંબંધિત છે અને હાઇ-સ્પીડ ડિજિટલ સર્કિટ ડિઝાઇનની ચર્ચાના અવકાશમાં નથી. રેડિયો ફ્રીક્વન્સી સર્કિટના લેઆઉટ અને રૂટીંગને યોજનાકીય સાથે એકસાથે ધ્યાનમાં લેવા જોઈએ, કારણ કે લેઆઉટ અને રૂટીંગ વિતરણની અસરોનું કારણ બનશે. તદુપરાંત, રેડિયો ફ્રીક્વન્સી સર્કિટની ડિઝાઇનમાં કેટલાક નિષ્ક્રિય ઉપકરણો પેરામીટરાઇઝ્ડ વ્યાખ્યાઓ અને વિશિષ્ટ આકારના કોપર ફોઇલ્સ દ્વારા અનુભવાય છે. તેથી, પેરામીટરાઇઝ્ડ ઉપકરણો પ્રદાન કરવા અને વિશિષ્ટ આકારના કોપર ફોઇલ્સને સંપાદિત કરવા માટે EDA ટૂલ્સ જરૂરી છે. મેન્ટર્સ બોર્ડસ્ટેશન પાસે ખાસ RF ડિઝાઇન મોડ્યુલ છે જે આ જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરી શકે છે. વધુમાં, સામાન્ય RF ડિઝાઇન માટે વિશિષ્ટ RF સર્કિટ વિશ્લેષણ સાધનોની જરૂર છે. ઉદ્યોગમાં સૌથી પ્રસિદ્ધ એજિલેન્ટ્સ ઇઇસોફ્ટ છે, જે માર્ગદર્શકના સાધનો સાથે સારું ઇન્ટરફેસ ધરાવે છે.

7. શું ટેસ્ટ પોઈન્ટ ઉમેરવાથી હાઈ-સ્પીડ સિગ્નલોની ગુણવત્તાને અસર થશે?

તે સિગ્નલની ગુણવત્તાને અસર કરશે કે કેમ તે ટેસ્ટ પોઇન્ટ ઉમેરવાની પદ્ધતિ અને સિગ્નલ કેટલી ઝડપી છે તેના પર આધાર રાખે છે. મૂળભૂત રીતે, વધારાના ટેસ્ટ પોઈન્ટ્સ (પરીક્ષણ પોઈન્ટ તરીકે વર્તમાન મારફતે અથવા ડીઆઈપી પિનનો ઉપયોગ કરશો નહીં) લાઈનમાં ઉમેરી શકાય છે અથવા લીટીમાંથી ટૂંકી લાઈન ખેંચી શકાય છે. ભૂતપૂર્વ એ લીટી પર નાના કેપેસિટર ઉમેરવાની સમકક્ષ છે, બાદમાં એક વધારાની શાખા છે. આ બંને સ્થિતિઓ હાઇ-સ્પીડ સિગ્નલને વધુ કે ઓછી અસર કરશે, અને અસરની હદ સિગ્નલની ફ્રીક્વન્સી સ્પીડ અને સિગ્નલના કિનારી દર સાથે સંબંધિત છે. અસરની તીવ્રતા સિમ્યુલેશન દ્વારા જાણી શકાય છે. સૈદ્ધાંતિક રીતે, પરીક્ષણ બિંદુ જેટલું નાનું છે, તેટલું સારું (અલબત્ત, તે પરીક્ષણ સાધનની આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરે છે) શાખા જેટલી ટૂંકી, વધુ સારી.