પીસીબી ડિઝાઇન કરતી વખતે, આપણે સામાન્ય રીતે ઇન્ટરનેટ પર મળતા અનુભવ અને કુશળતા પર આધાર રાખીએ છીએ. દરેક PCB ડિઝાઇન ચોક્કસ એપ્લિકેશન માટે ઓપ્ટિમાઇઝ કરી શકાય છે. સામાન્ય રીતે, તેના ડિઝાઇન નિયમો માત્ર લક્ષ્ય એપ્લિકેશનને લાગુ પડે છે. ઉદાહરણ તરીકે, એડીસી પીસીબી નિયમો આરએફ પીસીબીને લાગુ પડતા નથી અને લટું. જો કે, કોઈપણ માર્ગદર્શિકાને કોઈપણ પીસીબી ડિઝાઇન માટે સામાન્ય ગણી શકાય. અહીં, આ ટ્યુટોરીયલમાં, અમે કેટલીક મૂળભૂત સમસ્યાઓ અને કુશળતા રજૂ કરીશું જે PCB ડિઝાઇનમાં નોંધપાત્ર સુધારો કરી શકે છે.
કોઈપણ વિદ્યુત ડિઝાઇનમાં પાવર વિતરણ મુખ્ય તત્વ છે. તમારા બધા ઘટકો તેમના કાર્યો કરવા માટે શક્તિ પર આધાર રાખે છે. તમારી ડિઝાઇનના આધારે, કેટલાક ઘટકોમાં અલગ પાવર કનેક્શન હોઈ શકે છે, જ્યારે એક જ બોર્ડના કેટલાક ઘટકોમાં નબળા પાવર કનેક્શન હોઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો બધા ઘટકો એક વાયરિંગ દ્વારા સંચાલિત હોય, તો દરેક ઘટક અલગ અવબાધનું અવલોકન કરશે, જેના પરિણામે બહુવિધ ગ્રાઉન્ડિંગ સંદર્ભો આવશે. ઉદાહરણ તરીકે, જો તમારી પાસે બે ADC સર્કિટ છે, એક શરૂઆતમાં અને બીજું અંતમાં, અને બંને ADCs બાહ્ય વોલ્ટેજ વાંચે છે, દરેક એનાલોગ સર્કિટ પોતાની જાતને અલગ સંભવિત વાંચશે.
અમે વીજ વિતરણને ત્રણ સંભવિત રીતે સારાંશ આપી શકીએ છીએ: સિંગલ પોઈન્ટ સોર્સ, સ્ટાર સોર્સ અને મલ્ટીપોઈન્ટ સોર્સ.
(એ) સિંગલ પોઇન્ટ વીજ પુરવઠો: દરેક ઘટકની વીજ પુરવઠો અને ગ્રાઉન્ડ વાયર એકબીજાથી અલગ પડે છે. બધા ઘટકોનું પાવર રૂટિંગ માત્ર એક જ સંદર્ભ બિંદુ પર મળે છે. એક જ બિંદુને શક્તિ માટે યોગ્ય ગણવામાં આવે છે. જો કે, જટિલ અથવા મોટા / મધ્યમ કદના પ્રોજેક્ટ્સ માટે આ શક્ય નથી.
(b) સ્ટાર સ્રોત: સ્ટાર સ્રોતને સિંગલ પોઇન્ટ સોર્સમાં સુધારો તરીકે ગણી શકાય. તેની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓને કારણે, તે અલગ છે: ઘટકો વચ્ચે રૂટિંગ લંબાઈ સમાન છે. સ્ટાર કનેક્શનનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે વિવિધ ઘડિયાળોવાળા જટિલ હાઇ-સ્પીડ સિગ્નલ બોર્ડ માટે થાય છે. હાઇ-સ્પીડ સિગ્નલ પીસીબીમાં, સિગ્નલ સામાન્ય રીતે ધારથી આવે છે અને પછી કેન્દ્ર સુધી પહોંચે છે. બધા સંકેતો કેન્દ્રથી સર્કિટ બોર્ડના કોઈપણ ક્ષેત્રમાં પ્રસારિત કરી શકાય છે, અને વિસ્તારો વચ્ચે વિલંબ ઘટાડી શકાય છે.
(c) મલ્ટીપોઈન્ટ સ્ત્રોતો: કોઈ પણ સંજોગોમાં ગરીબ માનવામાં આવે છે. જો કે, કોઈપણ સર્કિટમાં તેનો ઉપયોગ કરવો સરળ છે. મલ્ટીપોઈન્ટ સ્રોત ઘટકો વચ્ચે અને સામાન્ય અવરોધ જોડાણમાં સંદર્ભ તફાવત પેદા કરી શકે છે. આ ડિઝાઇન શૈલી ઉચ્ચ સ્વિચિંગ IC, ઘડિયાળ અને RF સર્કિટને નજીકના સર્કિટમાં શેરિંગ કનેક્શનમાં અવાજ રજૂ કરવાની મંજૂરી આપે છે.
અલબત્ત, આપણા રોજિંદા જીવનમાં, આપણી પાસે હંમેશા એક જ પ્રકારનું વિતરણ હશે નહીં. આપણે જે વેપાર કરી શકીએ છીએ તે સિંગલ પોઇન્ટ સ્રોતોને મલ્ટી-પોઇન્ટ સ્રોતો સાથે મિશ્રિત કરવાનો છે. તમે એક બિંદુમાં એનાલોગ સંવેદનશીલ ઉપકરણો અને હાઇ-સ્પીડ / આરએફ સિસ્ટમ્સ અને અન્ય તમામ ઓછા સંવેદનશીલ પેરિફેરલ્સ મૂકી શકો છો.
શું તમે ક્યારેય વિચાર્યું છે કે તમારે પાવર એરક્રાફ્ટનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ? જવાબ હા છે. પાવર બોર્ડ પાવર ટ્રાન્સફર અને કોઈપણ સર્કિટનો અવાજ ઘટાડવાની એક પદ્ધતિ છે. પાવર પ્લેન ગ્રાઉન્ડિંગ પાથને ટૂંકાવે છે, ઇન્ડક્ટન્સ ઘટાડે છે અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સુસંગતતા (ઇએમસી) કામગીરીમાં સુધારો કરે છે. તે એ હકીકતને કારણે પણ છે કે બંને બાજુના વીજ પુરવઠાના વિમાનોમાં સમાંતર પ્લેટ ડીકોપ્લિંગ કેપેસિટર પણ પેદા થાય છે, જેથી અવાજ પ્રસારને અટકાવી શકાય.
પાવર બોર્ડનો પણ એક સ્પષ્ટ ફાયદો છે: તેના વિશાળ વિસ્તારને કારણે, તે વધુ પ્રવાહને પસાર થવા દે છે, આમ પીસીબીના ઓપરેટિંગ તાપમાનની શ્રેણીમાં વધારો કરે છે. પરંતુ મહેરબાની કરીને નોંધ કરો: પાવર લેયર કામના તાપમાનમાં સુધારો કરી શકે છે, પરંતુ વાયરિંગને પણ ધ્યાનમાં લેવું આવશ્યક છે. ટ્રેકિંગ નિયમો ipc-2221 અને ipc-9592 દ્વારા આપવામાં આવ્યા છે
RF સ્રોત (અથવા કોઈપણ હાઇ-સ્પીડ સિગ્નલ એપ્લિકેશન) ધરાવતા PCB માટે, તમારી પાસે સર્કિટ બોર્ડની કામગીરી સુધારવા માટે સંપૂર્ણ ગ્રાઉન્ડ પ્લેન હોવું આવશ્યક છે. સંકેતો જુદા જુદા વિમાનો પર સ્થિત હોવા જોઈએ, અને પ્લેટોના બે સ્તરોનો ઉપયોગ કરીને એક જ સમયે બંને જરૂરિયાતોને પૂરી કરવી લગભગ અશક્ય છે. જો તમે એન્ટેના અથવા કોઈપણ ઓછી જટિલતા આરએફ બોર્ડ ડિઝાઇન કરવા માંગતા હો, તો તમે બે સ્તરોનો ઉપયોગ કરી શકો છો. નીચેની આકૃતિ તમારા PCB આ વિમાનોનો વધુ સારી રીતે ઉપયોગ કરી શકે છે તેનું ઉદાહરણ બતાવે છે.
મિશ્ર સિગ્નલ ડિઝાઇનમાં, ઉત્પાદકો સામાન્ય રીતે ભલામણ કરે છે કે એનાલોગ ગ્રાઉન્ડને ડિજિટલ ગ્રાઉન્ડથી અલગ કરવામાં આવે. હાઇ-સ્પીડ સ્વીચો અને સિગ્નલો દ્વારા સંવેદનશીલ એનાલોગ સર્કિટ સરળતાથી પ્રભાવિત થાય છે. જો એનાલોગ અને ડિજિટલ ગ્રાઉન્ડિંગ અલગ છે, તો ગ્રાઉન્ડિંગ પ્લેન અલગ કરવામાં આવશે. જો કે, તેના નીચેના ગેરફાયદા છે. આપણે મુખ્યત્વે ગ્રાઉન્ડ પ્લેન બંધ થવાના કારણે વિભાજિત જમીનના ક્રોસસ્ટોક અને લૂપ એરિયા પર ધ્યાન આપવું જોઈએ. નીચે આપેલ ઉદાહરણ બે અલગ જમીન વિમાનોનું ઉદાહરણ બતાવે છે. ડાબી બાજુએ, રીટર્ન પ્રવાહ સીધો સિગ્નલ માર્ગ સાથે પસાર થઈ શકતો નથી, તેથી જમણી લૂપ વિસ્તારમાં ડિઝાઇન કરવાને બદલે લૂપ એરિયા હશે.
ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સુસંગતતા અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક હસ્તક્ષેપ (EMI)
ઉચ્ચ આવર્તન ડિઝાઇન (જેમ કે આરએફ સિસ્ટમ્સ) માટે, ઇએમઆઇ મુખ્ય ગેરલાભ બની શકે છે. અગાઉ ચર્ચા કરેલ ગ્રાઉન્ડ પ્લેન EMI ઘટાડવામાં મદદ કરે છે, પરંતુ તમારા PCB મુજબ ગ્રાઉન્ડ પ્લેન અન્ય સમસ્યાઓનું કારણ બની શકે છે. ચાર કે તેથી વધુ સ્તરો સાથે લેમિનેટમાં, વિમાનનું અંતર ખૂબ મહત્વનું છે. જ્યારે વિમાનો વચ્ચેનું કેપેસિટેન્સ નાનું હોય, ત્યારે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર બોર્ડ પર વિસ્તરશે. તે જ સમયે, બે વિમાનો વચ્ચેનો અવરોધ ઘટે છે, જે સિગ્નલ વિમાનમાં વળતર પ્રવાહને વહેવા દે છે. આ વિમાનમાંથી પસાર થતા કોઈપણ ઉચ્ચ આવર્તન સિગ્નલ માટે EMI ઉત્પન્ન કરશે.
EMI ને ટાળવા માટેનો એક સરળ ઉપાય એ છે કે હાઇ-સ્પીડ સિગ્નલોને બહુવિધ સ્તરો ઓળંગતા અટકાવવા. ડીકોપલિંગ કેપેસિટર ઉમેરો; અને સિગ્નલ વાયરિંગની આસપાસ ગ્રાઉન્ડિંગ વિયાસ મૂકો. નીચેની આકૃતિ ઉચ્ચ આવર્તન સંકેત સાથે સારી PCB ડિઝાઇન બતાવે છે.
અવાજ ફિલ્ટર કરો
બાયપાસ કેપેસિટર્સ અને ફેરાઇટ બીડ કેપેસિટરનો ઉપયોગ કોઈપણ ઘટક દ્વારા પેદા થતા અવાજને ફિલ્ટર કરવા માટે થાય છે. મૂળભૂત રીતે, જો કોઈપણ હાઇ-સ્પીડ એપ્લિકેશનમાં ઉપયોગ થાય છે, તો કોઈપણ I / O પિન અવાજ સ્રોત બની શકે છે. આ સામગ્રીઓનો વધુ સારો ઉપયોગ કરવા માટે, આપણે નીચેના મુદ્દાઓ પર ધ્યાન આપવું પડશે:
હંમેશા ફેરાઇટ મણકા મૂકો અને અવાજ સ્રોતની શક્ય તેટલી નજીક બાયપાસ કેપેસિટર મૂકો.
જ્યારે આપણે ઓટોમેટિક પ્લેસમેન્ટ અને ઓટોમેટિક રૂટીંગનો ઉપયોગ કરીએ છીએ, ત્યારે આપણે ચેક કરવા માટે અંતરનો વિચાર કરવો જોઈએ.
ફિલ્ટર્સ અને ઘટકો વચ્ચે વિયાસ અને અન્ય કોઈપણ રૂટીંગ ટાળો.
જો ગ્રાઉન્ડ પ્લેન હોય તો, તેને યોગ્ય રીતે ગ્રાઉન્ડ કરવા માટે છિદ્રો દ્વારા બહુવિધનો ઉપયોગ કરો.