site logo

હાઇ સ્પીડ પીસીબી ડિઝાઇનમાં ટ્રાન્સમિશન લાઇનની અસરને કેવી રીતે ટાળવી

માં ટ્રાન્સમિશન લાઇનની અસરને કેવી રીતે ટાળવી હાઇ સ્પીડ પીસીબી ડિઝાઇન

1. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક હસ્તક્ષેપને દબાવવા માટેની પદ્ધતિઓ

સિગ્નલ અખંડિતતા સમસ્યાનો સારો ઉકેલ PCB બોર્ડની ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સુસંગતતા (EMC) માં સુધારો કરશે. સૌથી મહત્વની બાબત એ છે કે પીસીબી બોર્ડ પાસે સારી ગ્રાઉન્ડિંગ છે તેની ખાતરી કરવી. ગ્રાઉન્ડ લેયર સાથે સિગ્નલ લેયર જટિલ ડિઝાઇન માટે ખૂબ અસરકારક પદ્ધતિ છે. વધુમાં, સર્કિટ બોર્ડના બાહ્યતમ સ્તરની સિગ્નલ ઘનતાને ઘટાડવી એ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન ઘટાડવાનો પણ સારો માર્ગ છે. આ પદ્ધતિ “સપાટી વિસ્તાર” તકનીક “બિલ્ડ-અપ” પીસીબી ડિઝાઇનનો ઉપયોગ કરીને પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. પાતળા ઇન્સ્યુલેશન સ્તરો અને સામાન્ય સ્તરે પીસીબી પર આ સ્તરોને ભેદવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા માઇક્રોપ્રોર્સના સંયોજનને ઉમેરીને સપાટી વિસ્તાર સ્તર પ્રાપ્ત થાય છે. પ્રતિકાર અને કેપેસીટન્સ સપાટીની નીચે દફનાવી શકાય છે, અને એકમ વિસ્તાર દીઠ રેખીય ઘનતા લગભગ બમણી થાય છે, આમ પીસીબીનું પ્રમાણ ઘટાડે છે. પીસીબી વિસ્તારના ઘટાડાની રૂટીંગની ટોપોલોજી પર ભારે અસર પડે છે, જેનો અર્થ છે કે વર્તમાન લૂપ ઓછો થાય છે, શાખા રૂટીંગની લંબાઈ ઓછી થાય છે, અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન વર્તમાન લૂપના વિસ્તારના પ્રમાણમાં પ્રમાણસર હોય છે; At the same time, the small size characteristics mean that high-density pin packages can be used, which in turn reduces the length of the wire, thus reducing the current loop and improving emc characteristics.

2. Strictly control the cable lengths of key network cables

If the design has a high speed jump edge, the transmission line effect on the PCB must be considered. આજે સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા હાઇ ક્લોક રેટ ફાસ્ટ ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ ચિપ્સ વધુ સમસ્યારૂપ છે. આ સમસ્યાને ઉકેલવા માટે કેટલાક મૂળભૂત સિદ્ધાંતો છે: જો CMOS અથવા TTL સર્કિટનો ઉપયોગ ડિઝાઇન માટે કરવામાં આવે છે, તો ઓપરેટિંગ ફ્રીક્વન્સી 10MHz થી ઓછી છે, અને વાયરિંગની લંબાઈ 7 ઇંચથી વધુ ન હોવી જોઈએ. If the operating frequency is 50MHz, the cable length should not be greater than 1.5 inches. Wiring length should be 1 inch if operating frequency reaches or exceeds 75MHz. GaAs ચિપ્સ માટે મહત્તમ વાયરિંગ લંબાઈ 0.3 ઇંચ હોવી જોઈએ. જો આ ઓળંગાઈ જાય, તો ટ્રાન્સમિશન લાઈનની સમસ્યા છે.

3. કેબલિંગની ટોપોલોજીનું યોગ્ય આયોજન કરો

ટ્રાન્સમિશન લાઇન ઇફેક્ટને ઉકેલવાનો બીજો રસ્તો સાચો રૂટીંગ પાથ અને ટર્મિનલ ટોપોલોજી પસંદ કરવાનો છે. કેબલિંગ ટોપોલોજી નેટવર્ક કેબલના કેબલિંગ ક્રમ અને બંધારણનો સંદર્ભ આપે છે. જ્યારે હાઇ-સ્પીડ લોજિક ડિવાઇસનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ઝડપથી બદલાતી ધાર સાથેનો સિગ્નલ સિગ્નલ ટ્રંકની શાખાઓ દ્વારા વિકૃત થઈ જશે સિવાય કે શાખાની લંબાઈ ખૂબ ટૂંકી રાખવામાં આવે. સામાન્ય રીતે, પીસીબી રૂટીંગ બે મૂળભૂત ટોપોલોજી અપનાવે છે, જેમ કે ડેઝી ચેઇન રૂટીંગ અને સ્ટાર વિતરણ.

ડેઝી-ચેઇન વાયરિંગ માટે, વાયરિંગ ડ્રાઇવર છેડે શરૂ થાય છે અને બદલામાં દરેક પ્રાપ્ત અંત સુધી પહોંચે છે. જો સિગ્નલ લાક્ષણિકતાઓને બદલવા માટે સિરીઝ રેઝિસ્ટરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, તો સિરીઝ રેઝિસ્ટરની સ્થિતિ ડ્રાઇવિંગ એન્ડની નજીક હોવી જોઈએ. ડેઝી ચેઇન કેબલિંગ કેબલિંગના ઉચ્ચ હાર્મોનિક હસ્તક્ષેપને નિયંત્રિત કરવામાં શ્રેષ્ઠ છે. જો કે, આ પ્રકારના વાયરિંગમાં સૌથી ઓછો ટ્રાન્સમિશન રેટ હોય છે અને 100%પાસ કરવું સહેલું નથી. વાસ્તવિક ડિઝાઇનમાં, અમે ડેઝી ચેઇન વાયરિંગમાં શાખાની લંબાઈ શક્ય તેટલી ટૂંકી બનાવવા માંગીએ છીએ, અને સલામત લંબાઈનું મૂલ્ય હોવું જોઈએ: સ્ટબ વિલંબ < = Trt * 0.1.

ઉદાહરણ તરીકે, હાઇ-સ્પીડ ટીટીએલ સર્કિટમાં શાખાનો અંત 1.5 ઇંચથી ઓછો હોવો જોઈએ. આ ટોપોલોજી ઓછી વાયરિંગ જગ્યા લે છે અને એક રેઝિસ્ટર મેચિંગ દ્વારા સમાપ્ત કરી શકાય છે. જો કે, આ વાયરિંગ માળખું બનાવે છે કે વિવિધ સિગ્નલ રીસીવર પર પ્રાપ્ત થતો સિગ્નલ સિંક્રનસ નથી.

The star topology can effectively avoid the problem of clock signal synchronization, but it is very difficult to finish the wiring manually on the PCB with high density. ઓટોમેટિક કેબલરનો ઉપયોગ સ્ટાર કેબલિંગને પૂર્ણ કરવાનો શ્રેષ્ઠ માર્ગ છે. A terminal resistor is required on each branch. The value of the terminal resistance should match the characteristic impedance of the wire. લાક્ષણિક અવબાધ મૂલ્યો અને ટર્મિનલ મેચિંગ પ્રતિકાર મૂલ્યોની ગણતરી કરવા માટે આ જાતે અથવા CAD સાધનો દ્વારા કરી શકાય છે.

While simple terminal resistors are used in the two examples above, a more complex matching terminal is optional in practice. પ્રથમ વિકલ્પ RC મેચ ટર્મિનલ છે. આરસી મેચિંગ ટર્મિનલ્સ વીજ વપરાશ ઘટાડી શકે છે, પરંતુ સિગ્નલ કામગીરી પ્રમાણમાં સ્થિર હોય ત્યારે જ તેનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. આ પદ્ધતિ ક્લોક લાઇન સિગ્નલ મેચિંગ પ્રોસેસિંગ માટે સૌથી યોગ્ય છે. ગેરલાભ એ છે કે આરસી મેચિંગ ટર્મિનલમાં કેપેસિટેન્સ સિગ્નલના આકાર અને પ્રસારની ગતિને અસર કરી શકે છે.

The series resistor matching terminal incurs no additional power consumption, but slows down signal transmission. This approach is used in bus-driven circuits where time delays are not significant. સિરીઝ રેઝિસ્ટર મેચિંગ ટર્મિનલમાં બોર્ડ પર ઉપયોગમાં લેવાતા ઉપકરણોની સંખ્યા અને જોડાણોની ઘનતા ઘટાડવાનો ફાયદો પણ છે.

The final method is to separate the matching terminal, in which the matching element needs to be placed near the receiving end. તેનો ફાયદો એ છે કે તે સિગ્નલને નીચે ખેંચશે નહીં, અને ઘોંઘાટ ટાળવા માટે તે ખૂબ જ સારો હોઈ શકે છે. સામાન્ય રીતે TTL ઇનપુટ સંકેતો (ACT, HCT, FAST) માટે વપરાય છે.

In addition, the package type and installation type of the terminal matching resistor must be considered. SMD surface mount resistors generally have lower inductance than through-hole components, so SMD package components are preferred. There are also two installation modes for ordinary straight plug resistors: vertical and horizontal.

વર્ટિકલ માઉન્ટિંગ મોડમાં, રેઝિસ્ટન્સમાં શોર્ટ માઉન્ટિંગ પિન હોય છે, જે રેઝિસ્ટન્સ અને સર્કિટ બોર્ડ વચ્ચે થર્મલ રેઝિસ્ટન્સ ઘટાડે છે અને પ્રતિકારક ગરમીને હવામાં વધુ સરળતાથી બહાર કાે છે. પરંતુ લાંબી verticalભી ઇન્સ્ટોલેશન રેઝિસ્ટરની ઇન્ડક્ટન્સમાં વધારો કરશે. ઓછી ઇન્સ્ટોલેશનને કારણે આડી સ્થાપન ઓછી ઇન્ડક્ટન્સ ધરાવે છે. However, the overheated resistance will drift, and in the worst case, the resistance will become open, resulting in PCB wiring termination matching failure, becoming a potential failure factor.

4. અન્ય લાગુ તકનીકો

IC વીજ પુરવઠા પર ક્ષણિક વોલ્ટેજ ઓવરશૂટ ઘટાડવા માટે, IC ચિપમાં ડીકોપલિંગ કેપેસિટર ઉમેરવું જોઈએ. આ વીજ પુરવઠા પર બર્સની અસરને અસરકારક રીતે દૂર કરે છે અને મુદ્રિત બોર્ડ પર પાવર લૂપમાંથી રેડિયેશન ઘટાડે છે.

બર સ્મૂધિંગ અસર શ્રેષ્ઠ છે જ્યારે ડીકોપલિંગ કેપેસિટર પાવર સપ્લાય લેયરને બદલે સીધા ઈન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટના પાવર સપ્લાય લેગ સાથે જોડાયેલ હોય. આથી જ કેટલાક ઉપકરણો તેમના સketકેટમાં ડીકોપલિંગ કેપેસિટર ધરાવે છે, જ્યારે અન્યને ડીકોપ્લિંગ કેપેસિટર અને ડિવાઇસ વચ્ચેનું અંતર પૂરતું નાનું હોવું જરૂરી છે.

પાવર સપ્લાય વોલ્ટેજના ક્ષણિક ઓવરશૂટને ઘટાડવા માટે કોઈપણ હાઇ સ્પીડ અને ઉચ્ચ વીજ વપરાશ ઉપકરણોને શક્ય હોય ત્યાં સુધી એકસાથે મૂકવા જોઈએ.

પાવર લેયર વિના, લાંબી પાવર લાઇનો સિગ્નલ અને લૂપ વચ્ચે લૂપ બનાવે છે, જે રેડિયેશનના સ્ત્રોત અને ઇન્ડક્ટિવ સર્કિટ તરીકે સેવા આપે છે.

એક જ નેટવર્ક કેબલ અથવા અન્ય કેબલિંગમાંથી પસાર થતી ન હોય તેવી લૂપ બનાવતા કેબલને ઓપન લૂપ કહેવામાં આવે છે. જો લૂપ સમાન નેટવર્ક કેબલમાંથી પસાર થાય છે, તો અન્ય માર્ગો બંધ લૂપ બનાવે છે. બંને કિસ્સાઓમાં, એન્ટેના અસર (લાઇન એન્ટેના અને રિંગ એન્ટેના) થઇ શકે છે.