वर्तमान में, उच्च आवृत्ति और उच्च गति पीसीबी डिजाइन मुख्यधारा बन गया है, और प्रत्येक पीसीबी लेआउट इंजीनियर को कुशल होना चाहिए। इसके बाद, Banermei आपके साथ हाई-फ़्रीक्वेंसी और हाई-स्पीड PCB सर्किट में हार्डवेयर विशेषज्ञों के कुछ डिज़ाइन अनुभव साझा करेगा, और मुझे आशा है कि यह सभी के लिए मददगार होगा।

1. उच्च आवृत्ति हस्तक्षेप से कैसे बचें?

उच्च आवृत्ति हस्तक्षेप से बचने का मूल विचार उच्च आवृत्ति संकेतों के विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के हस्तक्षेप को कम करना है, जो तथाकथित क्रॉसस्टॉक (क्रॉसस्टॉक) है। आप हाई-स्पीड सिग्नल और एनालॉग सिग्नल के बीच की दूरी बढ़ा सकते हैं, या एनालॉग सिग्नल के बगल में ग्राउंड गार्ड/शंट ट्रेस जोड़ सकते हैं। डिजिटल ग्राउंड से एनालॉग ग्राउंड तक शोर के हस्तक्षेप पर भी ध्यान दें।

2. हाई-स्पीड पीसीबी डिजाइन स्कीमैटिक्स डिजाइन करते समय प्रतिबाधा मिलान पर कैसे विचार करें?

हाई-स्पीड पीसीबी सर्किट डिजाइन करते समय, प्रतिबाधा मिलान डिजाइन तत्वों में से एक है। प्रतिबाधा मूल्य का वायरिंग विधि के साथ एक पूर्ण संबंध है, जैसे सतह परत (माइक्रोस्ट्रिप) या आंतरिक परत (स्ट्रिपलाइन / डबल स्ट्रिपलाइन) पर चलना, संदर्भ परत (पावर लेयर या ग्राउंड लेयर), वायरिंग चौड़ाई, पीसीबी सामग्री से दूरी , आदि। दोनों ट्रेस के विशिष्ट प्रतिबाधा मूल्य को प्रभावित करेंगे। दूसरे शब्दों में, प्रतिबाधा मूल्य केवल तारों के बाद ही निर्धारित किया जा सकता है। आम तौर पर, सिमुलेशन सॉफ़्टवेयर सर्किट मॉडल या उपयोग किए गए गणितीय एल्गोरिथम की सीमा के कारण असंतत प्रतिबाधा के साथ कुछ वायरिंग स्थितियों को ध्यान में नहीं रख सकता है। इस समय, केवल कुछ टर्मिनेटर (समाप्ति), जैसे कि श्रृंखला प्रतिरोध, को योजनाबद्ध आरेख पर आरक्षित किया जा सकता है। ट्रेस प्रतिबाधा में असंततता के प्रभाव को कम करें। समस्या का वास्तविक समाधान वायरिंग करते समय प्रतिबाधा विच्छेदन से बचने का प्रयास करना है।

3. हाई-स्पीड पीसीबी डिज़ाइन में, डिज़ाइनर को किन पहलुओं पर EMC और EMI नियमों पर विचार करना चाहिए?

आम तौर पर, ईएमआई/ईएमसी डिजाइन को एक ही समय में विकिरणित और संचालित दोनों पहलुओं पर विचार करने की आवश्यकता होती है। पूर्व उच्च आवृत्ति भाग (<30MHz) से संबंधित है और बाद वाला निचला आवृत्ति भाग (<30MHz) है। तो आप केवल उच्च आवृत्ति पर ध्यान नहीं दे सकते हैं और कम आवृत्ति भाग को अनदेखा कर सकते हैं। एक अच्छी ईएमआई/ईएमसी डिज़ाइन में लेआउट की शुरुआत में डिवाइस की स्थिति, पीसीबी स्टैक व्यवस्था, महत्वपूर्ण कनेक्शन विधि, डिवाइस चयन आदि को ध्यान में रखा जाना चाहिए। यदि पहले से बेहतर व्यवस्था नहीं हुई तो बाद में इसका समाधान किया जाएगा। यह आधे प्रयास के साथ दुगना परिणाम देगा और लागत में वृद्धि करेगा। उदाहरण के लिए, घड़ी जनरेटर का स्थान बाहरी कनेक्टर के करीब नहीं होना चाहिए। हाई-स्पीड सिग्नल जितना हो सके भीतरी परत तक जाने चाहिए। प्रतिबिंबों को कम करने के लिए विशेषता प्रतिबाधा मिलान और संदर्भ परत की निरंतरता पर ध्यान दें। डिवाइस द्वारा पुश किए गए सिग्नल की स्लीव रेट ऊंचाई को कम करने के लिए जितना संभव हो उतना छोटा होना चाहिए। फ़्रीक्वेंसी घटक, डिकूपिंग / बायपास कैपेसिटर चुनते समय, इस बात पर ध्यान दें कि क्या इसकी आवृत्ति प्रतिक्रिया पावर प्लेन पर शोर को कम करने के लिए आवश्यकताओं को पूरा करती है। इसके अलावा, विकिरण को कम करने के लिए लूप क्षेत्र को जितना संभव हो उतना छोटा (यानी, लूप प्रतिबाधा जितना संभव हो उतना छोटा) बनाने के लिए उच्च आवृत्ति सिग्नल वर्तमान के वापसी पथ पर ध्यान दें। उच्च आवृत्ति शोर की सीमा को नियंत्रित करने के लिए जमीन को भी विभाजित किया जा सकता है। अंत में, पीसीबी और आवास के बीच चेसिस ग्राउंड को ठीक से चुनें।

4. पीसीबी बोर्ड कैसे चुनें?

पीसीबी बोर्ड की पसंद को डिजाइन आवश्यकताओं और बड़े पैमाने पर उत्पादन और लागत को पूरा करने के बीच संतुलन बनाना चाहिए। डिजाइन आवश्यकताओं में विद्युत और यांत्रिक दोनों भाग शामिल हैं। आमतौर पर यह भौतिक समस्या अधिक महत्वपूर्ण होती है जब बहुत उच्च गति वाले पीसीबी बोर्ड (गीगाहर्ट्ज से अधिक आवृत्ति) डिजाइन करते हैं। उदाहरण के लिए, आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली FR-4 सामग्री, कई GHz की आवृत्ति पर ढांकता हुआ नुकसान सिग्नल क्षीणन पर बहुत प्रभाव डालेगा, और उपयुक्त नहीं हो सकता है। जहां तक ​​बिजली का संबंध है, ध्यान दें कि क्या ढांकता हुआ स्थिरांक और ढांकता हुआ नुकसान डिज़ाइन की गई आवृत्ति के लिए उपयुक्त हैं।

5. अत्यधिक लागत दबाव उत्पन्न किए बिना यथासंभव ईएमसी आवश्यकताओं को कैसे पूरा करें?

ईएमसी के कारण पीसीबी बोर्ड की बढ़ी हुई लागत आमतौर पर परिरक्षण प्रभाव को बढ़ाने के लिए जमीन की परतों की संख्या में वृद्धि और फेराइट बीड, चोक और अन्य उच्च आवृत्ति वाले हार्मोनिक दमन उपकरणों को जोड़ने के कारण होती है। इसके अलावा, आमतौर पर पूरे सिस्टम को ईएमसी आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए अन्य संस्थानों पर परिरक्षण संरचना का मिलान करना आवश्यक होता है। निम्नलिखित केवल सर्किट द्वारा उत्पन्न विद्युत चुम्बकीय विकिरण प्रभाव को कम करने के लिए कुछ पीसीबी बोर्ड डिजाइन तकनीक प्रदान करता है।

सिग्नल द्वारा उत्पन्न उच्च आवृत्ति घटकों को कम करने के लिए धीमी सिग्नल स्लीव दर वाले उपकरण को चुनने का प्रयास करें।

उच्च आवृत्ति घटकों की नियुक्ति पर ध्यान दें, बाहरी कनेक्टर के बहुत करीब नहीं।

उच्च आवृत्ति परावर्तन और विकिरण को कम करने के लिए उच्च गति संकेतों, तारों की परत और इसकी वापसी वर्तमान पथ के प्रतिबाधा मिलान पर ध्यान दें।

पावर प्लेन और ग्राउंड प्लेन पर शोर को कम करने के लिए प्रत्येक डिवाइस के पावर सप्लाई पिन पर पर्याप्त और उपयुक्त डिकूपिंग कैपेसिटर लगाएं। इस बात पर विशेष ध्यान दें कि क्या संधारित्र की आवृत्ति प्रतिक्रिया और तापमान विशेषताएँ डिज़ाइन आवश्यकताओं को पूरा करती हैं।

बाहरी कनेक्टर के पास की जमीन को जमीन से ठीक से अलग किया जा सकता है, और कनेक्टर की जमीन को पास के चेसिस ग्राउंड से जोड़ा जा सकता है।

कुछ विशेष हाई-स्पीड सिग्नलों के बगल में ग्राउंड गार्ड/शंट ट्रेस का उचित उपयोग किया जा सकता है। लेकिन ट्रेस की विशेषता प्रतिबाधा पर गार्ड/शंट ट्रेस के प्रभाव पर ध्यान दें।

पावर लेयर ग्राउंड लेयर से 20H सिकुड़ती है, और H पावर लेयर और ग्राउंड लेयर के बीच की दूरी है।

6. 2जी से ऊपर उच्च आवृत्ति वाले पीसीबी की डिजाइनिंग, रूटिंग और लेआउट करते समय किन पहलुओं पर ध्यान दिया जाना चाहिए?

2जी से ऊपर के हाई-फ़्रीक्वेंसी पीसीबी रेडियो फ़्रीक्वेंसी सर्किट के डिज़ाइन से संबंधित हैं और हाई-स्पीड डिजिटल सर्किट डिज़ाइन की चर्चा के दायरे में नहीं हैं। रेडियो फ्रीक्वेंसी सर्किट के लेआउट और रूटिंग को योजनाबद्ध के साथ माना जाना चाहिए, क्योंकि लेआउट और रूटिंग वितरण प्रभाव का कारण बनेंगे। इसके अलावा, रेडियो फ्रीक्वेंसी सर्किट के डिजाइन में कुछ निष्क्रिय उपकरणों को पैरामीटरयुक्त परिभाषाओं और विशेष आकार के तांबे के फोइल के माध्यम से महसूस किया जाता है। इसलिए, पैरामीटरयुक्त उपकरणों को प्रदान करने और विशेष आकार के तांबे के फोइल को संपादित करने के लिए ईडीए उपकरणों की आवश्यकता होती है। Mentor के बोर्डस्टेशन में एक विशेष RF डिज़ाइन मॉड्यूल है जो इन आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है। इसके अलावा, सामान्य आरएफ डिजाइन के लिए विशेष आरएफ सर्किट विश्लेषण उपकरण की आवश्यकता होती है। उद्योग में सबसे प्रसिद्ध है एगिलेंट का ईसॉफ्ट, जिसका मेंटर के उपकरणों के साथ एक अच्छा इंटरफ़ेस है।

7. क्या परीक्षण बिंदुओं को जोड़ने से उच्च गति वाले संकेतों की गुणवत्ता प्रभावित होगी?

यह सिग्नल की गुणवत्ता को प्रभावित करेगा या नहीं यह परीक्षण बिंदुओं को जोड़ने की विधि और सिग्नल की गति पर निर्भर करता है। मूल रूप से, अतिरिक्त परीक्षण बिंदु (मौजूदा थ्रू या डीआईपी पिन को परीक्षण बिंदुओं के रूप में उपयोग न करें) को लाइन में जोड़ा जा सकता है या लाइन से एक छोटी रेखा खींची जा सकती है। पूर्व लाइन पर एक छोटा संधारित्र जोड़ने के बराबर है, बाद वाला एक अतिरिक्त शाखा है। ये दोनों स्थितियां कम या ज्यादा हाई-स्पीड सिग्नल को प्रभावित करेंगी, और प्रभाव की सीमा सिग्नल की आवृत्ति गति और सिग्नल के किनारे की दर से संबंधित है। प्रभाव की भयावहता को अनुकरण के माध्यम से जाना जा सकता है। सिद्धांत रूप में, परीक्षण बिंदु जितना छोटा होगा, उतना ही बेहतर (बेशक, इसे परीक्षण उपकरण की आवश्यकताओं को पूरा करना होगा) शाखा जितनी छोटी होगी, उतना ही बेहतर होगा।