पीसीबी डिजाइन हाई-स्पीड एनालॉग इनपुट सिग्नल रूटिंग विधि

व्यापक लाइन चौड़ाई, मजबूत विरोधी हस्तक्षेप क्षमता और बेहतर संकेत गुणवत्ता (त्वचा प्रभाव का प्रभाव)। लेकिन साथ ही, 50Ω विशेषता प्रतिबाधा की आवश्यकता की गारंटी दी जानी चाहिए। सामान्य FR4 बोर्ड, सतह रेखा की चौड़ाई 6MIL प्रतिबाधा 50Ω है। यह स्पष्ट रूप से हाई-स्पीड एनालॉग इनपुट की सिग्नल गुणवत्ता आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकता है, इसलिए हम आम तौर पर GND02 को खोखला करने का उपयोग करते हैं और इसे ART03 परत को संदर्भित करते हैं। इस तरह, डिफरेंशियल सिग्नल को 12/10 के रूप में गिना जा सकता है, और सिंगल लाइन को 18MIL के रूप में गिना जा सकता है। (ध्यान दें कि लाइन की चौड़ाई 18MIL से अधिक है और फिर चौड़ीकरण अर्थहीन है)

पीसीबी डिजाइन हाई-स्पीड एनालॉग इनपुट सिग्नल रूटिंग विधि और नियम

चित्र में हरे रंग में हाइलाइट किया गया CLINE ART03 परत के सिंगल-लाइन और डिफरेंशियल हाई-स्पीड एनालॉग इनपुट को संदर्भित करता है। ऐसा करते समय, कुछ विवरणों से निपटा जाना चाहिए:

(1) शीर्ष परत के सिमुलेशन भाग को पैक करने की आवश्यकता है, जैसा कि ऊपर की आकृति में दिखाया गया है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ग्राउंड कॉपर से एनालॉग इनपुट CLINE की दूरी 3W होनी चाहिए, यानी तांबे के किनारे से CLINE तक AIRGAP लाइन की चौड़ाई से दोगुना है। कुछ विद्युत चुम्बकीय सैद्धांतिक गणना और सिमुलेशन के अनुसार, पीसीबी पर सिग्नल लाइनों के चुंबकीय क्षेत्र और विद्युत क्षेत्र मुख्य रूप से 3W की सीमा के भीतर वितरित किए जाते हैं। (आसपास के संकेतों से शोर हस्तक्षेप 1% से कम या उसके बराबर है)।

(2) एनालॉग क्षेत्र की सकारात्मक परत के GND तांबे को भी आसपास के डिजिटल क्षेत्र से अलग करने की आवश्यकता होती है, अर्थात सभी परतें अलग-थलग होती हैं।

(3) GND02 को खोखला करने के लिए, हम आमतौर पर इस पूरे क्षेत्र को खोखला कर देते हैं, इसलिए ऑपरेशन अपेक्षाकृत सरल है और कोई समस्या नहीं है। लेकिन विवरण पर विचार करते हुए या बेहतर करने के लिए, हम केवल एनालॉग इनपुट वायरिंग भाग को खोखला कर सकते हैं, निश्चित रूप से, शीर्ष परत, 3W क्षेत्र के समान। यह सिग्नल की गुणवत्ता और बोर्ड की सपाटता की गारंटी दे सकता है। प्रसंस्करण परिणाम इस प्रकार है:

पीसीबी डिजाइन हाई-स्पीड एनालॉग इनपुट सिग्नल रूटिंग विधि और नियम

इस तरह, हाई-स्पीड एनालॉग इनपुट सिग्नल का रिटर्न पाथ GND02 लेयर पर जल्दी से रिफ्लो किया जा सकता है। यानी सिम्युलेटेड ग्राउंड रिटर्न पाथ छोटा हो जाता है।

(4) एनालॉग सिग्नल को जल्दी से वापस लाने के लिए हाई-स्पीड एनालॉग सिग्नल के आसपास बड़ी संख्या में GND वायस को अनियमित रूप से पंच करें। यह शोर को भी अवशोषित कर सकता है।

पीसीबी डिजाइन हाई-स्पीड एनालॉग इनपुट सिग्नल रूटिंग नियम

नियम 1: हाई-स्पीड पीसीबी सिग्नल रूटिंग परिरक्षण नियम हाई-स्पीड पीसीबी डिज़ाइन में, प्रमुख हाई-स्पीड सिग्नल लाइनों जैसे कि घड़ियों के रूटिंग को परिरक्षित करने की आवश्यकता होती है। यदि कोई शील्ड या उसका केवल एक हिस्सा नहीं है, तो यह ईएमआई रिसाव का कारण होगा। यह अनुशंसा की जाती है कि परिरक्षित तार को प्रति 1000 मील में एक छेद के साथ जमीन पर उतारा जाए।

पीसीबी डिजाइन हाई-स्पीड एनालॉग इनपुट सिग्नल रूटिंग विधि और नियम

नियम 2: हाई-स्पीड सिग्नल रूटिंग क्लोज्ड-लूप नियम

PCB बोर्डों के बढ़ते घनत्व के कारण, कई PCB LAYOUT इंजीनियरों को रूटिंग की प्रक्रिया में गलती होने का खतरा होता है, यानी हाई-स्पीड सिग्नल नेटवर्क जैसे क्लॉक सिग्नल, जो मल्टी-लेयर PCB को रूट करते समय क्लोज-लूप परिणाम उत्पन्न करते हैं। इस तरह के बंद लूप के परिणामस्वरूप, एक लूप एंटेना का उत्पादन किया जाएगा, जिससे ईएमआई की विकिरण तीव्रता में वृद्धि होगी।

पीसीबी डिजाइन हाई-स्पीड एनालॉग इनपुट सिग्नल रूटिंग विधि और नियम

नियम 3: हाई-स्पीड सिग्नल रूटिंग ओपन लूप नियम

नियम 2 में उल्लेख किया गया है कि हाई-स्पीड सिग्नल के बंद लूप से ईएमआई रेडिएशन होगा, लेकिन ओपन लूप से ईएमआई रेडिएशन भी होगा।

हाई-स्पीड सिग्नल नेटवर्क जैसे क्लॉक सिग्नल, एक बार ओपन-लूप परिणाम होने पर जब मल्टीलेयर पीसीबी को रूट किया जाता है, तो एक रैखिक एंटीना का उत्पादन किया जाएगा, जो ईएमआई विकिरण तीव्रता को बढ़ाता है।

पीसीबी डिजाइन हाई-स्पीड एनालॉग इनपुट सिग्नल रूटिंग विधि और नियम

नियम 4: हाई-स्पीड सिग्नल की विशेषता प्रतिबाधा निरंतरता नियम

उच्च गति संकेतों के लिए, परतों के बीच स्विच करते समय विशेषता प्रतिबाधा निरंतरता होनी चाहिए, अन्यथा यह ईएमआई विकिरण को बढ़ाएगी। दूसरे शब्दों में, एक ही परत की तारों की चौड़ाई निरंतर होनी चाहिए, और विभिन्न परतों की तारों की प्रतिबाधा निरंतर होनी चाहिए।

पीसीबी डिजाइन हाई-स्पीड एनालॉग इनपुट सिग्नल रूटिंग विधि और नियम

नियम 5: हाई-स्पीड पीसीबी डिज़ाइन के लिए वायरिंग दिशा नियम

दो आसन्न परतों के बीच की तारों को ऊर्ध्वाधर तारों के सिद्धांत का पालन करना चाहिए, अन्यथा यह लाइनों के बीच क्रॉसस्टॉक का कारण बनेगा और ईएमआई विकिरण को बढ़ाएगा।

संक्षेप में, आसन्न तारों की परतें क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर तारों की दिशाओं का पालन करती हैं, और ऊर्ध्वाधर तारों के बीच क्रॉसस्टॉक को दबा सकता है।

पीसीबी डिजाइन हाई-स्पीड एनालॉग इनपुट सिग्नल रूटिंग विधि और नियम

नियम 6: हाई-स्पीड पीसीबी डिजाइन में टोपोलॉजिकल स्ट्रक्चर रूल्स

हाई-स्पीड पीसीबी डिज़ाइन में, सर्किट बोर्ड की विशेषता प्रतिबाधा का नियंत्रण और बहु-लोड स्थितियों के तहत टोपोलॉजिकल संरचना का डिज़ाइन सीधे उत्पाद की सफलता या विफलता को निर्धारित करता है।

आंकड़ा एक डेज़ी श्रृंखला टोपोलॉजी दिखाता है, जो आम तौर पर कुछ मेगाहर्ट्ज में उपयोग किए जाने पर फायदेमंद होता है। हाई-स्पीड पीसीबी डिज़ाइन में पिछले सिरे पर एक तारे के आकार की सममित संरचना का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है।

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नियम 7: ट्रेस लंबाई का अनुनाद नियम

जांचें कि क्या सिग्नल लाइन की लंबाई और सिग्नल की आवृत्ति प्रतिध्वनि का गठन करती है, अर्थात, जब वायरिंग की लंबाई सिग्नल वेवलेंथ 1/4 का एक पूर्णांक गुणक है, तो वायरिंग प्रतिध्वनित होगी, और अनुनाद विद्युत चुम्बकीय तरंगों को विकीर्ण करेगा। और हस्तक्षेप का कारण बनता है।