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उच्च आवृत्ति सर्किट पीसीबी डिजाइन के कौशल क्या हैं?

की डिजाइन उच्च आवृत्ति पीसीबी एक जटिल प्रक्रिया है, और कई कारक उच्च आवृत्ति सर्किट के कार्य प्रदर्शन को सीधे प्रभावित कर सकते हैं। हाई-फ़्रीक्वेंसी सर्किट डिज़ाइन और वायरिंग पूरे डिज़ाइन के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं। उच्च आवृत्ति सर्किट पीसीबी डिजाइन के लिए निम्नलिखित दस युक्तियों की विशेष रूप से अनुशंसा की जाती है:

आईपीसीबी

1. बहुपरत बोर्ड वायरिंग

उच्च आवृत्ति सर्किट में उच्च एकीकरण और उच्च तारों का घनत्व होता है। बहु-परत बोर्डों का उपयोग न केवल तारों के लिए आवश्यक है, बल्कि हस्तक्षेप को कम करने का एक प्रभावी साधन भी है। पीसीबी लेआउट चरण में, एक निश्चित संख्या में परतों के साथ मुद्रित बोर्ड के आकार का एक उचित चयन ढाल को स्थापित करने के लिए मध्यवर्ती परत का पूरा उपयोग कर सकता है, निकटतम ग्राउंडिंग को बेहतर ढंग से महसूस कर सकता है, और प्रभावी रूप से परजीवी अधिष्ठापन को कम कर सकता है और सिग्नल को छोटा कर सकता है। संचरण की लंबाई, जबकि अभी भी एक बड़े को बनाए रखना ये सभी विधियां उच्च आवृत्ति सर्किट की विश्वसनीयता के लिए फायदेमंद हैं, जैसे सिग्नल क्रॉस-इंटरफेरेंस के आयाम में कमी। कुछ आंकड़ों से पता चलता है कि जब एक ही सामग्री का उपयोग किया जाता है, तो चार-परत बोर्ड का शोर दो तरफा बोर्ड की तुलना में 20dB कम होता है। हालाँकि, एक समस्या भी है। पीसीबी की आधी परतों की संख्या जितनी अधिक होगी, निर्माण प्रक्रिया उतनी ही जटिल होगी, और इकाई की लागत उतनी ही अधिक होगी। इसके लिए हमें पीसीबी लेआउट करते समय उचित संख्या में परतों के साथ पीसीबी बोर्ड का चयन करना होगा। उचित घटक लेआउट योजना, और डिजाइन को पूरा करने के लिए सही वायरिंग नियमों का उपयोग करें।

2. उच्च गति वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के पिनों के बीच सीसा जितना कम झुकता है, उतना ही अच्छा

हाई-फ़्रीक्वेंसी सर्किट वायरिंग का लीड वायर एक पूर्ण सीधी रेखा को अपनाने के लिए सबसे अच्छा है, जिसे चालू करने की आवश्यकता होती है। इसे 45-डिग्री टूटी हुई रेखा या वृत्ताकार चाप द्वारा घुमाया जा सकता है। इस आवश्यकता का उपयोग केवल कम आवृत्ति वाले सर्किट में तांबे की पन्नी की फिक्सिंग ताकत में सुधार करने के लिए किया जाता है, जबकि उच्च आवृत्ति सर्किट में यह आवश्यकता पूरी होती है। एक आवश्यकता बाहरी उत्सर्जन और उच्च आवृत्ति संकेतों के आपसी युग्मन को कम कर सकती है।

3. हाई-फ़्रीक्वेंसी सर्किट डिवाइस के पिन के बीच की लीड जितनी कम होगी, उतना ही बेहतर होगा

सिग्नल की विकिरण तीव्रता सिग्नल लाइन की ट्रेस लंबाई के समानुपाती होती है। हाई-फ़्रीक्वेंसी सिग्नल लीड जितना लंबा होता है, उसके करीब के घटकों को जोड़ना उतना ही आसान होता है। इसलिए, सिग्नल घड़ी के लिए, क्रिस्टल ऑसीलेटर, डीडीआर डेटा, एलवीडीएस लाइन, यूएसबी लाइन, एचडीएमआई लाइन और अन्य उच्च आवृत्ति सिग्नल लाइनों को जितना संभव हो उतना छोटा होना आवश्यक है।

4. उच्च आवृत्ति सर्किट डिवाइस के पिन के बीच वैकल्पिक रूप से कम लीड परत, बेहतर

तथाकथित “लीड का इंटर-लेयर अल्टरनेशन जितना कम होगा, उतना ही बेहतर” का अर्थ है कि कंपोनेंट कनेक्शन प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले कम विअस (वाया) बेहतर है। पक्ष के अनुसार, एक के माध्यम से लगभग 0.5pF वितरित समाई ला सकता है, और विअस की संख्या को कम करने से गति में काफी वृद्धि हो सकती है और डेटा त्रुटियों की संभावना कम हो सकती है।

5. निकट समानांतर रूटिंग में सिग्नल लाइन द्वारा शुरू किए गए “क्रॉसस्टॉक” पर ध्यान दें

हाई-फ़्रीक्वेंसी सर्किट वायरिंग को सिग्नल लाइनों के नज़दीकी समानांतर रूटिंग द्वारा शुरू किए गए “क्रॉसस्टॉक” पर ध्यान देना चाहिए। क्रॉसस्टॉक सिग्नल लाइनों के बीच युग्मन घटना को संदर्भित करता है जो सीधे जुड़े नहीं हैं। चूंकि उच्च-आवृत्ति सिग्नल ट्रांसमिशन लाइन के साथ विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में प्रेषित होते हैं, सिग्नल लाइन एंटीना के रूप में कार्य करेगी, और विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की ऊर्जा ट्रांसमिशन लाइन के चारों ओर उत्सर्जित होगी। संकेतों के बीच विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों के आपसी युग्मन के कारण अवांछित शोर संकेत उत्पन्न होते हैं। क्रॉसस्टॉक (क्रॉसस्टॉक) कहा जाता है। पीसीबी परत के पैरामीटर, सिग्नल लाइनों की दूरी, ड्राइविंग एंड और रिसीविंग एंड की विद्युत विशेषताओं, और सिग्नल लाइन टर्मिनेशन विधि सभी का क्रॉसस्टॉक पर एक निश्चित प्रभाव पड़ता है। इसलिए, उच्च-आवृत्ति संकेतों के क्रॉसस्टॉक को कम करने के लिए, वायरिंग करते समय यथासंभव निम्नलिखित करना आवश्यक है:

यदि तारों की जगह अनुमति देती है, तो दो तारों के बीच अधिक गंभीर क्रॉसस्टॉक के साथ ग्राउंड वायर या ग्राउंड प्लेन डालने से अलगाव में भूमिका निभा सकती है और क्रॉसस्टॉक को कम कर सकती है। जब सिग्नल लाइन के आसपास के स्थान में समय-भिन्न विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र होता है, यदि समानांतर वितरण से बचा नहीं जा सकता है, तो हस्तक्षेप को कम करने के लिए समानांतर सिग्नल लाइन के विपरीत दिशा में “ग्राउंड” का एक बड़ा क्षेत्र व्यवस्थित किया जा सकता है।

इस आधार पर कि वायरिंग स्पेस अनुमति देता है, आसन्न सिग्नल लाइनों के बीच की दूरी को बढ़ाएं, सिग्नल लाइनों की समानांतर लंबाई को कम करें, और समानांतर के बजाय कुंजी सिग्नल लाइन के लिए क्लॉक लाइन को लंबवत बनाने का प्रयास करें। यदि एक ही परत में समानांतर वायरिंग लगभग अपरिहार्य है, तो दो आसन्न परतों में, तारों की दिशा एक दूसरे के लंबवत होनी चाहिए।

डिजिटल सर्किट में, सामान्य क्लॉक सिग्नल तेज किनारे परिवर्तन वाले सिग्नल होते हैं, जिनमें उच्च बाहरी क्रॉसस्टॉक होता है। इसलिए, डिजाइन में, क्लॉक लाइन को ग्राउंड लाइन से घिरा होना चाहिए और वितरित कैपेसिटेंस को कम करने के लिए अधिक ग्राउंड लाइन छेदों को छिद्रित किया जाना चाहिए, जिससे क्रॉसस्टॉक को कम किया जा सके। हाई-फ़्रीक्वेंसी सिग्नल घड़ियों के लिए, लो-वोल्टेज डिफरेंशियल क्लॉक सिग्नल का उपयोग करने और ग्राउंड मोड को लपेटने का प्रयास करें, और पैकेज ग्राउंड पंचिंग की अखंडता पर ध्यान दें।

अप्रयुक्त इनपुट टर्मिनल को निलंबित नहीं किया जाना चाहिए, लेकिन बिजली की आपूर्ति से जुड़ा या जुड़ा हुआ है (बिजली की आपूर्ति उच्च आवृत्ति सिग्नल लूप में भी आधारित है), क्योंकि निलंबित लाइन ट्रांसमिटिंग एंटीना के बराबर हो सकती है, और ग्राउंडिंग बाधित हो सकती है उत्सर्जन। अभ्यास ने साबित कर दिया है कि क्रॉसस्टॉक को खत्म करने के लिए इस पद्धति का उपयोग करने से कभी-कभी तत्काल परिणाम मिल सकते हैं।

6. एकीकृत सर्किट ब्लॉक के बिजली आपूर्ति पिन में उच्च आवृत्ति वाले डिकूपिंग कैपेसिटर जोड़ें

पास के प्रत्येक एकीकृत सर्किट ब्लॉक के बिजली आपूर्ति पिन में एक उच्च आवृत्ति डिकूपिंग कैपेसिटर जोड़ा जाता है। पावर सप्लाई पिन के हाई-फ़्रीक्वेंसी डिकूपिंग कैपेसिटर को बढ़ाने से पावर सप्लाई पिन पर हाई-फ़्रीक्वेंसी हार्मोनिक्स के हस्तक्षेप को प्रभावी ढंग से दबाया जा सकता है।

7. उच्च आवृत्ति डिजिटल सिग्नल और एनालॉग सिग्नल ग्राउंड वायर के ग्राउंड वायर को अलग करें

जब एनालॉग ग्राउंड वायर, डिजिटल ग्राउंड वायर, आदि पब्लिक ग्राउंड वायर से जुड़े होते हैं, तो कनेक्ट करने या सीधे अलग करने के लिए हाई-फ़्रीक्वेंसी चोक मैग्नेटिक बीड्स का उपयोग करें और सिंगल-पॉइंट इंटरकनेक्शन के लिए उपयुक्त स्थान का चयन करें। हाई-फ़्रीक्वेंसी डिजिटल सिग्नल के ग्राउंड वायर की ग्राउंड पोटेंशिअल आम तौर पर असंगत होती है। अक्सर दोनों के बीच एक निश्चित वोल्टेज अंतर होता है। इसके अलावा, हाई-फ़्रीक्वेंसी डिजिटल सिग्नल के ग्राउंड वायर में अक्सर हाई-फ़्रीक्वेंसी सिग्नल के बहुत समृद्ध हार्मोनिक घटक होते हैं। जब डिजिटल सिग्नल ग्राउंड वायर और एनालॉग सिग्नल ग्राउंड वायर सीधे जुड़े होते हैं, तो हाई-फ़्रीक्वेंसी सिग्नल के हार्मोनिक्स ग्राउंड वायर कपलिंग के माध्यम से एनालॉग सिग्नल में हस्तक्षेप करेंगे। इसलिए, सामान्य परिस्थितियों में, उच्च-आवृत्ति डिजिटल सिग्नल के ग्राउंड वायर और एनालॉग सिग्नल के ग्राउंड वायर को अलग किया जाना चाहिए, और एकल-बिंदु इंटरकनेक्शन विधि का उपयोग उपयुक्त स्थिति में किया जा सकता है, या उच्च- आवृत्ति चोक चुंबकीय मनका इंटरकनेक्शन का उपयोग किया जा सकता है।

8. तारों से बनने वाले लूप से बचें

सभी प्रकार के हाई-फ़्रीक्वेंसी सिग्नल ट्रेस जितना संभव हो लूप नहीं बनाना चाहिए। यदि यह अपरिहार्य है, तो लूप क्षेत्र जितना संभव हो उतना छोटा होना चाहिए।

9. अच्छा सिग्नल प्रतिबाधा मिलान सुनिश्चित करना चाहिए

सिग्नल ट्रांसमिशन की प्रक्रिया में, जब प्रतिबाधा मेल नहीं खाती है, तो सिग्नल ट्रांसमिशन चैनल में प्रतिबिंबित होगा, और प्रतिबिंब संश्लेषित सिग्नल को ओवरशूट बनाने का कारण बनता है, जिससे सिग्नल लॉजिक थ्रेसहोल्ड के पास उतार-चढ़ाव होता है।

परावर्तन को समाप्त करने का मूल तरीका ट्रांसमिशन सिग्नल की प्रतिबाधा का अच्छी तरह से मिलान करना है। चूंकि लोड प्रतिबाधा और ट्रांसमिशन लाइन की विशेषता प्रतिबाधा के बीच का अंतर जितना अधिक होगा, उतना ही अधिक प्रतिबिंब होगा, इसलिए सिग्नल ट्रांसमिशन लाइन की विशेषता प्रतिबाधा को जितना संभव हो उतना लोड प्रतिबाधा के बराबर बनाया जाना चाहिए। उसी समय, कृपया ध्यान दें कि पीसीबी पर ट्रांसमिशन लाइन में अचानक परिवर्तन या कोने नहीं हो सकते हैं, और ट्रांसमिशन लाइन के प्रत्येक बिंदु के प्रतिबाधा को निरंतर रखने की कोशिश करें, अन्यथा ट्रांसमिशन लाइन के विभिन्न वर्गों के बीच प्रतिबिंब होंगे। इसके लिए आवश्यक है कि हाई-स्पीड पीसीबी वायरिंग के दौरान, निम्नलिखित वायरिंग नियमों का पालन किया जाना चाहिए:

यूएसबी वायरिंग नियम। USB सिग्नल डिफरेंशियल रूटिंग की आवश्यकता है, लाइन की चौड़ाई 10mil है, लाइन स्पेसिंग 6mil है, और ग्राउंड लाइन और सिग्नल लाइन स्पेसिंग 6mil है।

एचडीएमआई वायरिंग नियम। एचडीएमआई सिग्नल डिफरेंशियल रूटिंग की आवश्यकता है, लाइन की चौड़ाई 10 मिली है, लाइन स्पेसिंग 6 मिली है, और एचडीएमआई डिफरेंशियल सिग्नल पेयर के प्रत्येक दो सेट के बीच की दूरी 20 मिली से अधिक है।

LVDS वायरिंग नियम। LVDS सिग्नल डिफरेंशियल रूटिंग की आवश्यकता है, लाइन की चौड़ाई 7mil है, लाइन स्पेसिंग 6mil है, इसका उद्देश्य एचडीएमआई के डिफरेंशियल सिग्नल प्रतिबाधा को 100 + -15% ओम को नियंत्रित करना है

डीडीआर वायरिंग नियम। DDR1 के निशान के लिए संकेतों की आवश्यकता होती है कि वे जितना संभव हो छेद से न गुजरें, सिग्नल लाइनें समान चौड़ाई की होती हैं, और रेखाएं समान दूरी पर होती हैं। संकेतों के बीच क्रॉसस्टॉक को कम करने के लिए निशान 2W सिद्धांत को पूरा करना चाहिए। DDR2 और उससे ऊपर के उच्च-गति वाले उपकरणों के लिए, उच्च-आवृत्ति डेटा की भी आवश्यकता होती है। सिग्नल के प्रतिबाधा मिलान को सुनिश्चित करने के लिए लाइनें लंबाई में बराबर होती हैं।

10. ट्रांसमिशन की अखंडता की गारंटी

सिग्नल ट्रांसमिशन की अखंडता बनाए रखें और ग्राउंड स्प्लिटिंग के कारण होने वाली “ग्राउंड बाउंस घटना” को रोकें।