के डिजाइन में पीसीबी बोर्ड, आवृत्ति की तेजी से वृद्धि के साथ, बहुत अधिक हस्तक्षेप होगा जो कम आवृत्ति वाले पीसीबी बोर्ड से अलग है। इसके अलावा, आवृत्ति में वृद्धि और पीसीबी बोर्ड के लघुकरण और कम लागत के बीच विरोधाभास के साथ, ये हस्तक्षेप अधिक से अधिक जटिल हो जाएगा।

वास्तविक शोध में, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि बिजली आपूर्ति शोर, ट्रांसमिशन लाइन हस्तक्षेप, युग्मन और विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई) सहित हस्तक्षेप के मुख्य रूप से चार पहलू हैं। उच्च आवृत्ति पीसीबी की विभिन्न हस्तक्षेप समस्याओं का विश्लेषण और काम में अभ्यास के संयोजन के माध्यम से, प्रभावी समाधान सामने रखे जाते हैं।

सबसे पहले, बिजली की आपूर्ति शोर

उच्च आवृत्ति सर्किट में, बिजली की आपूर्ति के शोर का उच्च आवृत्ति संकेत पर स्पष्ट प्रभाव पड़ता है। इसलिए, बिजली आपूर्ति की पहली आवश्यकता कम शोर है। स्वच्छ फर्श उतनी ही महत्वपूर्ण हैं जितनी स्वच्छ बिजली। क्यों? शक्ति विशेषताओं को चित्र 1 में दिखाया गया है। जाहिर है, बिजली की आपूर्ति में एक निश्चित प्रतिबाधा होती है, और प्रतिबाधा पूरी बिजली आपूर्ति में वितरित की जाती है, इसलिए बिजली की आपूर्ति में शोर जोड़ा जाएगा।

फिर हमें बिजली की आपूर्ति की बाधा को कम करना चाहिए, इसलिए एक समर्पित बिजली आपूर्ति परत और ग्राउंडिंग परत होना सबसे अच्छा है। एचएफ सर्किट डिजाइन में, ज्यादातर मामलों में बस की तुलना में बिजली की आपूर्ति को एक परत के रूप में डिजाइन करना बेहतर होता है, ताकि लूप हमेशा न्यूनतम प्रतिबाधा के मार्ग का अनुसरण कर सके।

इसके अलावा, पावर बोर्ड को पीसीबी पर सभी उत्पन्न और प्राप्त संकेतों के लिए एक सिग्नल लूप प्रदान करना चाहिए। यह सिग्नल लूप को कम करता है और इस प्रकार शोर को कम करता है, जिसे अक्सर कम आवृत्ति सर्किट डिजाइनरों द्वारा अनदेखा किया जाता है।

उच्च आवृत्ति पीसीबी डिजाइन हस्तक्षेप समाधान होता है

चित्र 1: शक्ति विशेषताएँ

पीसीबी डिजाइन में बिजली के शोर को खत्म करने के कई तरीके हैं:

1. बोर्ड पर थ्रू होल पर ध्यान दें: थ्रू होल से गुजरने के लिए थ्रू होल के लिए जगह छोड़ने के लिए बिजली आपूर्ति परत पर नक़्क़ाशीदार उद्घाटन की आवश्यकता होती है। यदि बिजली आपूर्ति परत का उद्घाटन बहुत बड़ा है, तो यह सिग्नल लूप को प्रभावित करने के लिए बाध्य है, सिग्नल को बायपास करने के लिए मजबूर किया जाता है, लूप क्षेत्र बढ़ता है, और शोर बढ़ता है। उसी समय, यदि उद्घाटन के पास कई सिग्नल लाइनें क्लस्टर की जाती हैं और समान लूप साझा करती हैं, तो सामान्य प्रतिबाधा क्रॉसस्टॉक का कारण बनेगी। चित्र 2 देखें।

उच्च आवृत्ति पीसीबी डिजाइन हस्तक्षेप समाधान होता है

चित्र 2: बाईपास सिग्नल लूप का सामान्य पथ

2. कनेक्शन लाइन को पर्याप्त जमीन की जरूरत है: प्रत्येक सिग्नल को अपना मालिकाना सिग्नल लूप होना चाहिए, और सिग्नल और लूप का लूप क्षेत्र जितना संभव हो उतना छोटा है, यानी सिग्नल और लूप समानांतर होना चाहिए।

3. एनालॉग और डिजिटल बिजली की आपूर्ति अलग करने के लिए: उच्च आवृत्ति वाले उपकरण आमतौर पर डिजिटल शोर के प्रति बहुत संवेदनशील होते हैं, इसलिए दोनों को अलग किया जाना चाहिए, बिजली आपूर्ति के प्रवेश द्वार पर एक साथ जुड़ा होना चाहिए, अगर सिग्नल के एनालॉग और डिजिटल भागों में सिग्नल शब्द, लूप क्षेत्र को कम करने के लिए एक लूप के पार सिग्नल में रखा जा सकता है। सिग्नल लूप के लिए उपयोग किया जाने वाला डिजिटल-एनालॉग स्पैन चित्र 3 में दिखाया गया है।

उच्च आवृत्ति पीसीबी डिजाइन हस्तक्षेप समाधान होता है

चित्र 3: सिग्नल लूप के लिए डिजिटल – एनालॉग स्पैन

4. परतों के बीच अलग-अलग बिजली आपूर्ति के ओवरलैपिंग से बचें: अन्यथा सर्किट शोर आसानी से परजीवी कैपेसिटिव युग्मन से गुजर सकता है।

5. संवेदनशील घटकों को अलग करें: जैसे पीएलएल।

6. पावर केबल लगाएं: सिग्नल लूप को कम करने के लिए, पावर केबल को शोर को कम करने के लिए सिग्नल लाइन के किनारे पर रखें, जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है।

उच्च आवृत्ति पीसीबी डिजाइन हस्तक्षेप समाधान होता है

चित्र 4: पावर कॉर्ड को सिग्नल लाइन के पास रखें

दो, ट्रांसमिशन लाइन

पीसीबी में केवल दो संभावित ट्रांसमिशन लाइनें हैं:

रिबन लाइन और माइक्रोवेव लाइन की सबसे बड़ी समस्या परावर्तन है। प्रतिबिंब कई समस्याएं पैदा करेगा। उदाहरण के लिए, लोड सिग्नल मूल सिग्नल और इको सिग्नल का सुपरपोजिशन होगा, जिससे सिग्नल विश्लेषण की कठिनाई बढ़ जाएगी। परावर्तन से रिटर्न लॉस (रिटर्न लॉस) होता है, जो सिग्नल को उतनी ही बुरी तरह प्रभावित करता है जितना कि एडिटिव नॉइज़ इंटरफेरेंस:

1. सिग्नल स्रोत पर वापस परावर्तित सिग्नल सिस्टम के शोर को बढ़ा देगा, जिससे रिसीवर के लिए सिग्नल से शोर को अलग करना मुश्किल हो जाएगा;

2. कोई भी परावर्तित संकेत मूल रूप से सिग्नल की गुणवत्ता को कम करेगा और इनपुट सिग्नल के आकार को बदल देगा। सामान्यतया, समाधान मुख्य रूप से प्रतिबाधा मिलान है (उदाहरण के लिए, इंटरकनेक्शन का प्रतिबाधा सिस्टम के प्रतिबाधा से बहुत मेल खाना चाहिए), लेकिन कभी-कभी प्रतिबाधा की गणना अधिक परेशानी वाली होती है, आप कुछ ट्रांसमिशन लाइन प्रतिबाधा गणना सॉफ़्टवेयर का उल्लेख कर सकते हैं। पीसीबी डिजाइन में ट्रांसमिशन लाइन के हस्तक्षेप को खत्म करने के तरीके इस प्रकार हैं:

(ए) ट्रांसमिशन लाइनों के प्रतिबाधा विच्छेदन से बचें। असंतत प्रतिबाधा का बिंदु ट्रांसमिशन लाइन म्यूटेशन का बिंदु है, जैसे कि सीधे कोने, छेद के माध्यम से, आदि, जहां तक ​​संभव हो टाला जाना चाहिए। विधियाँ: रेखा के सीधे कोनों से बचने के लिए जहाँ तक संभव हो 45° कोण या चाप तक जाना, बड़ा कोण भी हो सकता है; जितना संभव हो उतना छेद के माध्यम से उपयोग करें, क्योंकि प्रत्येक छेद के माध्यम से एक प्रतिबाधा असंतोष है, जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 5; बाहरी परत से संकेत आंतरिक परत से गुजरने से बचते हैं और इसके विपरीत।

उच्च आवृत्ति पीसीबी डिजाइन हस्तक्षेप समाधान होता है

चित्र 5: ट्रांसमिशन लाइन के हस्तक्षेप को खत्म करने की विधि

(बी) हिस्सेदारी लाइनों का प्रयोग न करें। क्योंकि कोई भी ढेर रेखा शोर का स्रोत है। यदि पाइल लाइन छोटी है, तो इसे ट्रांसमिशन लाइन के अंत में जोड़ा जा सकता है; यदि पाइल लाइन लंबी है, तो यह मुख्य ट्रांसमिशन लाइन को स्रोत के रूप में लेगी और महान प्रतिबिंब उत्पन्न करेगी, जिससे समस्या जटिल हो जाएगी। इसका उपयोग न करने की सलाह दी जाती है।

तीसरा, युग्मन

1. सामान्य प्रतिबाधा युग्मन: यह एक सामान्य युग्मन चैनल है, अर्थात, हस्तक्षेप स्रोत और हस्तक्षेप करने वाला उपकरण अक्सर कुछ कंडक्टर (जैसे लूप बिजली की आपूर्ति, बस और सामान्य ग्राउंडिंग) साझा करते हैं, जैसा कि चित्र 6 में दिखाया गया है।

उच्च आवृत्ति पीसीबी डिजाइन हस्तक्षेप समाधान होता है

चित्र 6: सामान्य प्रतिबाधा युग्मन

इस चैनल में, आईसी का ड्रॉप बैक श्रृंखला के वर्तमान लूप में एक सामान्य-मोड वोल्टेज का कारण बनता है, जिससे रिसीवर प्रभावित होता है।

2. फील्ड कॉमन-मोड कपलिंग विकिरण स्रोत को इंटरफेरेड सर्किट द्वारा और सामान्य संदर्भ सतह पर गठित लूप में सामान्य-मोड वोल्टेज का कारण बनेगा।

यदि चुंबकीय क्षेत्र प्रमुख है, तो श्रृंखला ग्राउंड सर्किट में उत्पन्न सामान्य-मोड वोल्टेज का मान Vcm=-(△B/△t)* क्षेत्र (जहां △B= चुंबकीय प्रेरण तीव्रता में परिवर्तन) है। यदि यह एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र है, जब इसका विद्युत क्षेत्र मान ज्ञात होता है, तो इसका प्रेरित वोल्टेज: वीसीएम = (एल * एच * एफ * ई) / 48, सूत्र एल (एम) = 150 मेगाहर्ट्ज के लिए उपयुक्त है, इस सीमा से परे, अधिकतम प्रेरित वोल्टेज की गणना को सरल बनाया जा सकता है: वीसीएम = 2 * एच * ई।

3. डिफरेंशियल मोड फील्ड कपलिंग: लीड पर वायर पेयर या सर्किट बोर्ड द्वारा डायरेक्ट रेडिएशन को संदर्भित करता है और इसके लूप इंडक्शन को प्राप्त होता है। यदि आप जितना संभव हो दो तारों के करीब पहुंचें। यह युग्मन बहुत कम हो जाता है, इसलिए हस्तक्षेप को कम करने के लिए दो तारों को एक साथ घुमाया जा सकता है।

4. इंटर-लाइन कपलिंग (क्रॉसस्टॉक) किसी भी लाइन या समानांतर सर्किट के बीच अवांछित युग्मन का कारण बन सकता है, जो सिस्टम के प्रदर्शन को बहुत नुकसान पहुंचाएगा। इसके प्रकार को कैपेसिटिव क्रॉसस्टॉक और अवधारणात्मक क्रॉसस्टॉक में विभाजित किया जा सकता है।

पहला इसलिए है क्योंकि लाइनों के बीच परजीवी समाई वर्तमान इंजेक्शन के माध्यम से शोर प्राप्त करने वाली लाइन के साथ मिलकर शोर स्रोत पर शोर करती है। उत्तरार्द्ध को अवांछित परजीवी ट्रांसफार्मर के प्राथमिक चरणों के बीच संकेतों के युग्मन के रूप में माना जा सकता है। आगमनात्मक क्रॉसस्टॉक का आकार दो छोरों की निकटता, लूप क्षेत्र के आकार और प्रभावित भार के प्रतिबाधा पर निर्भर करता है।

5. पावर केबल युग्मन: एसी या डीसी पावर केबल्स विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप से हस्तक्षेप करते हैं

अन्य उपकरणों में स्थानांतरण।

पीसीबी डिजाइन में क्रॉसस्टॉक को खत्म करने के कई तरीके हैं:

1. दोनों प्रकार के क्रॉसस्टॉक लोड प्रतिबाधा की वृद्धि के साथ बढ़ते हैं, इसलिए क्रॉसस्टॉक के कारण होने वाले हस्तक्षेप के प्रति संवेदनशील सिग्नल लाइनों को ठीक से समाप्त किया जाना चाहिए।

2. कैपेसिटिव क्रॉसस्टॉक को प्रभावी ढंग से कम करने के लिए सिग्नल लाइनों के बीच की दूरी को अधिकतम करें। ग्राउंड मैनेजमेंट, वायरिंग के बीच रिक्ति (जैसे सक्रिय सिग्नल लाइन और अलगाव के लिए ग्राउंड लाइन, विशेष रूप से सिग्नल लाइन और ग्राउंड टू इंटरवल के बीच कूदने की स्थिति में) और लीड इंडक्शन को कम करना।

3. कैपेसिटिव क्रॉसस्टॉक को आसन्न सिग्नल लाइनों के बीच एक ग्राउंड वायर डालने से भी प्रभावी ढंग से कम किया जा सकता है, जो कि तरंग दैर्ध्य के हर तिमाही के गठन से जुड़ा होना चाहिए।

4. समझदार क्रॉसस्टॉक के लिए, लूप क्षेत्र को कम से कम किया जाना चाहिए, और यदि अनुमति दी जाती है, तो लूप को समाप्त कर दिया जाना चाहिए।

5. सिग्नल शेयरिंग लूप से बचें।

6. सिग्नल अखंडता पर ध्यान दें: डिजाइनर को सिग्नल अखंडता को हल करने के लिए वेल्डिंग प्रक्रिया में सिरों को लागू करना चाहिए। इस दृष्टिकोण का उपयोग करने वाले डिजाइनर सिग्नल अखंडता के अच्छे प्रदर्शन को प्राप्त करने के लिए परिरक्षण तांबे की पन्नी की माइक्रोस्ट्रिप लंबाई पर ध्यान केंद्रित कर सकते हैं। संचार संरचना में घने कनेक्टर्स वाले सिस्टम के लिए, डिज़ाइनर एक पीसीबी को टर्मिनल के रूप में उपयोग कर सकता है।

चार, विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप

जैसे-जैसे गति बढ़ती है, ईएमआई अधिक से अधिक गंभीर हो जाती है और कई पहलुओं (जैसे इंटरकनेक्ट पर विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप) में प्रस्तुत होती है। हाई-स्पीड डिवाइस विशेष रूप से इसके प्रति संवेदनशील होते हैं और हाई-स्पीड नकली सिग्नल प्राप्त करेंगे, जबकि लो-स्पीड डिवाइस ऐसे नकली सिग्नल को नजरअंदाज कर देंगे।

पीसीबी डिजाइन में विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को खत्म करने के कई तरीके हैं:

1. लूप कम करें: प्रत्येक लूप एंटीना के बराबर होता है, इसलिए हमें लूप की संख्या, लूप के क्षेत्र और लूप के एंटीना प्रभाव को कम करने की आवश्यकता होती है। सुनिश्चित करें कि सिग्नल में किन्हीं दो बिंदुओं पर केवल एक लूप पथ है, कृत्रिम लूप से बचें और जब भी संभव हो पावर लेयर का उपयोग करें।

2. फ़िल्टरिंग: बिजली लाइन और सिग्नल लाइन दोनों पर ईएमआई को कम करने के लिए फ़िल्टरिंग का उपयोग किया जा सकता है। तीन तरीके हैं: डिकूपिंग कैपेसिटर, ईएमआई फिल्टर और चुंबकीय तत्व। ईएमआई फ़िल्टर चित्र 7 में दिखाया गया है।

उच्च आवृत्ति पीसीबी डिजाइन हस्तक्षेप समाधान होता है

चित्र 7: फ़िल्टर प्रकार

3. परिरक्षण। मुद्दे की लंबाई के साथ-साथ बहुत सारे चर्चाओं के परिरक्षण लेखों के परिणामस्वरूप, अब कोई विशिष्ट परिचय नहीं है।

4. उच्च आवृत्ति वाले उपकरणों की गति कम करें।

5. पीसीबी बोर्ड के ढांकता हुआ स्थिरांक को बढ़ाएं, जो उच्च आवृत्ति भागों जैसे कि बोर्ड के पास ट्रांसमिशन लाइन को बाहर की ओर विकिरण से रोक सकता है; पीसीबी बोर्ड की मोटाई बढ़ाएं, माइक्रोस्ट्रिप लाइन की मोटाई को कम करें, विद्युत चुम्बकीय लाइन स्पिलओवर को रोक सकते हैं, विकिरण को भी रोक सकते हैं।

इस बिंदु पर, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि एचएफ पीसीबी डिजाइन में, हमें निम्नलिखित सिद्धांतों का पालन करना चाहिए:

1. बिजली आपूर्ति और जमीन का एकीकरण और स्थिरता।

2. सावधानी से विचार की गई वायरिंग और उचित समाप्ति प्रतिबिंबों को समाप्त कर सकती है।

3. सावधानीपूर्वक विचार किया गया वायरिंग और उचित टर्मिनेशन कैपेसिटिव और इंडक्टिव क्रॉसस्टॉक को कम कर सकता है।

4. ईएमसी आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए शोर दमन आवश्यक है।