പിസിബി ഹൈ-സ്പീഡ് അനലോഗ് ഇൻപുട്ട് സിഗ്നൽ റൂട്ടിംഗ് രീതി രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുക

ലൈൻ വീതി കൂടുന്തോറും ആൻറി-ഇടപെടൽ ശേഷി ശക്തമാവുകയും സിഗ്നൽ ഗുണമേന്മ (സ്കിൻ ഇഫക്റ്റിന്റെ സ്വാധീനം) മെച്ചപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. എന്നാൽ അതേ സമയം, 50Ω സ്വഭാവഗുണമുള്ള പ്രതിരോധത്തിന്റെ ആവശ്യകത ഉറപ്പുനൽകണം. സാധാരണ FR4 ബോർഡ്, ഉപരിതല ലൈൻ വീതി 6MIL ഇം‌പെഡൻസ് 50Ω ആണ്. ഇതിന് വ്യക്തമായും ഹൈ-സ്പീഡ് അനലോഗ് ഇൻപുട്ടിന്റെ സിഗ്നൽ ഗുണനിലവാര ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റാൻ കഴിയില്ല, അതിനാൽ ഞങ്ങൾ സാധാരണയായി GND02 ഹോളോ ഔട്ട് ചെയ്യൽ ഉപയോഗിക്കുകയും അത് ART03 ലെയറിലേക്ക് റഫർ ചെയ്യാൻ അനുവദിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ രീതിയിൽ, ഡിഫറൻഷ്യൽ സിഗ്നൽ 12/10 ആയി കണക്കാക്കാം, കൂടാതെ സിംഗിൾ ലൈൻ 18MIL ആയി കണക്കാക്കാം. (ലൈൻ വീതി 18MIL കവിയുന്നു, തുടർന്ന് വീതി കൂട്ടുന്നത് അർത്ഥശൂന്യമാണ്)

PCB ഡിസൈൻ ഹൈ-സ്പീഡ് അനലോഗ് ഇൻപുട്ട് സിഗ്നൽ റൂട്ടിംഗ് രീതിയും നിയമങ്ങളും

ചിത്രത്തിൽ പച്ചയിൽ ഹൈലൈറ്റ് ചെയ്തിരിക്കുന്ന CLINE, ART03 ലെയറിന്റെ സിംഗിൾ-ലൈൻ, ഡിഫറൻഷ്യൽ ഹൈ-സ്പീഡ് അനലോഗ് ഇൻപുട്ടിനെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. അങ്ങനെ ചെയ്യുമ്പോൾ, ചില വിശദാംശങ്ങൾ കൈകാര്യം ചെയ്യണം:

(1) മുകളിലെ ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ TOP ലെയറിന്റെ സിമുലേഷൻ ഭാഗം പാക്കേജ് ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്. ഗ്രൗണ്ട് കോപ്പറിൽ നിന്ന് അനലോഗ് ഇൻപുട്ട് CLINE-ലേക്കുള്ള ദൂരം 3W ആയിരിക്കണം, അതായത്, ചെമ്പിന്റെ അരികിൽ നിന്ന് CLINE വരെയുള്ള AIRGAP ലൈൻ വീതിയുടെ ഇരട്ടിയാണ്. ചില വൈദ്യുതകാന്തിക സൈദ്ധാന്തിക കണക്കുകൂട്ടലുകളും സിമുലേഷനുകളും അനുസരിച്ച്, പിസിബിയിലെ സിഗ്നൽ ലൈനുകളുടെ കാന്തികക്ഷേത്രവും വൈദ്യുത മണ്ഡലവും പ്രധാനമായും 3W പരിധിക്കുള്ളിൽ വിതരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. (ചുറ്റുമുള്ള സിഗ്നലുകളിൽ നിന്നുള്ള ശബ്ദ ഇടപെടൽ 1%-നേക്കാൾ കുറവോ തുല്യമോ ആണ്).

(2) അനലോഗ് ഏരിയയുടെ പോസിറ്റീവ് ലെയറിന്റെ GND കോപ്പറും ചുറ്റുമുള്ള ഡിജിറ്റൽ ഏരിയയിൽ നിന്ന് വേർതിരിച്ചെടുക്കേണ്ടതുണ്ട്, അതായത്, എല്ലാ പാളികളും ഒറ്റപ്പെട്ടതാണ്.

(3) GND02-ന്റെ പൊള്ളയായി മാറുന്നതിന്, ഞങ്ങൾ സാധാരണയായി ഈ പ്രദേശം മുഴുവൻ പൊള്ളയാക്കുന്നു, അതിനാൽ പ്രവർത്തനം താരതമ്യേന ലളിതവും പ്രശ്‌നവുമില്ല. എന്നാൽ വിശദാംശങ്ങൾ കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ അല്ലെങ്കിൽ മികച്ച രീതിയിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ, നമുക്ക് അനലോഗ് ഇൻപുട്ട് വയറിംഗ് ഭാഗം മാത്രമേ പൊള്ളയാക്കാൻ കഴിയൂ, തീർച്ചയായും, TOP ലെയർ പോലെ തന്നെ, 3W ഏരിയ. ഇത് സിഗ്നൽ ഗുണനിലവാരവും ബോർഡിന്റെ പരന്നതയും ഉറപ്പുനൽകുന്നു. പ്രോസസ്സിംഗ് ഫലം ഇപ്രകാരമാണ്:

PCB ഡിസൈൻ ഹൈ-സ്പീഡ് അനലോഗ് ഇൻപുട്ട് സിഗ്നൽ റൂട്ടിംഗ് രീതിയും നിയമങ്ങളും

ഈ രീതിയിൽ, ഹൈ-സ്പീഡ് അനലോഗ് ഇൻപുട്ട് സിഗ്നലിന്റെ റിട്ടേൺ പാത്ത് GND02 ലെയറിൽ വേഗത്തിൽ റീഫ്ലോ ചെയ്യാൻ കഴിയും. അതായത്, സിമുലേറ്റഡ് ഗ്രൗണ്ട് റിട്ടേൺ പാത്ത് ചെറുതായിത്തീരുന്നു.

(4) അനലോഗ് സിഗ്നൽ വേഗത്തിൽ തിരികെ ഒഴുകാൻ ഹൈ-സ്പീഡ് അനലോഗ് സിഗ്നലിന് ചുറ്റും ധാരാളം GND വഴികൾ ക്രമരഹിതമായി പഞ്ച് ചെയ്യുക. ശബ്ദത്തെ ആഗിരണം ചെയ്യാനും ഇതിന് കഴിയും.

PCB ഡിസൈൻ ഹൈ-സ്പീഡ് അനലോഗ് ഇൻപുട്ട് സിഗ്നൽ റൂട്ടിംഗ് നിയമങ്ങൾ

റൂൾ 1: ഹൈ-സ്പീഡ് പിസിബി സിഗ്നൽ റൂട്ടിംഗ് ഷീൽഡിംഗ് നിയമങ്ങൾ ഹൈ-സ്പീഡ് പിസിബി ഡിസൈനിൽ, ക്ലോക്കുകൾ പോലുള്ള പ്രധാന ഹൈ-സ്പീഡ് സിഗ്നൽ ലൈനുകളുടെ റൂട്ടിംഗ് ഷീൽഡ് ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്. ഷീൽഡ് ഇല്ലെങ്കിൽ അല്ലെങ്കിൽ അതിന്റെ ഒരു ഭാഗം മാത്രം ഉണ്ടെങ്കിൽ, അത് ഇഎംഐ ചോർച്ചയ്ക്ക് കാരണമാകും. 1000 മില്ലിന് ഒരു ദ്വാരം ഉപയോഗിച്ച് ഷീൽഡ് വയർ ഗ്രൗണ്ട് ചെയ്യാൻ ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു.

PCB ഡിസൈൻ ഹൈ-സ്പീഡ് അനലോഗ് ഇൻപുട്ട് സിഗ്നൽ റൂട്ടിംഗ് രീതിയും നിയമങ്ങളും

റൂൾ 2: ഹൈ-സ്പീഡ് സിഗ്നൽ റൂട്ടിംഗ് ക്ലോസ്ഡ്-ലൂപ്പ് നിയമങ്ങൾ

പിസിബി ബോർഡുകളുടെ വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന സാന്ദ്രത കാരണം, പല പിസിബി ലേഔട്ട് എഞ്ചിനീയർമാരും റൂട്ടിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ ഒരു തെറ്റിന് സാധ്യതയുണ്ട്, അതായത്, മൾട്ടി-ലെയർ പിസിബികൾ റൂട്ട് ചെയ്യുമ്പോൾ ക്ലോസ്ഡ്-ലൂപ്പ് ഫലങ്ങൾ നൽകുന്ന ക്ലോക്ക് സിഗ്നലുകൾ പോലുള്ള അതിവേഗ സിഗ്നൽ നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ. അത്തരമൊരു അടച്ച ലൂപ്പിന്റെ ഫലമായി, ഒരു ലൂപ്പ് ആന്റിന നിർമ്മിക്കപ്പെടും, ഇത് ഇഎംഐയുടെ റേഡിയേഷൻ തീവ്രത വർദ്ധിപ്പിക്കും.

PCB ഡിസൈൻ ഹൈ-സ്പീഡ് അനലോഗ് ഇൻപുട്ട് സിഗ്നൽ റൂട്ടിംഗ് രീതിയും നിയമങ്ങളും

റൂൾ 3: ഹൈ-സ്പീഡ് സിഗ്നൽ റൂട്ടിംഗ് ഓപ്പൺ ലൂപ്പ് നിയമങ്ങൾ

ഹൈ-സ്പീഡ് സിഗ്നലുകളുടെ ക്ലോസ്ഡ് ലൂപ്പ് ഇഎംഐ വികിരണത്തിന് കാരണമാകുമെന്ന് റൂൾ 2 പരാമർശിക്കുന്നു, എന്നാൽ ഓപ്പൺ ലൂപ്പ് ഇഎംഐ റേഡിയേഷനും കാരണമാകും.

ക്ലോക്ക് സിഗ്നലുകൾ പോലെയുള്ള ഹൈ-സ്പീഡ് സിഗ്നൽ നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ, മൾട്ടിലെയർ പിസിബി റൂട്ട് ചെയ്യുമ്പോൾ ഒരു ഓപ്പൺ-ലൂപ്പ് ഫലം വന്നാൽ, ഒരു ലീനിയർ ആന്റിന ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടും, ഇത് EMI റേഡിയേഷൻ തീവ്രത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.

PCB ഡിസൈൻ ഹൈ-സ്പീഡ് അനലോഗ് ഇൻപുട്ട് സിഗ്നൽ റൂട്ടിംഗ് രീതിയും നിയമങ്ങളും

റൂൾ 4: ഹൈ-സ്പീഡ് സിഗ്നലിന്റെ സ്വഭാവ ഇം‌പെഡൻസ് തുടർച്ച നിയമം

ഹൈ-സ്പീഡ് സിഗ്നലുകൾക്ക്, ലെയറുകൾക്കിടയിൽ മാറുമ്പോൾ സ്വഭാവ ഇം‌പെഡൻസ് തുടർച്ചയായിരിക്കണം, അല്ലാത്തപക്ഷം ഇത് EMI റേഡിയേഷൻ വർദ്ധിപ്പിക്കും. മറ്റൊരു വിധത്തിൽ പറഞ്ഞാൽ, ഒരേ പാളിയുടെ വയറിംഗിന്റെ വീതി തുടർച്ചയായിരിക്കണം, കൂടാതെ വിവിധ പാളികളുടെ വയറിംഗിന്റെ തടസ്സം തുടർച്ചയായിരിക്കണം.

PCB ഡിസൈൻ ഹൈ-സ്പീഡ് അനലോഗ് ഇൻപുട്ട് സിഗ്നൽ റൂട്ടിംഗ് രീതിയും നിയമങ്ങളും

റൂൾ 5: ഹൈ-സ്പീഡ് PCB ഡിസൈനിനുള്ള വയറിംഗ് ദിശാ നിയമങ്ങൾ

അടുത്തുള്ള രണ്ട് പാളികൾക്കിടയിലുള്ള വയറിംഗ് വെർട്ടിക്കൽ വയറിംഗിന്റെ തത്വം പാലിക്കണം, അല്ലാത്തപക്ഷം ഇത് ലൈനുകൾക്കിടയിൽ ക്രോസ്‌സ്റ്റോക്ക് ഉണ്ടാക്കുകയും EMI റേഡിയേഷൻ വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യും.

ചുരുക്കത്തിൽ, തൊട്ടടുത്തുള്ള വയറിംഗ് പാളികൾ തിരശ്ചീനവും ലംബവുമായ വയറിംഗ് ദിശകൾ പിന്തുടരുന്നു, കൂടാതെ ലംബമായ വയറിംഗിന് വരികൾക്കിടയിലുള്ള ക്രോസ്സ്റ്റോക്ക് അടിച്ചമർത്താൻ കഴിയും.

PCB ഡിസൈൻ ഹൈ-സ്പീഡ് അനലോഗ് ഇൻപുട്ട് സിഗ്നൽ റൂട്ടിംഗ് രീതിയും നിയമങ്ങളും

റൂൾ 6: ഉയർന്ന വേഗതയുള്ള PCB ഡിസൈനിലെ ടോപ്പോളജിക്കൽ ഘടന നിയമങ്ങൾ

ഹൈ-സ്പീഡ് പിസിബി ഡിസൈനിൽ, സർക്യൂട്ട് ബോർഡിന്റെ സ്വഭാവഗുണമുള്ള ഇം‌പെഡൻസിന്റെ നിയന്ത്രണവും മൾട്ടി-ലോഡ് സാഹചര്യങ്ങളിൽ ടോപ്പോളജിക്കൽ ഘടനയുടെ രൂപകൽപ്പനയും ഉൽപ്പന്നത്തിന്റെ വിജയമോ പരാജയമോ നേരിട്ട് നിർണ്ണയിക്കുന്നു.

ചിത്രം ഒരു ഡെയ്‌സി ചെയിൻ ടോപ്പോളജി കാണിക്കുന്നു, ഇത് കുറച്ച് മെഗാഹെർട്‌സിൽ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ പൊതുവെ പ്രയോജനകരമാണ്. ഹൈ-സ്പീഡ് പിസിബി ഡിസൈനിൽ പിൻഭാഗത്ത് നക്ഷത്രാകൃതിയിലുള്ള സമമിതി ഘടന ഉപയോഗിക്കാൻ ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു.

PCB ഡിസൈൻ ഹൈ-സ്പീഡ് അനലോഗ് ഇൻപുട്ട് സിഗ്നൽ റൂട്ടിംഗ് രീതിയും നിയമങ്ങളും

റൂൾ 7: ട്രെയ്സ് ദൈർഘ്യത്തിന്റെ അനുരണന നിയമം

സിഗ്നൽ ലൈനിന്റെ നീളവും സിഗ്നലിന്റെ ആവൃത്തിയും അനുരണനമാണോ എന്ന് പരിശോധിക്കുക, അതായത്, വയറിംഗിന്റെ നീളം സിഗ്നൽ തരംഗദൈർഘ്യം 1/4 ന്റെ ഒരു പൂർണ്ണ ഗുണിതമാകുമ്പോൾ, വയറിംഗ് പ്രതിധ്വനിക്കും, അനുരണനം വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളെ പ്രസരിപ്പിക്കും. ഇടപെടുകയും ചെയ്യും.