मध्ये ट्रान्समिशन लाईनचा प्रभाव कसा टाळावा हाय-स्पीड पीसीबी डिझाइन

1. विद्युत चुंबकीय हस्तक्षेप दडपण्याच्या पद्धती

सिग्नल अखंडतेच्या समस्येवर एक चांगला उपाय पीसीबी बोर्डची इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक कॉम्बिलिटी (ईएमसी) सुधारेल. पीसीबी बोर्डाला चांगले ग्राउंडिंग आहे याची खात्री करणे हे सर्वात महत्वाचे आहे. ग्राउंड लेयरसह सिग्नल लेयर जटिल डिझाइनसाठी एक अतिशय प्रभावी पद्धत आहे. याव्यतिरिक्त, सर्किट बोर्डच्या सर्वात बाहेरच्या थराची सिग्नल घनता कमी करणे देखील इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशन कमी करण्याचा एक चांगला मार्ग आहे. ही पद्धत “पृष्ठभाग क्षेत्र” तंत्रज्ञान “बिल्ड-अप” पीसीबी डिझाइन वापरून साध्य करता येते. पातळ इन्सुलेशन लेयर्स आणि मायक्रोपोरसचे मिश्रण जोडून हे प्रोसेस पीसीबीवर वापरले जाते. प्रतिकार आणि कॅपेसिटन्स पृष्ठभागाखाली दफन केले जाऊ शकतात आणि प्रति युनिट क्षेत्रातील रेखीय घनता जवळजवळ दुप्पट आहे, त्यामुळे पीसीबीचे प्रमाण कमी होते. पीसीबी क्षेत्र कमी होण्यामुळे राउटिंगच्या टोपोलॉजीवर मोठा प्रभाव पडतो, याचा अर्थ वर्तमान लूप कमी होतो, शाखा मार्गांची लांबी कमी होते आणि विद्युत चुंबकीय विकिरण वर्तमान लूपच्या क्षेत्राच्या अंदाजे प्रमाणात असते; त्याच वेळी, लहान आकाराच्या वैशिष्ट्यांचा अर्थ असा आहे की उच्च-घनता पिन पॅकेजेस वापरल्या जाऊ शकतात, ज्यामुळे वायरची लांबी कमी होते, त्यामुळे वर्तमान लूप कमी होते आणि ईएमसी वैशिष्ट्ये सुधारतात.

2. की नेटवर्क केबल्सची केबल लांबी काटेकोरपणे नियंत्रित करा

जर डिझाइनमध्ये हाय स्पीड जंप एज असेल, तर पीसीबीवरील ट्रान्समिशन लाइनचा प्रभाव विचारात घेणे आवश्यक आहे. आज सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या उच्च घड्याळ दर जलद एकात्मिक सर्किट चिप्स आणखी समस्याप्रधान आहेत. या समस्येचे निराकरण करण्यासाठी काही मूलभूत तत्त्वे आहेत: जर CMOS किंवा TTL सर्किट्स डिझाइनसाठी वापरल्या गेल्या असतील तर ऑपरेटिंग फ्रिक्वेन्सी 10MHz पेक्षा कमी असेल आणि वायरिंगची लांबी 7 इंचांपेक्षा जास्त नसावी. जर ऑपरेटिंग फ्रिक्वेन्सी 50MHz असेल तर केबलची लांबी 1.5 इंच पेक्षा जास्त नसावी. ऑपरेटिंग फ्रिक्वेन्सी 1 मेगाहर्ट्झपर्यंत पोहोचल्यास किंवा त्यापेक्षा जास्त असल्यास वायरिंगची लांबी 75 इंच असावी. GaAs चीपसाठी जास्तीत जास्त वायरिंगची लांबी 0.3 इंच असावी. जर हे ओलांडले गेले तर, ट्रान्समिशन लाइनची समस्या आहे.

3. केबलिंगच्या टोपोलॉजीची योग्य योजना करा

ट्रान्समिशन लाइन इफेक्ट सोडवण्याचा दुसरा मार्ग म्हणजे योग्य मार्ग मार्ग आणि टर्मिनल टोपोलॉजी निवडणे. केबलिंग टोपोलॉजी म्हणजे केबल केबलचा क्रम आणि नेटवर्क केबलची रचना. जेव्हा हाय-स्पीड लॉजिक उपकरणे वापरली जातात, वेगाने बदलणाऱ्या कडा असलेले सिग्नल सिग्नल ट्रंकच्या शाखांद्वारे विकृत केले जातील जोपर्यंत शाखेची लांबी फार कमी ठेवली जात नाही. सर्वसाधारणपणे, पीसीबी राउटिंग डेझी चेन रूटिंग आणि स्टार वितरण या दोन मूलभूत टोपोलॉजी स्वीकारते.

डेझी-चेन वायरिंगसाठी, ड्रायव्हरच्या टोकापासून वायरिंग सुरू होते आणि प्रत्येक प्राप्त होणाऱ्या टोकापर्यंत पोहोचते. जर सिग्नलची वैशिष्ट्ये बदलण्यासाठी सिरीज रेझिस्टरचा वापर केला जातो, तर सिरीज रेझिस्टरची स्थिती ड्रायव्हिंग एंडच्या जवळ असावी. डेझी चेन केबलिंग केबलिंगच्या उच्च हार्मोनिक हस्तक्षेपावर नियंत्रण ठेवण्यासाठी सर्वोत्तम आहे. तथापि, या प्रकारच्या वायरिंगमध्ये सर्वात कमी प्रसारण दर आहे आणि 100%पास करणे सोपे नाही. वास्तविक डिझाइनमध्ये, आम्हाला डेझी चेन वायरिंगमध्ये शाखेची लांबी शक्य तितकी कमी करायची आहे आणि सुरक्षित लांबीचे मूल्य असावे: स्टब विलंब < = Trt * 0.1.

उदाहरणार्थ, हाय-स्पीड टीटीएल सर्किटमध्ये शाखा संपते 1.5 इंच पेक्षा कमी लांब असावी. ही टोपोलॉजी कमी वायरिंगची जागा घेते आणि एकाच रेझिस्टर मॅचिंगद्वारे समाप्त केली जाऊ शकते. तथापि, ही वायरिंग स्ट्रक्चर विविध सिग्नल रिसीव्हरवर प्राप्त होणारे सिग्नल समकालिक नाही.

स्टार टोपोलॉजी क्लॉक सिग्नल सिंक्रोनायझेशनची समस्या प्रभावीपणे टाळू शकते, परंतु पीसीबीवर उच्च घनतेसह वायरिंग स्वतः पूर्ण करणे खूप कठीण आहे. स्वयंचलित केबलर वापरणे स्टार केबलिंग पूर्ण करण्याचा सर्वोत्तम मार्ग आहे. प्रत्येक शाखेत टर्मिनल रेझिस्टर आवश्यक आहे. टर्मिनल प्रतिकाराचे मूल्य वायरच्या वैशिष्ट्यपूर्ण प्रतिबाधाशी जुळले पाहिजे. वैशिष्ट्यपूर्ण प्रतिबाधा मूल्ये आणि टर्मिनल जुळणारे प्रतिकार मूल्यांची गणना करण्यासाठी हे व्यक्तिचलितपणे किंवा CAD साधनांद्वारे केले जाऊ शकते.

वरील दोन उदाहरणांमध्ये साधे टर्मिनल रेझिस्टर वापरले जातात, सराव मध्ये अधिक जटिल जुळणारे टर्मिनल पर्यायी आहे. पहिला पर्याय आरसी मॅच टर्मिनल आहे. आरसी जुळणारे टर्मिनल वीज वापर कमी करू शकतात, परंतु सिग्नल ऑपरेशन तुलनेने स्थिर असेल तेव्हाच वापरले जाऊ शकते. क्लॉक लाईन सिग्नल मॅचिंग प्रक्रियेसाठी ही पद्धत सर्वात योग्य आहे. गैरसोय म्हणजे आरसी जुळणाऱ्या टर्मिनलमधील कॅपेसिटन्स सिग्नलच्या आकार आणि प्रसार गतीवर परिणाम करू शकते.

मालिका प्रतिरोधक जुळणारे टर्मिनल अतिरिक्त वीज वापर करत नाही, परंतु सिग्नल प्रसारण कमी करते. हा दृष्टिकोन बस-चालित सर्किटमध्ये वापरला जातो जेथे वेळेचा विलंब लक्षणीय नसतो. सिरीज रेझिस्टर मॅचिंग टर्मिनलचा बोर्डवर वापरल्या जाणाऱ्या उपकरणांची संख्या आणि कनेक्शनची घनता कमी करण्याचा फायदा आहे.

अंतिम पद्धत जुळणारे टर्मिनल वेगळे करणे आहे, ज्यामध्ये जुळणारे घटक प्राप्त होण्याच्या टोकाजवळ ठेवणे आवश्यक आहे. त्याचा फायदा असा आहे की तो सिग्नल खाली खेचणार नाही आणि आवाज टाळण्यासाठी खूप चांगला असू शकतो. सामान्यतः टीटीएल इनपुट सिग्नल (ACT, HCT, FAST) साठी वापरले जाते.

याव्यतिरिक्त, टर्मिनल जुळणारे रेझिस्टरचे पॅकेज प्रकार आणि स्थापना प्रकार विचारात घेणे आवश्यक आहे. एसएमडी पृष्ठभाग माउंट रेझिस्टर्समध्ये साधारणपणे थ्रू-होल घटकांपेक्षा कमी इंडक्शन असते, म्हणून एसएमडी पॅकेज घटकांना प्राधान्य दिले जाते. सामान्य सरळ प्लग प्रतिरोधकांसाठी दोन स्थापना मोड देखील आहेत: अनुलंब आणि क्षैतिज.

उभ्या माउंटिंग मोडमध्ये, प्रतिकारात एक लहान माउंटिंग पिन असतो, जो प्रतिरोध आणि सर्किट बोर्ड दरम्यान थर्मल प्रतिकार कमी करतो आणि प्रतिकार उष्णता हवेत अधिक सहजपणे उत्सर्जित करतो. परंतु दीर्घ उभ्या स्थापनेमुळे रेझिस्टरची प्रेरकता वाढेल. क्षैतिज स्थापनेमध्ये कमी स्थापनेमुळे कमी अधिष्ठापन आहे. तथापि, अति तापलेला प्रतिकार वाढेल आणि सर्वात वाईट परिस्थितीत, प्रतिकार खुले होईल, परिणामी पीसीबी वायरिंग टर्मिनेशन जुळणारे अपयश, संभाव्य अपयश घटक बनते.

4. इतर लागू तंत्रज्ञान

आयसी वीज पुरवठ्यावर क्षणिक व्होल्टेज ओव्हरशूट कमी करण्यासाठी, डीसीओप्लिंग कॅपेसिटर आयसी चिपमध्ये जोडले पाहिजे. हे वीज पुरवठ्यावर बर्सचा प्रभाव प्रभावीपणे काढून टाकते आणि मुद्रित बोर्डवरील पॉवर लूपमधून विकिरण कमी करते.

जेव्हा डिकॉप्लिंग कॅपेसिटर वीज पुरवठा लेयरऐवजी इंटिग्रेटेड सर्किटच्या पॉवर सप्लाय लेगशी थेट जोडला जातो तेव्हा बुर स्मूथिंग इफेक्ट सर्वोत्तम असतो. म्हणूनच काही उपकरणांच्या सॉकेटमध्ये डीकॉप्लिंग कॅपेसिटर असतात, तर इतरांना डीकॉप्लिंग कॅपेसिटर आणि डिव्हाइसमधील अंतर पुरेसे असणे आवश्यक असते.

वीज पुरवठा व्होल्टेजचे क्षणिक ओव्हरशूट कमी करण्यासाठी कोणतीही उच्च गती आणि उच्च वीज वापर साधने शक्य तितक्या दूर ठेवली पाहिजेत.

पॉवर लेयरशिवाय, लांब पॉवर लाईन्स सिग्नल आणि लूप दरम्यान एक लूप तयार करतात, किरणोत्सर्गाचे स्त्रोत आणि प्रेरक सर्किट म्हणून काम करतात.

समान नेटवर्क केबल किंवा इतर केबलिंगमधून न जाणारे लूप तयार करण्यासाठी केबलला ओपन लूप म्हणतात. जर लूप समान नेटवर्क केबलमधून जातो, तर इतर मार्ग बंद लूप बनवतात. दोन्ही प्रकरणांमध्ये, अँटेना प्रभाव (लाइन अँटेना आणि रिंग अँटेना) येऊ शकतो.