सर्किट बोर्ड सिस्टीमच्या इंटरकनेक्टमध्ये चिप-टू-सर्किट बोर्ड, इंटरकनेक्ट आत समाविष्ट आहे पीसीबी आणि पीसीबी आणि बाह्य उपकरणांमध्ये परस्पर जोडणी करा. आरएफ डिझाइनमध्ये, इंटरकनेक्ट पॉईंटवरील इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वैशिष्ट्ये अभियांत्रिकी डिझाइनच्या मुख्य समस्यांपैकी एक आहेत. हा पेपर वरील तीन प्रकारच्या इंटरकनेक्ट डिझाईनच्या विविध तंत्रांचा परिचय करून देतो, ज्यात डिव्हाइस इंस्टॉलेशन पद्धती, वायरिंगचे पृथक्करण आणि लीड इंडक्शन कमी करण्याच्या उपायांचा समावेश आहे.

वाढत्या वारंवारतेसह मुद्रित सर्किट बोर्ड तयार केले जात असल्याची चिन्हे आहेत. जसजसे डेटाचे दर वाढत राहतात, डेटा ट्रान्समिशनसाठी आवश्यक असलेली बँडविड्थ देखील सिग्नल फ्रिक्वेन्सी कमाल मर्यादा 1GHz किंवा त्याहून अधिक वर ढकलते. हे उच्च फ्रिक्वेन्सी सिग्नल तंत्रज्ञान, जरी मिलिमीटर वेव्ह तंत्रज्ञानाच्या (30GHz) पलीकडे असले तरी, RF आणि लो-एंड मायक्रोवेव्ह तंत्रज्ञानाचा समावेश आहे.

आरएफ अभियांत्रिकी डिझाइन पद्धती मजबूत इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड प्रभाव हाताळण्यास सक्षम असणे आवश्यक आहे जे सामान्यतः उच्च फ्रिक्वेन्सीवर तयार केले जातात. हे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड समीप सिग्नल लाईन्स किंवा पीसीबी लाईन्सवर सिग्नल लावू शकतात, ज्यामुळे अवांछित क्रॉसस्टॉक (हस्तक्षेप आणि एकूण आवाज) आणि सिस्टमच्या कामगिरीला हानी पोहोचते. बॅकलॉस प्रामुख्याने प्रतिबाधा विसंगतीमुळे होतो, ज्याचा सिग्नलवर अॅडिटिव्ह आवाज आणि हस्तक्षेप सारखाच परिणाम होतो.

उच्च परताव्याच्या नुकसानीचे दोन नकारात्मक परिणाम होतात: 1. सिग्नल स्त्रोताकडे परत प्रतिबिंबित होणारा सिग्नल सिस्टमचा आवाज वाढवेल, ज्यामुळे रिसीव्हरला सिग्नलपासून आवाज वेगळे करणे अधिक कठीण होईल; 2. 2. कोणताही परावर्तित सिग्नल मूलतः सिग्नलची गुणवत्ता खराब करेल कारण इनपुट सिग्नलचा आकार बदलतो.

जरी डिजिटल सिस्टीम खूप दोष सहनशील असतात कारण त्या फक्त 1 आणि 0 सिग्नलला सामोरे जातात, परंतु नाडी उच्च वेगाने वाढत असताना निर्माण होणारे हार्मोनिक्समुळे उच्च फ्रिक्वेन्सीवर सिग्नल कमकुवत होतात. जरी फॉरवर्ड एरर करेक्शन काही नकारात्मक परिणाम दूर करू शकते, परंतु सिस्टम बँडविड्थचा काही भाग अनावश्यक डेटा प्रसारित करण्यासाठी वापरला जातो, परिणामी कामगिरी कमी होते. आरएफ प्रभाव असणे हा एक चांगला उपाय आहे जो सिग्नल अखंडतेपासून दूर होण्याऐवजी मदत करतो. अशी शिफारस केली जाते की डिजिटल प्रणालीच्या उच्चतम वारंवारतेवर (सामान्यत: खराब डेटा पॉइंट) एकूण परतावा तोटा -25 डीबी असेल, जो 1.1 च्या व्हीएसडब्ल्यूआरच्या बरोबरीचा असेल.

पीसीबी डिझाइनचे लक्ष्य लहान, वेगवान आणि कमी खर्चिक आहे. आरएफ पीसीबीएस साठी, हाय-स्पीड सिग्नल कधीकधी पीसीबी डिझाइनचे लघुचित्रण मर्यादित करतात. सध्या, क्रॉस-टॉकची समस्या सोडवण्याची मुख्य पद्धत म्हणजे ग्राउंड मॅनेजमेंट, वायरिंगमधील अंतर आणि लीड इंडक्शन कमी करणे. परताव्याचे नुकसान कमी करण्याची मुख्य पद्धत प्रतिबाधा जुळणी आहे. या पद्धतीमध्ये इन्सुलेशन सामग्रीचे प्रभावी व्यवस्थापन आणि सक्रिय सिग्नल लाईन्स आणि ग्राउंड लाईन्स वेगळे करणे समाविष्ट आहे, विशेषत: सिग्नल लाईन आणि ग्राउंडच्या स्थिती दरम्यान.

कारण इंटरकनेक्ट हा सर्किट साखळीतील सर्वात कमकुवत दुवा आहे, आरएफ डिझाईनमध्ये, इंटरकनेक्ट पॉईंटचे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक गुणधर्म ही अभियांत्रिकी डिझाइनची मुख्य समस्या आहे, प्रत्येक इंटरकनेक्ट पॉईंटची चौकशी केली पाहिजे आणि विद्यमान समस्या सोडवल्या पाहिजेत. सर्किट बोर्ड इंटरकनेक्शनमध्ये चिप-टू-सर्किट बोर्ड इंटरकनेक्शन, पीसीबी इंटरकनेक्शन आणि पीसीबी आणि बाह्य डिव्हाइसेस दरम्यान सिग्नल इनपुट/आउटपुट इंटरकनेक्शन समाविष्ट आहे.

चिप आणि पीसीबी बोर्ड दरम्यान परस्पर संबंध

PenTIum IV आणि हाय-स्पीड चीप मोठ्या संख्येने इनपुट/आउटपुट इंटरकनेक्ट्स आधीपासूनच उपलब्ध आहेत. चिपसाठीच, त्याची कार्यक्षमता विश्वसनीय आहे आणि प्रक्रिया दर 1GHz पर्यंत पोहोचण्यास सक्षम आहे. अलीकडील GHz इंटरकनेक्ट सिम्पोझियम (www.az.ww. कॉम) च्या सर्वात रोमांचक पैलूंपैकी एक म्हणजे I/O च्या सतत वाढत्या व्हॉल्यूम आणि फ्रिक्वेंसीला सामोरे जाण्याचे दृष्टिकोन सुप्रसिद्ध आहेत. चिप आणि पीसीबी दरम्यान इंटरकनेक्टची मुख्य समस्या म्हणजे इंटरकनेक्टची घनता खूप जास्त आहे. एक अभिनव उपाय सादर केला गेला जो चिपच्या आत स्थानिक वायरलेस ट्रान्समीटरचा वापर करून जवळच्या सर्किट बोर्डावर डेटा प्रसारित करतो.

हे समाधान कार्य करते किंवा नाही, उपस्थितांना हे स्पष्ट होते की आयसी डिझाइन तंत्रज्ञान एचएफ अनुप्रयोगांसाठी पीसीबी डिझाइन तंत्रज्ञानापेक्षा खूप पुढे आहे.

पीसीबी इंटरकनेक्ट

एचएफ पीसीबी डिझाइनची तंत्रे आणि पद्धती खालीलप्रमाणे आहेत:

1. परताव्याचे नुकसान कमी करण्यासाठी ट्रान्समिशन लाइनच्या कोनासाठी 45 ° कोनाचा वापर केला पाहिजे (अंजीर 1);

2 इन्सुलेशन स्थिर मूल्य कठोरपणे नियंत्रित उच्च-कार्यक्षमता इन्सुलेट सर्किट बोर्डच्या पातळीनुसार. इन्सुलेट सामग्री आणि समीप वायरिंग दरम्यान इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डच्या प्रभावी व्यवस्थापनासाठी ही पद्धत फायदेशीर आहे.

3. उच्च परिशुद्धता कोरीव काम करण्यासाठी पीसीबी डिझाइन वैशिष्ट्ये सुधारली पाहिजेत. +/- 0.0007 इंचांची एकूण ओळीची रुंदी त्रुटी, वायरिंग आकारांचे अंडरकट आणि क्रॉस सेक्शन व्यवस्थापित करणे आणि वायरिंगच्या बाजूच्या भिंतीच्या प्लेटिंगची परिस्थिती निर्दिष्ट करण्याचा विचार करा. मायक्रोवेव्ह फ्रिक्वेन्सीशी संबंधित त्वचेच्या प्रभावांना संबोधित करण्यासाठी आणि या वैशिष्ट्यांची अंमलबजावणी करण्यासाठी वायरिंग (वायर) भूमिती आणि कोटिंग पृष्ठभागांचे एकंदर व्यवस्थापन महत्वाचे आहे.

४. बाहेर पडणाऱ्या लीड्समध्ये टॅप इंडक्टन्स आहे. लीडसह घटक वापरणे टाळा. उच्च वारंवारतेच्या वातावरणासाठी, पृष्ठभागावर बसवलेले घटक वापरणे चांगले.

5. छिद्रांद्वारे सिग्नलसाठी, संवेदनशील प्लेटवर पीटीएच प्रक्रिया वापरणे टाळा, कारण या प्रक्रियेमुळे छिद्रातून लीड इंडक्शन होऊ शकते.

6. मुबलक जमिनीचे थर द्या. 3 डी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डला सर्किट बोर्डावर परिणाम होण्यापासून रोखण्यासाठी या ग्राउंडिंग लेयर्सला जोडण्यासाठी मोल्डेड होल्सचा वापर केला जातो.

7. नॉन-इलेक्ट्रोलिसिस निकेल प्लेटिंग किंवा विसर्जन गोल्ड प्लेटिंग प्रक्रिया निवडण्यासाठी, HASL प्लेटिंग पद्धत वापरू नका. ही इलेक्ट्रोप्लेटेड पृष्ठभाग उच्च-फ्रिक्वेंसी करंट्ससाठी चांगला त्वचा प्रभाव प्रदान करते (आकृती 2). याव्यतिरिक्त, या अत्यंत वेल्डेबल कोटिंगला कमी लीडची आवश्यकता असते, ज्यामुळे पर्यावरण प्रदूषण कमी होण्यास मदत होते.

8. सोल्डर रेझिस्टन्स लेयर सोल्डर पेस्ट वाहण्यापासून रोखू शकतो. तथापि, जाडी आणि अज्ञात इन्सुलेशन कामगिरीच्या अनिश्चिततेमुळे, संपूर्ण प्लेट पृष्ठभागाला सोल्डर रेझिस्टन्स मटेरियलने झाकल्याने मायक्रोस्ट्रिप डिझाइनमध्ये इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक एनर्जीमध्ये मोठा बदल होईल. साधारणपणे, सोल्डर डॅम सोल्डर रेझिस्टन्स लेयर म्हणून वापरला जातो.

आपण या पद्धतींशी परिचित नसल्यास, अनुभवी डिझाइन अभियंत्याचा सल्ला घ्या ज्याने लष्करासाठी मायक्रोवेव्ह सर्किट बोर्डवर काम केले आहे. आपण त्यांच्याशी चर्चा करू शकता की आपण कोणत्या किंमतीची श्रेणी घेऊ शकता. उदाहरणार्थ, स्ट्रिप डिझाइनपेक्षा कॉपर-बॅक्ड कॉप्लानर मायक्रोस्ट्रिप डिझाइन वापरणे अधिक किफायतशीर आहे. एक चांगली कल्पना मिळवण्यासाठी त्यांच्याशी याची चर्चा करा. चांगल्या अभियंत्यांना खर्चाचा विचार करण्याची सवय नसू शकते, परंतु त्यांचा सल्ला खूप उपयुक्त ठरू शकतो. आरएफ परिणामांशी परिचित नसलेल्या आणि आरएफ प्रभावांना सामोरे जाण्याचा अनुभव नसलेल्या तरुण अभियंत्यांना प्रशिक्षित करणे हे दीर्घकालीन काम असेल.

याव्यतिरिक्त, इतर उपाय स्वीकारले जाऊ शकतात, जसे की आरएफ प्रभाव हाताळण्यास सक्षम होण्यासाठी संगणक मॉडेल सुधारणे.

पीसीबी बाह्य साधनांसह परस्पर जोडते

आम्ही आता असे गृहीत धरू शकतो की आम्ही बोर्डवरील आणि स्वतंत्र घटकांच्या परस्पर संबंधांवर सर्व सिग्नल व्यवस्थापन समस्या सोडवल्या आहेत. तर तुम्ही सिग्नल इनपुट/आउटपुटची समस्या सर्किट बोर्डपासून रिमोट डिव्हाइसला जोडणाऱ्या वायरपर्यंत कशी सोडवाल? ट्रॉम्पेटर इलेक्ट्रॉनिक्स, समाक्षीय केबल तंत्रज्ञानाचा एक शोधक, या समस्येवर काम करत आहे आणि काही महत्त्वाची प्रगती केली आहे (आकृती 3). तसेच, खालील आकृती 4 मध्ये दाखवलेल्या विद्युत चुंबकीय क्षेत्रावर एक नजर टाका. या प्रकरणात, आम्ही मायक्रोस्ट्रिपपासून समाक्षीय केबलमध्ये रूपांतरण व्यवस्थापित करतो. समाक्षीय केबल्समध्ये, ग्राउंड लेयर्स रिंग्जमध्ये जोडलेले असतात आणि समान रीतीने अंतर ठेवतात. मायक्रोबेल्टमध्ये, ग्राउंडिंग लेयर सक्रिय ओळीच्या खाली आहे. हे डिझाइनच्या वेळी समजून घेणे, अंदाज करणे आणि विचार करणे आवश्यक असलेल्या काही एज इफेक्ट्सची ओळख करून देते. अर्थात, या विसंगतीमुळे बॅकलॉस देखील होऊ शकतो आणि आवाज आणि सिग्नल हस्तक्षेप टाळण्यासाठी कमी करणे आवश्यक आहे.

अंतर्गत प्रतिबाधा समस्येचे व्यवस्थापन ही डिझाइनची समस्या नाही ज्याकडे दुर्लक्ष केले जाऊ शकते. प्रतिबाधा सर्किट बोर्डच्या पृष्ठभागापासून सुरू होते, सोल्डर संयुक्तमधून संयुक्त पर्यंत जाते आणि समाक्षीय केबलवर संपते. कारण प्रतिबाधा वारंवारतेनुसार बदलते, जितकी जास्त वारंवारता, तितकेच अवघड प्रतिबाधा व्यवस्थापन. ब्रॉडबँडवर सिग्नल प्रसारित करण्यासाठी उच्च फ्रिक्वेन्सी वापरण्याची समस्या मुख्य डिझाइन समस्या असल्याचे दिसते.

हा पेपर सारांशित करतो

आयसी डिझायनर्सच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी पीसीबी प्लॅटफॉर्म तंत्रज्ञानात सतत सुधारणा आवश्यक आहे. पीसीबी डिझाइनमध्ये एचएफ सिग्नल व्यवस्थापन आणि पीसीबी बोर्डवरील सिग्नल इनपुट/आउटपुट व्यवस्थापनामध्ये सतत सुधारणा आवश्यक आहे. जे काही रोमांचक नवकल्पना येत आहेत, मला वाटते की बँडविड्थ उच्च आणि उच्च होत जाईल आणि उच्च वारंवारता सिग्नल वापरणे त्या वाढीसाठी एक अट असेल.