- 12
- Oct
අධි සංඛ්‍යාත සහිත පීසීබී සැලසුම මඟින් බාධා විසඳුම් සිදු වේ
සැලසුම් කිරීමේදී PCB මණ්ඩලයසංඛ්‍යාතය ශීඝ්‍රයෙන් වැඩි වීමත් සමඟ අඩු සංඛ්‍යාත PCB පුවරුවට වඩා බොහෝ බාධා ඇති වේ. එපමණක් නොව, PCB පුවරුවේ කුඩාකරණය සහ අඩු පිරිවැය අතර සංඛ්‍යාතය වැඩි වීම සහ පරස්පරතාව වැඩි වීමත් සමඟ මෙම ඇඟිලි ගැසීම් වඩ වඩාත් සංකීර්ණ වනු ඇත.
සත්‍ය පර්යේෂණයේදී, බල සැපයුම් ශබ්දය, සම්ප්‍රේෂණ මාර්ග බාධා, සම්බන්ධ කිරීම සහ විද්‍යුත් චුම්භක ඇඟිලි ගැසීම් (ඊඑම්අයි) ඇතුළුව ඇඟිලි ගැසීම් වල අංශ හතරක් ඇති බව අපට නිගමනය කළ හැකිය. අධික සංඛ්‍යාත සහිත පීසීබී හි විවිධ ඇඟිලි ගැසීම් ගැටලු විශ්ලේෂණය කිරීමෙන් සහ වැඩ කිරීමේදී ප්‍රායෝගිකව සංයෝජනය කිරීමෙන් ඵලදායී විසඳුම් ඉදිරිපත් කෙරේ.
පළමුව, බල සැපයුම් ශබ්දය
අධි සංඛ්‍යාත පරිපථය තුළ බල සැපයුමේ ශබ්දය අධික සංඛ්‍යාත සංඥා කෙරෙහි පැහැදිලි බලපෑමක් ඇති කරයි. Therefore, the first requirement of the power supply is low noise. පිරිසිදු විදුලිය මෙන්ම පිරිසිදු බිම් ද වැදගත් ය. මන්ද? බලශක්ති ලක්ෂණ රූප සටහන 1 හි දක්වා ඇත. නිසැකවම, බල සැපයුමට යම් යම් සම්බාධකයක් ඇති අතර, සම්පුර්ණ විදුලි සැපයුම පුරාම සම්බාධනය බෙදා හරින අතර එම නිසා ශබ්දය බල සැපයුමට එකතු වේ.
Then we should minimize the impedance of the power supply, so it is best to have a dedicated power supply layer and grounding layer. එච්එෆ් පරිපථ සැලසුමේදී, බොහෝ අවස්ථාවන්හීදී බස් රථයකට වඩා බල සැපයුම තට්ටුවක් ලෙස සැලසුම් කිරීම වඩා හොඳය, එවිට ලූපයට සෑම විටම අවම සම්බාධනයක මාවත අනුගමනය කළ හැකිය.
ඊට අමතරව, PCB මඟින් උත්පාදනය කරන ලද සහ ලැබුණු සියලුම සංඥා සඳහා බල මණ්ඩලය සංඥා ලූපයක් සැපයිය යුතුය. මෙය සංඥා ලූපය අවම කරන අතර එමඟින් ශබ්දය අඩු කරන අතර අඩු සංඛ්‍යාත පරිපථ සැලසුම්කරුවන් විසින් එය නොසලකා හරිනු ඇත.
අධි සංඛ්‍යාත සහිත පීසීබී සැලසුම මඟින් බාධා විසඳුම් සිදු වේ
රූපය 1: බල ලක්ෂණ
PCB සැලසුමේ බල ශබ්දය ඉවත් කිරීමට ක්‍රම කිහිපයක් තිබේ:
1. Note the through hole on the board: the through hole requires etched openings on the power supply layer to leave space for the through hole to pass through. බල සැපයුම් ස්ථරය විවෘත කිරීම ඉතා විශාල නම්, එය සංඥා ලූපයට බලපානු ඇත, සංඥා මඟ හැරීමට බල කෙරෙයි, ලූප ප්‍රදේශය වැඩි වේ, සහ ශබ්දය වැඩි වේ. At the same time, if several signal lines are clustered near the opening and share the same loop, the common impedance will cause crosstalk. රූපය 2 බලන්න.
අධි සංඛ්‍යාත සහිත පීසීබී සැලසුම මඟින් බාධා විසඳුම් සිදු වේ
රූපය 2: බයිපාස් සංඥා ලූපයේ පොදු මාවත
2. The connection line needs enough ground: each signal needs to have its own proprietary signal loop, and the loop area of the signal and loop is as small as possible, that is to say, the signal and loop should be parallel.
3. ඇනලොග් සහ ඩිජිටල් බල සැපයුම වෙන් කිරීමට: අධි සංඛ්‍යාත උපාංග සාමාන්‍යයෙන් ඩිජිටල් ශබ්දයට ඉතා සංවේදී බැවින් ඒ දෙක එකිනෙකට සමාන හා ඩිජිටල් කොටස් හරහා සංඥා කරන්නේ නම් බල සැපයුමේ දොරටුවේදී එකට සම්බන්ධ කළ යුතුය. වචන, ලූප ප්‍රදේශය අඩු කිරීම සඳහා ලූපයක් හරහා සංඥා තුළ තැබිය හැකිය. සංඥා ලූපය සඳහා භාවිතා කරන ඩිජිටල්-ඇනලොග් පරාසය රූප සටහන 3 හි දක්වා ඇත.
අධි සංඛ්‍යාත සහිත පීසීබී සැලසුම මඟින් බාධා විසඳුම් සිදු වේ
Figure 3: Digital – analog span for signal loop
4. Avoid overlapping of separate power supplies between layers: otherwise circuit noise can easily pass through parasitic capacitive coupling.
5. Isolate sensitive components: such as PLL.
6. Place the power cable: To reduce the signal loop, place the power cable on the edge of the signal line to reduce the noise, as shown in Figure 4.
අධි සංඛ්‍යාත සහිත පීසීබී සැලසුම මඟින් බාධා විසඳුම් සිදු වේ
රූපය 4: විදුලි රැහැන සංඥා රේඛාව අසල තබන්න
Two, transmission line
PCB තුළ ඇත්තේ සම්ප්‍රේෂණ මාර්ග දෙකක් පමණි:
රිබන් රේඛාවේ සහ මයික්‍රෝවේව්වේ රේඛාවේ ඇති ලොකුම ගැටලුව නම් පරාවර්තනයයි. මෙනෙහි කිරීම ගැටලු රාශියක් ඇති කරයි. නිදසුනක් ලෙස, භාරදීමේ සංඥාව මුල් සංඥා සහ දෝංකාරක සංඥා වල සුපිරි පිහිටීම වන අතර එමඟින් සංඥා විශ්ලේෂණයේ අපහසුතාව වැඩි වේ. පරාවර්තනය ප්‍රතිලාභ නැතිවීමට හේතු වේ (ප්‍රතිලාභ නැතිවීම), එය සංඥා වලට ආකලන බාධා කිරීම් මෙන් නරක ලෙස බලපායි:
1. සංඥා මූලාශ්‍රය වෙතට පරාවර්තනය වන සංඥා මඟින් පද්ධතියේ ශබ්දය වැඩි කරන අතර එමඟින් ග්‍රාහකයාට සංඥා වලින් ශබ්දය වෙන්කර හඳුනා ගැනීම වඩාත් අසීරු වනු ඇත;
2. Any reflected signal will basically degrade the signal quality and change the shape of the input signal. Generally speaking, the solution is mainly impedance matching (for example, the impedance of the interconnection should very match the impedance of the system), but sometimes the calculation of impedance is more troublesome, you can refer to some transmission line impedance calculation software. The methods of eliminating transmission line interference in PCB design are as follows:
(අ) සම්ප්‍රේෂණ මාර්ග වල සම්බාධක නැවැත්වීමෙන් වළකින්න. අඛණ්ඩ සම්බාධනයක ලක්ෂ්‍යය නම් කෙලින්ම කෙලවර, සිදුර හරහා වැනි සම්ප්‍රේෂණ රේඛා විකෘති වීමේ ලක්ෂ්‍යය හැකිතාක් දුරට වළක්වා ගත යුතුය. ක්‍රම: රේඛාවේ cornersජු කොණ වළක්වා ගැනීම සඳහා හැකිතාක් දුරට 45 ° කෝණය හෝ චාපය, විශාල කෝණය ද විය හැකිය; FIG හි පෙන්වා ඇති පරිදි සිදුරු හරහා සෑම එකක්ම සම්බාධනය නැවැත්වීම නොවන බැවින් හැකි තරම් සිදුරු කිහිපයක් භාවිතා කරන්න. 5; Signals from the outer layer avoid passing through the inner layer and vice versa.
අධි සංඛ්‍යාත සහිත පීසීබී සැලසුම මඟින් බාධා විසඳුම් සිදු වේ
Figure 5: Method for eliminating transmission line interference
(b) Do not use stake lines. ඕනෑම ගොඩවල් රේඛාවක් ශබ්ද ප්‍රභවයක් වන බැවිනි. ගොඩේ රේඛාව කෙටි නම්, සම්ප්‍රේෂණ රේඛාවේ අවසානයේ සම්බන්ධ කළ හැකිය; ගොඩේ රේඛාව දිගු නම්, එය ප්‍රධාන සම්ප්‍රේෂණ මාර්ගය මූලාශ්‍රය ලෙස ගෙන විශාල පරාවර්තනයක් ඇති කරන අතර එමඟින් ගැටළුව සංකීර්ණ වේ. එය භාවිතා නොකිරීමට නිර්දේශ කෙරේ.
තෙවනුව, සම්බන්ධ කිරීම
1. Common impedance coupling: it is a common coupling channel, that is, the interference source and the interfered device often share some conductors (such as loop power supply, bus, and common grounding), as shown in Figure 6.
අධි සංඛ්‍යාත සහිත පීසීබී සැලසුම මඟින් බාධා විසඳුම් සිදු වේ
රූපය 6: පොදු සම්බාධනය සම්බන්ධ කිරීම
In this channel, the drop back of the Ic causes a common-mode voltage in the series current loop, affecting the receiver.
2. The field common-mode coupling will cause the radiation source to cause common-mode voltages in the loop formed by the interfered circuit and on the common reference surface.
If the magnetic field is dominant, the value of the common-mode voltage generated in the series ground circuit is Vcm=-(△B/△t)* area (where △B= change in magnetic induction intensity). If it is an electromagnetic field, when its electric field value is known, its induced voltage: Vcm=(L* H *F*E)/48, the formula is suitable for L(m)=150MHz, beyond this limit, the calculation of the maximum induced voltage can be simplified as: Vcm=2* H *E.
3. Differential mode field coupling: refers to the direct radiation by wire pair or circuit board on the lead and its loop induction received. If you get as close to the two wires as possible. මෙම සම්බන්ධ කිරීම බොහෝ සෙයින් අඩු වී ඇති බැවින් ඇඟිලි ගැසීම් අවම කිරීම සඳහා වයර් දෙක එකට ඇඹරීමට හැකිය.
4. Inter-line coupling (crosstalk) can cause unwanted coupling between any line or parallel circuit, which will greatly damage the performance of the system. Its type can be divided into capacitive crosstalk and perceptual crosstalk.
The former is because the parasitic capacitance between the lines makes the noise on the noise source coupled to the noise receiving line through current injection. The latter can be thought of as the coupling of signals between the primary stages of an unwanted parasitic transformer. ප්‍රේරක හරස්කඩයේ ප්‍රමාණය රඳා පවතින්නේ ලූප දෙකේ සමීපත්වය, ලූප ප්‍රදේශයේ ප්‍රමාණය සහ බලපෑමට ලක් වූ භාරයේ සම්බාධනය මත ය.
5. බල කේබල් සම්බන්ධ කිරීම: ඒසී හෝ ඩීසී විදුලි රැහැන් විද්‍යුත් චුම්භක මැදිහත් වීමෙන් බාධා වේ
වෙනත් උපාංග වෙත මාරු කරන්න.
There are several ways to eliminate crosstalk in PCB design:
1. පැටවීමේ සම්බාධනය වැඩි වීමත් සමඟ දෙවර්ගයේම ක්‍රොස්ටැක් වැඩි වන බැවින් ක්‍රොස්ටොක් නිසා ඇතිවන ඇඟිලි ගැසීම් වලට සංවේදී සංඥා රේඛා නිසි ලෙස අවසන් කළ යුතුය.
2. ධාරිත්‍රක හරස්කඩ ඵලදායීව අඩු කිරීම සඳහා සංඥා රේඛා අතර ඇති දුර උපරිම කිරීම. භූමි කළමනාකරණය, රැහැන් අතර පරතරය (සක්‍රීය සංඥා රේඛා සහ හුදකලා වීම සඳහා බිම් සලකුණු, විශේෂයෙන් සංඥා රේඛාව සහ බිම අතර කාල පරාසයට පැනීමේ තත්ත්‍වයේ දී) සහ ඊයම් ප්‍රේරණය අඩු කරයි.
3. Capacitive crosstalk can also be effectively reduced by inserting a ground wire between adjacent signal lines, which must be connected to the formation every quarter of a wavelength.
4. සංවේදී හරස්කඩ සඳහා, ලූපය ප්‍රදේශය අවම කළ යුතු අතර, ඉඩ ලබා දෙන්නේ නම්, ලූපය ඉවත් කළ යුතුය.
5. Avoid signal sharing loops.
6. සංඥා අඛණ්ඩතාව කෙරෙහි අවධානය යොමු කරන්න: සංඥා අඛණ්ඩතාව විසඳීම සඳහා නිර්මාණකරු වෙල්ඩින් කිරීමේ ක්‍රියාවලියේ අවසානය ක්‍රියාත්මක කළ යුතුය. මෙම ප්‍රවේශය භාවිතා කරන නිර්මාණකරුවන්ට සංඥා අඛණ්ඩතාවයේ මනා ක්‍රියාකාරිත්වයක් ලබා ගැනීම සඳහා ආවරණ තඹ තීරයේ මයික්‍රොස්ට්‍රිප් දිග කෙරෙහි අවධානය යොමු කළ හැකිය. For systems with dense connectors in the communication structure, the designer can use a PCB as the terminal.
Four, electromagnetic interference
As the speed increases, EMI becomes more and more serious and presents in many aspects (such as electromagnetic interference at interconnects). High-speed devices are particularly sensitive to this and will receive high-speed spurious signals, while low-speed devices will ignore such spurious signals.
PCB සැලසුම් කිරීමේදී විද්‍යුත් චුම්භක බාධා ඉවත් කිරීමට ක්‍රම කිහිපයක් තිබේ:
1. ලූප අඩු කරන්න: සෑම ලූපයක්ම ඇන්ටෙනාවකට සමාන වන බැවින් අපට ලූප ගණන, ලූප වල ප්‍රදේශය සහ ලූප වල ඇන්ටෙනා බලපෑම අවම කළ යුතුය. Make sure the signal has only one loop path at any two points, avoid artificial loops and use the power layer whenever possible.
2. Filtering: Filtering can be used to reduce EMI on both the power line and the signal line. There are three methods: decoupling capacitor, EMI filter and magnetic element. EMI filter is shown in Figure 7.
අධි සංඛ්‍යාත සහිත පීසීබී සැලසුම මඟින් බාධා විසඳුම් සිදු වේ
රූපය 7: පෙරහන වර්ග
3. The shielding. නිකුතුව දීර්ඝ වීම සහ සාකච්ඡා ආවරණ ලිපි රාශියක් හේතුවෙන් තවදුරටත් නිශ්චිත හැඳින්වීමක් සිදු නොවේ.
4. Reduce the speed of high-frequency devices.
5. පුවරුව අසල සම්ප්‍රේෂණ රේඛාව වැනි අධි සංඛ්‍යාත කොටස් පිටතට විකිරණය වීම වැළැක්විය හැකි පීසීබී පුවරුවේ පාර විද්‍යුත් ද්‍රාවණ නියතය වැඩි කිරීම; Increase the thickness of PCB board, minimize the thickness of microstrip line, can prevent electromagnetic line spillover, can also prevent radiation.
At this point, we can conclude that in hf PCB design, we should follow the following principles:
1. Unification and stability of power supply and ground.
2. ප්‍රවේශමෙන් සලකා බැලූ විදුලි රැහැන් හා නිසි ලෙස අවසන් කිරීම තුළින් පරාවර්තනය ඉවත් කළ හැකිය.
3. ප්‍රවේශමෙන් සලකා බැලූ විදුලි රැහැන් හා නිසි ලෙස අවසන් කිරීම ධාරිත්‍රක හා ප්‍රේරක හරස්කඩ අඩු කළ හැකිය.
4. ඊඑම්සී අවශ්‍යතා සපුරාලීම සඳහා ශබ්දය මර්දනය කිරීම අවශ්‍ය වේ.