PCB ડિઝાઇનમાં, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સુસંગતતા (EMC) અને સંલગ્ન ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક હસ્તક્ષેપ (EMI) પરંપરાગત રીતે એન્જિનિયરો માટે બે મુખ્ય માથાનો દુખાવો છે, ખાસ કરીને આજના સર્કિટ બોર્ડ ડિઝાઇનમાં અને ઘટક પેકેજો સંકોચવાનું ચાલુ રાખે છે, OEM ને ઉચ્ચ ઝડપની સિસ્ટમની જરૂર પડે છે.આ લેખમાં, હું પીસીબી ડિઝાઇનમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સમસ્યાઓને કેવી રીતે ટાળી શકાય તે શેર કરીશ.
1. ક્રોસસ્ટાલ્ક અને સંરેખણ એ ફોકસ છે
વિદ્યુતપ્રવાહના યોગ્ય પ્રવાહની ખાતરી કરવા માટે સંરેખણ ખાસ કરીને મહત્વનું છે.જો પ્રવાહ ઓસીલેટર અથવા અન્ય સમાન ઉપકરણમાંથી આવે છે, તો તે ખાસ કરીને મહત્વપૂર્ણ છે કે વર્તમાનને જમીનના સ્તરથી અલગ રાખવો, અથવા વર્તમાનને અન્ય સંરેખણ સાથે સમાંતર ચાલતો અટકાવવો.સમાંતરમાં બે હાઇ-સ્પીડ સિગ્નલો EMC અને EMI, ખાસ કરીને ક્રોસસ્ટૉક પેદા કરી શકે છે.રેઝિસ્ટર પાથ શક્ય તેટલા ટૂંકા રાખવા અને વળતર વર્તમાન પાથ શક્ય તેટલા ટૂંકા રાખવા મહત્વપૂર્ણ છે.રીટર્ન પાથની લંબાઈ ટ્રાન્સમિટ પાથની લંબાઈ જેટલી હોવી જોઈએ.
EMI માટે, એક માર્ગને "ઉલ્લંઘન માર્ગ" કહેવામાં આવે છે અને બીજો "પીડિત માર્ગ" છે.ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ફિલ્ડની હાજરીને કારણે ઇન્ડક્ટિવ અને કેપેસિટીવ કપલિંગ "પીડિત" પાથને અસર કરે છે, આમ "પીડિત પાથ" પર આગળ અને વિપરીત પ્રવાહો ઉત્પન્ન કરે છે.આ રીતે, લહેર સ્થિર વાતાવરણમાં ઉત્પન્ન થાય છે જ્યાં સિગ્નલની પ્રસારણ અને પ્રાપ્ત લંબાઈ લગભગ સમાન હોય છે.
સ્થિર સંરેખણ સાથે સારી રીતે સંતુલિત વાતાવરણમાં, પ્રેરિત પ્રવાહોએ એકબીજાને રદ કરવો જોઈએ, આમ ક્રોસસ્ટૉક દૂર થાય છે.જોકે, આપણે એવી અપૂર્ણ દુનિયામાં છીએ જ્યાં આવું કંઈ થતું નથી.તેથી, અમારો ધ્યેય એ છે કે તમામ સંરેખણ માટે ક્રોસસ્ટૉકને ન્યૂનતમ રાખવા જોઈએ.જો સમાંતર રેખાઓ વચ્ચેની પહોળાઈ રેખાઓની પહોળાઈ કરતાં બમણી હોય તો ક્રોસસ્ટૉકની અસર ઘટાડી શકાય છે.ઉદાહરણ તરીકે, જો લીટીની પહોળાઈ 5 મીલી હોય, તો બે સમાંતર લીટીઓ વચ્ચેનું લઘુત્તમ અંતર 10 મીલ અથવા તેથી વધુ હોવું જોઈએ.
જેમ જેમ નવી સામગ્રી અને ઘટકો દેખાવાનું ચાલુ રાખે છે, PCB ડિઝાઇનરોએ પણ EMC અને દખલગીરીની સમસ્યાઓ સાથે વ્યવહાર કરવાનું ચાલુ રાખવું જોઈએ.
2. ડીકોપલિંગ કેપેસિટર્સ
ડીકપલિંગ કેપેસિટર્સ ક્રોસસ્ટૉકની અનિચ્છનીય અસરોને ઘટાડે છે.તેઓ ઉપકરણના પાવર અને ગ્રાઉન્ડ પિન વચ્ચે સ્થિત હોવા જોઈએ, જે નીચા AC અવરોધને સુનિશ્ચિત કરે છે અને અવાજ અને ક્રોસસ્ટૉક ઘટાડે છે.વિશાળ આવર્તન શ્રેણી પર નીચા અવબાધ હાંસલ કરવા માટે, બહુવિધ ડીકોપલિંગ કેપેસિટર્સનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ.
ડીકોપલિંગ કેપેસિટર્સ મૂકવા માટેનો એક મહત્વપૂર્ણ સિદ્ધાંત એ છે કે સંરેખણ પર પ્રેરક અસરો ઘટાડવા માટે સૌથી નીચી કેપેસીટન્સ મૂલ્ય સાથેના કેપેસિટરને ઉપકરણની શક્ય તેટલી નજીક મૂકવામાં આવે છે.આ ચોક્કસ કેપેસિટરને ઉપકરણના પાવર સપ્લાય પિન અથવા પાવર સપ્લાય રેસવેની શક્ય તેટલી નજીક મૂકવું જોઈએ અને કેપેસિટરના પેડ્સ સીધા જ વાયા અથવા ગ્રાઉન્ડ લેવલ સાથે જોડાયેલા હોવા જોઈએ.જો સંરેખણ લાંબું હોય, તો જમીનની અવબાધને ઘટાડવા માટે બહુવિધ માર્ગોનો ઉપયોગ કરો.
3. પીસીબી ગ્રાઉન્ડિંગ
EMI ઘટાડવાનો એક મહત્વનો રસ્તો PCB ગ્રાઉન્ડિંગ લેયરને ડિઝાઇન કરવાનો છે.પ્રથમ પગલું એ છે કે પીસીબી બોર્ડના કુલ વિસ્તારની અંદર ગ્રાઉન્ડિંગ વિસ્તારને શક્ય તેટલો મોટો બનાવવાનો છે જેથી ઉત્સર્જન, ક્રોસસ્ટોક અને અવાજ ઘટાડી શકાય.દરેક ઘટકને ગ્રાઉન્ડ પોઈન્ટ અથવા ગ્રાઉન્ડિંગ લેયર સાથે જોડતી વખતે ખાસ કાળજી લેવી જોઈએ, જેના વિના વિશ્વસનીય ગ્રાઉન્ડિંગ લેયરની તટસ્થ અસરનો સંપૂર્ણ ઉપયોગ કરી શકાતો નથી.
ખાસ કરીને જટિલ PCB ડિઝાઇનમાં ઘણા સ્થિર વોલ્ટેજ હોય છે.આદર્શ રીતે, દરેક સંદર્ભ વોલ્ટેજનું પોતાનું અનુરૂપ ગ્રાઉન્ડિંગ સ્તર હોય છે.જો કે, ઘણા બધા ગ્રાઉન્ડિંગ સ્તરો પીસીબીના ઉત્પાદન ખર્ચમાં વધારો કરશે અને તેને ખૂબ ખર્ચાળ બનાવશે.સમાધાન એ છે કે ત્રણથી પાંચ જુદા જુદા સ્થળોએ ગ્રાઉન્ડિંગ સ્તરોનો ઉપયોગ કરવો, જેમાંના દરેકમાં ઘણા ગ્રાઉન્ડિંગ વિભાગો હોઈ શકે છે.આ માત્ર બોર્ડના ઉત્પાદન ખર્ચને નિયંત્રિત કરતું નથી, પરંતુ EMI અને EMC પણ ઘટાડે છે.
જો EMC ઘટાડવું હોય તો ઓછી અવબાધ ગ્રાઉન્ડિંગ સિસ્ટમ મહત્વપૂર્ણ છે.મલ્ટિલેયર પીસીબીમાં કોપર બેલેન્સ બ્લોક (કોપર થીવિંગ) અથવા છૂટાછવાયા ગ્રાઉન્ડિંગ લેયરને બદલે વિશ્વસનીય ગ્રાઉન્ડિંગ લેયર રાખવું વધુ સારું છે કારણ કે તે ઓછી અવબાધ ધરાવે છે, વર્તમાન માર્ગ પૂરો પાડે છે અને રિવર્સ સિગ્નલનો શ્રેષ્ઠ સ્ત્રોત છે.
સિગ્નલ જમીન પર પાછા ફરવામાં કેટલો સમય લે છે તે પણ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે.સિગ્નલને સ્ત્રોત સુધી અને ત્યાંથી મુસાફરી કરવા માટે લાગતો સમય તુલનાત્મક હોવો જોઈએ, અન્યથા એન્ટેના જેવી ઘટના બનશે, જે રેડિયેટેડ ઊર્જાને EMI નો ભાગ બનવા દેશે.તેવી જ રીતે, સિગ્નલ સ્ત્રોતમાં/થી વર્તમાનનું સંરેખણ શક્ય તેટલું ટૂંકું હોવું જોઈએ, જો સ્ત્રોત અને વળતર પાથ સમાન લંબાઈના ન હોય, તો ગ્રાઉન્ડ બાઉન્સ થશે અને આ EMI પણ જનરેટ કરશે.
4. 90° કોણ ટાળો
EMI ઘટાડવા માટે, સંરેખણ, વિયાસ અને અન્ય ઘટકોને 90° કોણ બનાવવાનું ટાળવું જોઈએ, કારણ કે જમણો ખૂણો રેડિયેશન પેદા કરશે.90 ° કોણ ટાળવા માટે, સંરેખણ ખૂણા પર ઓછામાં ઓછા બે 45 ° કોણ વાયરિંગ હોવું જોઈએ.
5. ઓવર-હોલનો ઉપયોગ સાવચેત રહેવાની જરૂર છે
લગભગ તમામ PCB લેઆઉટમાં, વિવિધ સ્તરો વચ્ચે વાહક જોડાણ પ્રદાન કરવા માટે વિઆસનો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે.કેટલાક કિસ્સાઓમાં, તેઓ પ્રતિબિંબ પણ ઉત્પન્ન કરે છે, કારણ કે જ્યારે સંરેખણમાં વિઆસ બનાવવામાં આવે છે ત્યારે લાક્ષણિક અવબાધ બદલાય છે.
તે યાદ રાખવું પણ અગત્યનું છે કે વિઆસ ગોઠવણીની લંબાઈમાં વધારો કરે છે અને તેને મેચ કરવાની જરૂર છે.વિભેદક સંરેખણના કિસ્સામાં, શક્ય હોય ત્યાં વિઅસ ટાળવા જોઈએ.જો આને ટાળી શકાતું નથી, તો સિગ્નલ અને રીટર્ન પાથમાં વિલંબની ભરપાઈ કરવા માટે વિઆસનો ઉપયોગ બંને ગોઠવણીમાં થવો જોઈએ.
6. કેબલ્સ અને ભૌતિક રક્ષણ
ડિજિટલ સર્કિટ અને એનાલોગ કરંટ વહન કરતી કેબલ્સ પરોપજીવી કેપેસીટન્સ અને ઇન્ડક્ટન્સ પેદા કરી શકે છે, જે EMC સંબંધિત ઘણી સમસ્યાઓનું કારણ બને છે.જો ટ્વિસ્ટેડ જોડી કેબલનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, તો કપ્લિંગનું નીચું સ્તર જાળવવામાં આવે છે અને ઉત્પન્ન થયેલ ચુંબકીય ક્ષેત્રો દૂર થાય છે.ઉચ્ચ આવર્તન સિગ્નલો માટે, EMI દખલગીરીને દૂર કરવા માટે, આગળ અને પાછળ બંને ગ્રાઉન્ડ સાથે, શિલ્ડેડ કેબલનો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે.
EMI ને PCB સર્કિટરીમાં પ્રવેશતા અટકાવવા માટે ધાતુના પેકેજમાં સિસ્ટમના સમગ્ર અથવા ભાગને આવરી લેવાનું ભૌતિક રક્ષણ છે.આ કવચ બંધ, ગ્રાઉન્ડ-કન્ડક્ટિંગ કેપેસિટરની જેમ કાર્ય કરે છે, જે એન્ટેના લૂપનું કદ ઘટાડે છે અને EMI શોષી લે છે.
પોસ્ટ સમય: નવેમ્બર-23-2022