હાઇ-સ્પીડ કન્વર્ટરનો ઉપયોગ કરતી વખતે પીસીબી રૂટીંગના મહત્વના નિયમો શું છે જેને અનુસરવા જોઈએ?

શું AGND અને DGND જમીનના સ્તરોને અલગ કરવા જોઈએ?

સરળ જવાબ એ છે કે તે પરિસ્થિતિ પર આધાર રાખે છે, અને વિગતવાર જવાબ એ છે કે તેઓ સામાન્ય રીતે અલગ થતા નથી.કારણ કે મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં, ગ્રાઉન્ડ લેયરને અલગ કરવાથી રિટર્ન કરંટના ઇન્ડક્ટન્સમાં વધારો થશે, જે સારા કરતાં વધુ નુકસાન લાવે છે.સૂત્ર V = L(di/dt) બતાવે છે કે જેમ જેમ ઇન્ડક્ટન્સ વધે છે તેમ વોલ્ટેજનો અવાજ વધે છે.અને જેમ જેમ સ્વિચિંગ કરંટ વધે છે (કારણ કે કન્વર્ટર સેમ્પલિંગ રેટ વધે છે), વોલ્ટેજનો અવાજ પણ વધશે.તેથી, ગ્રાઉન્ડિંગ સ્તરો એકસાથે જોડાયેલા હોવા જોઈએ.

ઉદાહરણ એ છે કે કેટલીક એપ્લિકેશનોમાં, પરંપરાગત ડિઝાઇન આવશ્યકતાઓનું પાલન કરવા માટે, ગંદી બસ પાવર અથવા ડિજિટલ સર્કિટરી ચોક્કસ વિસ્તારોમાં મૂકવી આવશ્યક છે, પરંતુ કદની મર્યાદાઓ દ્વારા પણ, બોર્ડ બનાવવાથી સારું લેઆઉટ પાર્ટીશન પ્રાપ્ત કરી શકાતું નથી, આમાં કિસ્સામાં, સારી કામગીરી હાંસલ કરવા માટે અલગ ગ્રાઉન્ડિંગ લેયર એ ચાવી છે.જો કે, એકંદર ડિઝાઇન અસરકારક બનવા માટે, આ ગ્રાઉન્ડિંગ સ્તરો બોર્ડ પર ક્યાંક પુલ અથવા કનેક્શન પોઇન્ટ દ્વારા એકસાથે જોડાયેલા હોવા જોઈએ.તેથી, કનેક્શન પોઈન્ટ અલગ ગ્રાઉન્ડિંગ સ્તરોમાં સમાનરૂપે વિતરિત થવું જોઈએ.આખરે, પીસીબી પર ઘણીવાર કનેક્શન પોઈન્ટ હશે જે પરફોર્મન્સમાં અધોગતિ કર્યા વિના પસાર થવા માટે પ્રવાહ પરત કરવા માટેનું શ્રેષ્ઠ સ્થાન બની જાય છે.આ કનેક્શન પોઇન્ટ સામાન્ય રીતે કન્વર્ટરની નજીક અથવા નીચે સ્થિત છે.

પાવર સપ્લાય સ્તરો ડિઝાઇન કરતી વખતે, આ સ્તરો માટે ઉપલબ્ધ તમામ કોપર ટ્રેસનો ઉપયોગ કરો.જો શક્ય હોય તો, આ સ્તરોને સંરેખણ શેર કરવાની મંજૂરી આપશો નહીં, કારણ કે વધારાના સંરેખણ અને વિયાસ પાવર સપ્લાય સ્તરને નાના ટુકડાઓમાં વિભાજીત કરીને ઝડપથી નુકસાન પહોંચાડી શકે છે.પરિણામી છૂટાછવાયા પાવર લેયર વર્તમાન પાથને જ્યાં તેઓની સૌથી વધુ જરૂર હોય ત્યાં સુધી સ્ક્વિઝ કરી શકે છે, એટલે કે કન્વર્ટરની પાવર પિન.વિઆસ અને ગોઠવણી વચ્ચેના પ્રવાહને સ્ક્વિઝ કરવાથી પ્રતિકાર વધે છે, જેના કારણે કન્વર્ટરના પાવર પિન પર થોડો વોલ્ટેજ ઘટી જાય છે.

છેલ્લે, પાવર સપ્લાય લેયર પ્લેસમેન્ટ મહત્વપૂર્ણ છે.એનાલોગ પાવર સપ્લાય લેયરની ટોચ પર ઘોંઘાટીયા ડિજિટલ પાવર સપ્લાય લેયરને ક્યારેય સ્ટેક કરશો નહીં, અથવા બે અલગ-અલગ સ્તરો પર હોવા છતાં પણ જોડી શકે છે.સિસ્ટમની કામગીરીમાં ઘટાડો થવાના જોખમને ઘટાડવા માટે, જ્યારે પણ શક્ય હોય ત્યારે ડિઝાઇને આ પ્રકારના સ્તરોને એકસાથે સ્ટેક કરવાને બદલે અલગ કરવા જોઈએ.

શું PCBની પાવર ડિલિવરી સિસ્ટમ (PDS) ડિઝાઇનને અવગણી શકાય?

પીડીએસનું ડિઝાઇન ધ્યેય વીજ પુરવઠાની વર્તમાન માંગના પ્રતિભાવમાં ઉત્પન્ન થતા વોલ્ટેજ લહેરિયાંને ઓછું કરવાનું છે.તમામ સર્કિટને કરંટની જરૂર હોય છે, કેટલાકને વધુ માંગ હોય છે અને અન્ય કે જેને ઝડપી દરે કરંટ પૂરો પાડવાની જરૂર હોય છે.સંપૂર્ણ રીતે ડીકપલ્ડ લો-ઇમ્પીડેન્સ પાવર અથવા ગ્રાઉન્ડ લેયર અને સારા પીસીબી લેમિનેશનનો ઉપયોગ સર્કિટની વર્તમાન માંગને કારણે વોલ્ટેજ રિપલને ઘટાડે છે.ઉદાહરણ તરીકે, જો ડિઝાઇન 1A ના સ્વિચિંગ કરંટ માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવી છે અને PDS ની અવરોધ 10mΩ છે, તો મહત્તમ વોલ્ટેજ રિપલ 10mV છે.

પ્રથમ, એક PCB સ્ટેક માળખું કેપેસિટેન્સના મોટા સ્તરોને ટેકો આપવા માટે રચાયેલ હોવું જોઈએ.ઉદાહરણ તરીકે, છ-સ્તરના સ્ટેકમાં ટોચનું સિગ્નલ લેયર, પ્રથમ ગ્રાઉન્ડ લેયર, પ્રથમ પાવર લેયર, સેકન્ડ પાવર લેયર, સેકન્ડ ગ્રાઉન્ડ લેયર અને બોટમ સિગ્નલ લેયર હોઈ શકે છે.પ્રથમ ગ્રાઉન્ડ લેયર અને પ્રથમ પાવર સપ્લાય લેયર સ્ટેક્ડ સ્ટ્રક્ચરમાં એકબીજાની નજીક હોવા માટે પ્રદાન કરવામાં આવે છે, અને આ બે સ્તરો આંતરિક સ્તરની કેપેસીટન્સ બનાવવા માટે 2 થી 3 મિલના અંતરે રાખવામાં આવે છે.આ કેપેસિટરનો મોટો ફાયદો એ છે કે તે મફત છે અને તેને ફક્ત PCB ઉત્પાદન નોંધોમાં સ્પષ્ટ કરવાની જરૂર છે.જો પાવર સપ્લાય લેયર વિભાજિત હોવું જોઈએ અને તે જ સ્તર પર બહુવિધ વીડીડી પાવર રેલ્સ હોય, તો સૌથી મોટા પાવર સપ્લાય લેયરનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ.ખાલી છિદ્રો છોડશો નહીં, પણ સંવેદનશીલ સર્કિટ પર પણ ધ્યાન આપો.આ તે VDD સ્તરની ક્ષમતાને મહત્તમ કરશે.જો ડિઝાઇન વધારાના સ્તરોની હાજરી માટે પરવાનગી આપે છે, તો પ્રથમ અને બીજા પાવર સપ્લાય સ્તરો વચ્ચે બે વધારાના ગ્રાઉન્ડિંગ સ્તરો મૂકવા જોઈએ.2 થી 3 મિલના સમાન કોર અંતરના કિસ્સામાં, આ સમયે લેમિનેટેડ સ્ટ્રક્ચરની આંતરિક ક્ષમતા બમણી કરવામાં આવશે.

આદર્શ PCB લેમિનેશન માટે, પાવર સપ્લાય લેયરના પ્રારંભિક એન્ટ્રી પોઈન્ટ પર અને DUT ની આસપાસ ડિકપલિંગ કેપેસિટરનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ, જે ખાતરી કરશે કે PDS અવબાધ સમગ્ર આવર્તન શ્રેણીમાં ઓછો છે.સંખ્યાબંધ 0.001µF થી 100µF કેપેસિટરનો ઉપયોગ આ શ્રેણીને આવરી લેવામાં મદદ કરશે.દરેક જગ્યાએ કેપેસિટર્સ હોય તે જરૂરી નથી;DUT સામે સીધા કેપેસિટર્સનું ડોકીંગ કરવાથી તમામ ઉત્પાદન નિયમો તોડવામાં આવશે.જો આવા ગંભીર પગલાંની જરૂર હોય, તો સર્કિટમાં અન્ય સમસ્યાઓ છે.

ખુલ્લા પેડ્સ (ઈ-પેડ) નું મહત્વ

આ અવગણવા માટેનું એક સરળ પાસું છે, પરંતુ PCB ડિઝાઇનના શ્રેષ્ઠ પ્રદર્શન અને ગરમીના વિસર્જનને પ્રાપ્ત કરવા માટે તે મહત્વપૂર્ણ છે.

એક્સપોઝ્ડ પેડ (પિન 0) એ સૌથી આધુનિક હાઇ-સ્પીડ ICs નીચે પેડનો સંદર્ભ આપે છે, અને તે એક મહત્વપૂર્ણ જોડાણ છે જેના દ્વારા ચિપની તમામ આંતરિક ગ્રાઉન્ડિંગ ઉપકરણની નીચે કેન્દ્રિય બિંદુ સાથે જોડાયેલ છે.ખુલ્લા પેડની હાજરી ઘણા કન્વર્ટર અને એમ્પ્લીફાયર્સને ગ્રાઉન્ડ પિનની જરૂરિયાતને દૂર કરવાની મંજૂરી આપે છે.આ પેડને PCB સાથે સોલ્ડર કરતી વખતે સ્થિર અને વિશ્વસનીય વિદ્યુત કનેક્શન અને થર્મલ કનેક્શન બનાવવાની ચાવી છે, અન્યથા સિસ્ટમને ભારે નુકસાન થઈ શકે છે.

ખુલ્લા પેડ્સ માટે શ્રેષ્ઠ વિદ્યુત અને થર્મલ જોડાણો ત્રણ પગલાંને અનુસરીને પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.પ્રથમ, જ્યાં શક્ય હોય ત્યાં, દરેક PCB સ્તર પર ખુલ્લા પેડ્સની નકલ કરવી જોઈએ, જે તમામ જમીન માટે ગાઢ થર્મલ કનેક્શન પ્રદાન કરશે અને આ રીતે ઝડપી ગરમીનું વિસર્જન કરશે, ખાસ કરીને ઉચ્ચ શક્તિવાળા ઉપકરણો માટે મહત્વપૂર્ણ.વિદ્યુત બાજુએ, આ તમામ ગ્રાઉન્ડિંગ સ્તરો માટે સારું ઇક્વિપોટેન્શિયલ કનેક્શન પ્રદાન કરશે.જ્યારે નીચેના સ્તર પર ખુલ્લા પેડ્સની નકલ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તેનો ઉપયોગ ડિકપલિંગ ગ્રાઉન્ડ પોઈન્ટ અને હીટ સિંકને માઉન્ટ કરવાની જગ્યા તરીકે થઈ શકે છે.

આગળ, ખુલ્લા પેડ્સને બહુવિધ સમાન વિભાગોમાં વિભાજિત કરો.ચેકરબોર્ડ આકાર શ્રેષ્ઠ છે અને સ્ક્રીન ક્રોસ ગ્રીડ અથવા સોલ્ડર માસ્ક દ્વારા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.રિફ્લો એસેમ્બલી દરમિયાન, ઉપકરણ અને PCB વચ્ચે જોડાણ સ્થાપિત કરવા માટે સોલ્ડર પેસ્ટ કેવી રીતે વહે છે તે નિર્ધારિત કરવું શક્ય નથી, તેથી કનેક્શન હાજર હોઈ શકે છે પરંતુ અસમાન રીતે વિતરિત થઈ શકે છે, અથવા ખરાબ, જોડાણ નાનું છે અને ખૂણા પર સ્થિત છે.ખુલ્લા પેડને નાના ભાગોમાં વિભાજીત કરવાથી દરેક વિસ્તારને કનેક્શન પોઈન્ટ મળી શકે છે, આમ ઉપકરણ અને PCB વચ્ચે વિશ્વસનીય, સમાન જોડાણની ખાતરી થાય છે.

છેલ્લે, તે સુનિશ્ચિત કરવું જોઈએ કે દરેક વિભાગ જમીન સાથે ઓવર-હોલ કનેક્શન ધરાવે છે.વિસ્તારો સામાન્ય રીતે બહુવિધ વાયા પકડી શકે તેટલા મોટા હોય છે.એસેમ્બલી પહેલાં, દરેક વાયાને સોલ્ડર પેસ્ટ અથવા ઇપોક્સી સાથે ભરવાની ખાતરી કરો.આ પગલું એ સુનિશ્ચિત કરવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે કે ખુલ્લી પેડ સોલ્ડર પેસ્ટ વાયાસ પોલાણમાં પાછું વહેતું નથી, જે અન્યથા યોગ્ય જોડાણની શક્યતાઓને ઘટાડે છે.

PCB માં સ્તરો વચ્ચે ક્રોસ-કપ્લિંગની સમસ્યા

PCB ડિઝાઇનમાં, કેટલાક હાઇ-સ્પીડ કન્વર્ટરના લેઆઉટ વાયરિંગમાં અનિવાર્યપણે એક સર્કિટ લેયર બીજા સાથે ક્રોસ-કપ્લ્ડ હશે.કેટલાક કિસ્સાઓમાં, સંવેદનશીલ એનાલોગ સ્તર (પાવર, ગ્રાઉન્ડ અથવા સિગ્નલ) ઉચ્ચ-અવાજવાળા ડિજિટલ સ્તરની સીધું ઉપર હોઈ શકે છે.મોટાભાગના ડિઝાઇનરો માને છે કે આ અપ્રસ્તુત છે કારણ કે આ સ્તરો વિવિધ સ્તરો પર સ્થિત છે.શું આ કેસ છે?ચાલો એક સરળ ટેસ્ટ જોઈએ.

નજીકના સ્તરોમાંથી એક પસંદ કરો અને તે સ્તર પર સિગ્નલ ઇન્જેક્ટ કરો, પછી, ક્રોસ-કપલ્ડ સ્તરોને સ્પેક્ટ્રમ વિશ્લેષક સાથે જોડો.જેમ તમે જોઈ શકો છો, નજીકના સ્તર સાથે જોડાયેલા ઘણા બધા સંકેતો છે.40 mils ના અંતર સાથે પણ, એક એવો અર્થ છે કે જેમાં અડીને આવેલા સ્તરો હજુ પણ કેપેસીટન્સ બનાવે છે, જેથી અમુક ફ્રીક્વન્સીઝ પર સિગ્નલ હજુ પણ એક સ્તરથી બીજા સ્તરમાં જોડવામાં આવશે.

લેયર પરના ઉચ્ચ અવાજવાળા ડિજિટલ ભાગમાં હાઇ સ્પીડ સ્વીચથી 1V સિગ્નલ હોય એમ ધારી રહ્યા છીએ, જ્યારે સ્તરો વચ્ચેનું આઇસોલેશન 60dB હોય ત્યારે નૉન-ડ્રાઇવ લેયર ડ્રાઇવન લેયરથી જોડાયેલ 1mV સિગ્નલ જોશે.2Vp-p ફુલ-સ્કેલ સ્વિંગ સાથે 12-બીટ એનાલોગ-ટુ-ડિજિટલ કન્વર્ટર (ADC) માટે, આનો અર્થ છે 2LSB (ઓછામાં ઓછું નોંધપાત્ર બીટ) જોડાણ.આપેલ સિસ્ટમ માટે, આ કોઈ સમસ્યા ન હોઈ શકે, પરંતુ એ નોંધવું જોઈએ કે જ્યારે રિઝોલ્યુશન 12 થી 14 બિટ્સ સુધી વધારવામાં આવે છે, ત્યારે સંવેદનશીલતા ચારના પરિબળથી વધે છે અને આમ ભૂલ વધીને 8LSB થાય છે.

ક્રોસ-પ્લેન/ક્રોસ-લેયર કપલિંગને અવગણવાથી સિસ્ટમની ડિઝાઇન નિષ્ફળ થઈ શકે છે અથવા ડિઝાઇન નબળી પડી શકે છે, પરંતુ વ્યક્તિએ સતર્ક રહેવું જોઈએ, કારણ કે બે સ્તરો વચ્ચે અપેક્ષા કરતાં વધુ જોડાણ હોઈ શકે છે.

જ્યારે લક્ષિત સ્પેક્ટ્રમમાં ઘોંઘાટનું બનાવટી જોડાણ જોવા મળે ત્યારે આની નોંધ લેવી જોઈએ.કેટલીકવાર લેઆઉટ વાયરિંગ અણધાર્યા સિગ્નલો તરફ દોરી જાય છે અથવા વિવિધ સ્તરોમાં લેયર ક્રોસ-કપ્લિંગ થઈ શકે છે.સંવેદનશીલ સિસ્ટમોને ડીબગ કરતી વખતે આને ધ્યાનમાં રાખો: સમસ્યા નીચેના સ્તરમાં હોઈ શકે છે.

લેખ નેટવર્ક પરથી લેવામાં આવ્યો છે, જો કોઈ ઉલ્લંઘન હોય, તો કૃપા કરીને કાઢી નાખવા માટે સંપર્ક કરો, આભાર!