በኢንጂነሪንግ መስክ የዲጂታል ዲዛይነሮች እና የዲጂታል ሰርቪስ ቦርድ ዲዛይን ባለሙያዎች ቁጥር በየጊዜው እየጨመረ ነው, ይህም የኢንዱስትሪውን የእድገት አዝማሚያ ያሳያል. ምንም እንኳን በዲጂታል ዲዛይን ላይ ያለው አጽንዖት በኤሌክትሮኒክስ ምርቶች ውስጥ ዋና ዋና እድገቶችን ቢያመጣም, አሁንም አለ, እና ሁልጊዜ ከአናሎግ ወይም ከእውነተኛ አከባቢዎች ጋር የሚገናኙ አንዳንድ የወረዳ ንድፎች ይኖራሉ. በአናሎግ እና ዲጂታል መስኮች ውስጥ ያሉ የሽቦዎች ስልቶች አንዳንድ ተመሳሳይነት አላቸው, ነገር ግን የተሻለ ውጤት ለማግኘት ሲፈልጉ, በተለያዩ የሽቦ ስልታቸው ምክንያት, ቀላል የወረዳ ሽቦ ንድፍ አሁን የተሻለው መፍትሄ አይደለም.

ይህ ጽሑፍ በአናሎግ እና ዲጂታል ሽቦዎች መካከል ያለውን መሠረታዊ ተመሳሳይነት እና ልዩነት በፒሲቢ ሽቦዎች ምክንያት የሚፈጠረውን የመተላለፊያ አቅም፣ የሃይል አቅርቦቶች፣ የመሬት ዲዛይን፣ የቮልቴጅ ስህተቶች እና የኤሌክትሮማግኔቲክ ጣልቃገብነት (EMI) ይመለከታል።

በኢንጂነሪንግ መስክ የዲጂታል ዲዛይነሮች እና የዲጂታል ሰርቪስ ቦርድ ዲዛይን ባለሙያዎች ቁጥር በየጊዜው እየጨመረ ነው, ይህም የኢንዱስትሪውን የእድገት አዝማሚያ ያሳያል. ምንም እንኳን በዲጂታል ዲዛይን ላይ ያለው አጽንዖት በኤሌክትሮኒክስ ምርቶች ውስጥ ዋና ዋና እድገቶችን ቢያመጣም, አሁንም አለ, እና ሁልጊዜ ከአናሎግ ወይም ከእውነተኛ አከባቢዎች ጋር የሚገናኙ አንዳንድ የወረዳ ንድፎች ይኖራሉ. በአናሎግ እና ዲጂታል መስኮች ውስጥ ያሉ የሽቦዎች ስልቶች አንዳንድ ተመሳሳይነት አላቸው, ነገር ግን የተሻለ ውጤት ለማግኘት ሲፈልጉ, በተለያዩ የሽቦ ስልታቸው ምክንያት, ቀላል የወረዳ ሽቦ ንድፍ አሁን የተሻለው መፍትሄ አይደለም.

ይህ ጽሑፍ በአናሎግ እና ዲጂታል ሽቦዎች መካከል ያለውን መሠረታዊ ተመሳሳይነት እና ልዩነት በፒሲቢ ሽቦዎች ምክንያት የሚፈጠረውን የመተላለፊያ አቅም፣ የሃይል አቅርቦቶች፣ የመሬት ዲዛይን፣ የቮልቴጅ ስህተቶች እና የኤሌክትሮማግኔቲክ ጣልቃገብነት (EMI) ይመለከታል።

በወረዳ ሰሌዳው ላይ ማለፊያ ወይም መለቀቅ አቅም መጨመር እና በቦርዱ ውስጥ ያሉት እነዚህ መያዣዎች የሚገኙበት ቦታ ለዲጂታል እና አናሎግ ዲዛይኖች የተለመደ አስተሳሰብ ነው። ግን የሚገርመው, ምክንያቶቹ የተለያዩ ናቸው.

በአናሎግ የወልና ንድፍ ውስጥ, ማለፊያ capacitors ብዙውን ጊዜ በኃይል አቅርቦት ላይ ከፍተኛ-ድግግሞሽ ምልክቶችን ለማለፍ ያገለግላሉ። ማለፊያ capacitors ካልተጨመሩ እነዚህ ከፍተኛ ድግግሞሽ ምልክቶች በኃይል አቅርቦት ፒን በኩል ስሱ የአናሎግ ቺፖችን ሊገቡ ይችላሉ። በአጠቃላይ የእነዚህ ከፍተኛ ድግግሞሽ ሲግናሎች ድግግሞሽ ከአናሎግ መሳሪያዎች ከፍተኛ-ድግግሞሽ ምልክቶችን ለማፈን ካለው አቅም ይበልጣል። የ ማለፊያ capacitor በአናሎግ የወረዳ ውስጥ ጥቅም ላይ ካልዋለ, ጫጫታ ወደ ሲግናል ዱካ ውስጥ አስተዋወቀ ሊሆን ይችላል, እና ይበልጥ ከባድ ሁኔታዎች ውስጥ, እንዲያውም ንዝረት ሊያስከትል ይችላል.

በአናሎግ እና ዲጂታል ፒሲቢ ዲዛይን፣ ማለፊያ ወይም መፍታት አቅም (0.1uF) በተቻለ መጠን ከመሣሪያው ጋር መቀመጥ አለበት። የኃይል አቅርቦት ዲኮፕሊንግ capacitor (10uF) በወረዳ ቦርዱ የኃይል መስመር መግቢያ ላይ መቀመጥ አለበት. በሁሉም ሁኔታዎች, የእነዚህ capacitors ፒኖች አጭር መሆን አለባቸው.

በስእል 2 ላይ ባለው የወረዳ ሰሌዳ ላይ የኃይል እና የመሬት ሽቦዎችን ለማዞር የተለያዩ መንገዶች ጥቅም ላይ ይውላሉ. በዚህ አግባብ ባልሆነ ትብብር ምክንያት በሴኪዩሪቲ ቦርዱ ላይ ያሉት የኤሌክትሮኒካዊ ክፍሎች እና ወረዳዎች ለኤሌክትሮማግኔቲክ ጣልቃገብነት የመጋለጥ እድላቸው ሰፊ ነው።

በስእል 3 ነጠላ ፓነል ውስጥ በኤሌክትሪክ እና በመሬቱ ላይ ያሉት ገመዶች በወረዳው ሰሌዳ ላይ የሚገኙት ክፍሎች እርስ በርስ ይቀራረባሉ. በዚህ የወረዳ ቦርድ ውስጥ ያለው የኤሌክትሪክ መስመር እና የመሬት መስመር ተዛማጅ ጥምርታ በስእል 2 ላይ እንደሚታየው ተገቢ ነው. ወደ 54 ጊዜ ያህል.
　　
እንደ ተቆጣጣሪዎች እና ማቀነባበሪያዎች ላሉ ዲጂታል መሳሪያዎች ዲኮፕሊንግ capacitors እንዲሁ ያስፈልጋል, ግን በተለያዩ ምክንያቶች. የእነዚህ capacitors አንዱ ተግባር እንደ “ትንሽ” ቻርጅ ባንክ መስራት ነው።

በዲጂታል ወረዳዎች ውስጥ የበር ሁኔታ መቀየርን ለማከናወን ብዙውን ጊዜ ከፍተኛ መጠን ያለው የአሁኑ ጊዜ ያስፈልጋል. የመቀያየር ጊዜያዊ ሞገዶች በቺፑ ላይ በሚቀያየሩበት ጊዜ እና በወረዳ ቦርዱ ውስጥ ስለሚፈሱ፣ ተጨማሪ የ“መለዋወጫ” ክፍያዎች መኖራቸው ጠቃሚ ነው። የመቀየሪያውን ተግባር በሚሰራበት ጊዜ በቂ ክፍያ ከሌለ የኃይል አቅርቦት ቮልቴጅ በጣም ይለወጣል. በጣም ብዙ የቮልቴጅ ለውጥ የዲጂታል ሲግናል ደረጃ ወደ ማይታወቅ ሁኔታ እንዲገባ ያደርገዋል፣ እና በዲጂታል መሳሪያው ውስጥ ያለው የስቴት ማሽን በስህተት እንዲሰራ ሊያደርግ ይችላል።

በወረዳው ቦርድ መከታተያ ውስጥ የሚፈሰው የመቀየሪያ ጅረት የቮልቴጅ ለውጥን ያመጣል፣ እና የወረዳ ሰሌዳው አሻራ ጥገኛ ኢንደክሽን አለው። የሚከተለው ቀመር የቮልቴጅ ለውጥን ለማስላት ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል: V = LdI / dt. ከነሱ መካከል-V = የቮልቴጅ ለውጥ, L = የወረዳ ቦርድ መከታተያ ኢንዳክሽን, dI = ወቅታዊ ለውጥ በክትትል, dt = የአሁኑን ለውጥ ጊዜ.
　　
ስለዚህ, በብዙ ምክንያቶች, በኃይል አቅርቦት ላይ ወይም በንቁ መሳሪያዎች የኃይል አቅርቦት ፒን ላይ ማለፊያ (ወይም ዲኮፕሊንግ) መያዣዎችን መጠቀም የተሻለ ነው.

የኤሌክትሪክ ገመድ እና የመሬቱ ሽቦ አንድ ላይ መዞር አለባቸው

የኤሌክትሮማግኔቲክ ጣልቃገብነት እድልን ለመቀነስ የኃይል ገመዱ እና የመሬቱ ሽቦ አቀማመጥ በጥሩ ሁኔታ ይመሳሰላሉ። የኤሌክትሪክ መስመሩ እና የመሬቱ መስመር በትክክል ካልተጣመሩ, የሲስተም ዑደት ይዘጋጃል እና ጫጫታ ሊፈጠር ይችላል.

የፒሲቢ ንድፍ ምሳሌ የኤሌክትሪክ መስመሩ እና የመሬቱ መስመር በትክክል ያልተጣመሩበት በስእል 2 ላይ ይታያል። በስእል 3 ላይ የሚታየውን ዘዴ በመጠቀም በወረዳ ሰሌዳው ላይ ወይም በቮልቴጅ ውስጥ የሚፈጠረውን የቮልቴጅ ጩኸት የማብራት እድል በእጅጉ ሊቀንስ ይችላል።

በአናሎግ እና በዲጂታል ሽቦ ስልቶች መካከል ያለው ልዩነት

▍የመሬት አውሮፕላኑ ችግር ነው።

የወረዳ ቦርድ የወልና መሠረታዊ እውቀት ሁለቱም አናሎግ እና ዲጂታል ወረዳዎች ላይ ተፈጻሚ ነው. መሰረታዊ መመሪያ ያልተቋረጠ የመሬት አውሮፕላን መጠቀም ነው. ይህ የጋራ አስተሳሰብ በዲጂታል ወረዳዎች ውስጥ ያለውን የዲአይ/ዲቲ (የአሁኑን ለውጥ) ውጤት ይቀንሳል፣ ይህም የመሬትን አቅም ይለውጣል እና ወደ አናሎግ ወረዳዎች ጫጫታ እንዲገባ ያደርጋል።

የዲጂታል እና የአናሎግ ዑደቶች የሽቦ ቴክኒኮች በመሠረቱ አንድ ናቸው, ከአንድ በስተቀር. ለአናሎግ ዑደቶች, ሌላ ትኩረት ሊሰጠው የሚገባ ነጥብ አለ, ማለትም, የዲጂታል ምልክት መስመሮችን እና ቀለበቶችን በመሬት አውሮፕላን ውስጥ በተቻለ መጠን ከአናሎግ ዑደቶች ይርቁ. ይህ ሊደረስበት የሚችለው የአናሎግ የመሬት አውሮፕላንን ከሲስተሙ የመሬት ግንኙነት ጋር በማገናኘት በተናጠል ወይም የአናሎግ ዑደቱን በሴርክው ቦርድ ጫፍ ጫፍ ላይ በማስቀመጥ የመስመሩ መጨረሻ ነው። ይህ የሚደረገው በሲግናል መንገዱ ላይ ያለውን የውጭ ጣልቃገብነት በትንሹ ለማቆየት ነው.

ለዲጂታል ወረዳዎች ይህን ማድረግ አያስፈልግም, ይህም በመሬት አውሮፕላን ላይ ብዙ ጫጫታዎችን ያለምንም ችግር መቋቋም ይችላል.

ምስል 4 (በስተግራ) የዲጂታል መቀየሪያ እርምጃውን ከአናሎግ ዑደት ይለያል እና የወረዳውን ዲጂታል እና አናሎግ ክፍሎችን ይለያል. (በስተቀኝ) ከፍተኛ ድግግሞሽ እና ዝቅተኛ ድግግሞሽ በተቻለ መጠን መለየት አለበት, እና ከፍተኛ ድግግሞሽ ክፍሎች ወደ የወረዳ ቦርድ አያያዦች ቅርብ መሆን አለበት.

ምስል 5 በፒሲቢ ላይ ሁለት የቅርብ ዱካዎችን ያስቀምጡ ፣ የጥገኛ አቅም ለመፍጠር ቀላል ነው። የዚህ ዓይነቱ አቅም በመኖሩ ምክንያት በአንድ ፈለግ ላይ ፈጣን የቮልቴጅ ለውጥ በሌላኛው ምልክት ላይ የአሁኑን ምልክት ሊፈጥር ይችላል.

ምስል 6 ለትካቶቹ አቀማመጥ ትኩረት ካልሰጡ, በ PCB ውስጥ ያሉት ዱካዎች የመስመር ኢንዳክሽን እና የእርስ በርስ መነሳሳትን ይፈጥራሉ. ይህ ጥገኛ ኢንዳክሽን ዲጂታል መቀየሪያ ወረዳዎችን ጨምሮ ለወረዳዎች አሠራር በጣም ጎጂ ነው።

▍የአካል ክፍሎች መገኛ

ከላይ እንደተጠቀሰው በእያንዳንዱ የ PCB ንድፍ ውስጥ የወረዳው የጩኸት ክፍል እና "ጸጥ ያለ" ክፍል (ድምጽ አልባ ክፍል) መለየት አለባቸው. በአጠቃላይ አሃዛዊ ዑደቶች በድምፅ "የበለፀጉ" እና ለጩኸት ደንታ የሌላቸው ናቸው (ምክንያቱም ዲጂታል ወረዳዎች ትልቅ የቮልቴጅ ጫጫታ መቻቻል ስላላቸው)። በተቃራኒው የአናሎግ ዑደቶች የቮልቴጅ ጫጫታ መቻቻል በጣም ትንሽ ነው.

ከሁለቱም የአናሎግ ዑደቶች ድምጽን ለመቀየር በጣም ስሜታዊ ናቸው። በድብልቅ ሲግናል ሲስተም ውስጥ በስእል 4 እንደሚታየው እነዚህ ሁለት ወረዳዎች መለያየት አለባቸው።
　　
▍በፒሲቢ ዲዛይን የተፈጠሩ ጥገኛ አካላት

በፒሲቢ ዲዛይን ውስጥ ችግር ሊፈጥሩ የሚችሉ ሁለት መሰረታዊ ጥገኛ ተውሳኮች በቀላሉ ይፈጠራሉ፡ ጥገኛ አቅም እና ጥገኛ ኢንዳክሽን።

የወረዳ ሰሌዳን ሲነድፉ ሁለት ዱካዎችን እርስ በርስ መቀራረብ የጥገኛ አቅም ይፈጥራል። ይህንን ማድረግ ይችላሉ-በሁለት የተለያዩ ሽፋኖች ላይ አንድ ፈለግ በሌላኛው ጫፍ ላይ ያስቀምጡ; ወይም በተመሳሳይ ንብርብር ላይ, በስእል 5 ላይ እንደሚታየው አንዱን አሻራ ከሌላው ፈለግ አጠገብ ያስቀምጡ.
　　
በእነዚህ ሁለት የመከታተያ አወቃቀሮች፣ የቮልቴጅ በጊዜ ሂደት (ዲቪ/ዲቲ) በአንድ ፈለግ ላይ ያለው ለውጥ በሌላኛው ፈለግ ላይ የአሁኑን ሊፈጥር ይችላል። ሌላኛው ዱካ ከፍ ያለ መከላከያ ከሆነ, በኤሌክትሪክ መስክ የሚፈጠረው ጅረት ወደ ቮልቴጅ ይቀየራል.
　　
ፈጣን የቮልቴጅ መሸጋገሪያዎች ብዙውን ጊዜ የሚከሰቱት በአናሎግ ሲግናል ዲዛይን ዲጂታል ጎን ላይ ነው. ፈጣን የቮልቴጅ መሸጋገሪያዎች ያላቸው ዱካዎች ወደ ከፍተኛ-ኢምፔዳንስ የአናሎግ ዱካዎች ቅርብ ከሆኑ ይህ ስህተት የአናሎግ ዑደት ትክክለኛነትን በእጅጉ ይጎዳል። በዚህ አካባቢ, የአናሎግ ዑደቶች ሁለት ድክመቶች አሏቸው: የድምፅ መቻቻል ከዲጂታል ወረዳዎች በጣም ያነሰ ነው; እና ከፍተኛ የመነካካት ምልክቶች በጣም የተለመዱ ናቸው.
　　
ከሚከተሉት ሁለት ቴክኒኮች አንዱን መጠቀም ይህንን ክስተት ሊቀንስ ይችላል. በብዛት ጥቅም ላይ የሚውለው ቴክኒክ በአቅም መለኪያው መሰረት በዱካዎች መካከል ያለውን መጠን መቀየር ነው። ለመለወጥ በጣም ውጤታማው መጠን በሁለቱ ዱካዎች መካከል ያለው ርቀት ነው. ተለዋዋጭ መ በ capacitance እኩልዮሽ ውስጥ እንዳለ ልብ ሊባል ይገባል. መ ሲጨምር፣ አቅም ያለው ምላሽ ይቀንሳል። ሌላው ሊለወጥ የሚችል ተለዋዋጭ የሁለቱ ዱካዎች ርዝመት ነው. በዚህ ሁኔታ, L ርዝማኔ ይቀንሳል, እና በሁለቱ ዱካዎች መካከል ያለው አቅም ያለው ምላሽም ይቀንሳል.
　　
ሌላው ዘዴ በእነዚህ ሁለት ዱካዎች መካከል የመሬቱ ሽቦ መዘርጋት ነው. የመሬቱ ሽቦ ዝቅተኛ መከላከያ ነው፣ እና ይህን የመሰለ ሌላ ዱካ ማከል በስእል 5 እንደሚታየው ጣልቃ-ገብ የኤሌክትሪክ መስክን ያዳክማል።
　　
በወረዳው ቦርድ ውስጥ የፓራሲቲክ ኢንዳክሽን መርህ ከጥገኛ አቅም ጋር ተመሳሳይ ነው. እንዲሁም ሁለት ዱካዎችን ለመዘርጋት ነው. በሁለት የተለያዩ ንብርብሮች ላይ አንድ አሻራ በሌላኛው ጫፍ ላይ ያስቀምጡ; ወይም በተመሳሳይ ንብርብር ላይ, በስእል 6 እንደሚታየው አንዱን አሻራ ከሌላው ቀጥሎ ያስቀምጡ.

በእነዚህ ሁለት ሽቦዎች አወቃቀሮች ውስጥ የወቅቱ ለውጥ (ዲአይ / ዲቲ) ከግዜ ጋር, በዚህ አሻራ መነሳሳት ምክንያት, በተመሳሳዩ አሻራ ላይ ቮልቴጅ ይፈጥራል; እና የጋራ ኢንዳክሽን በመኖሩ ምክንያት, በሌላኛው አሻራ ላይ ተመጣጣኝ ጅረት ይፈጠራል. በመጀመሪያው ፈለግ ላይ ያለው የቮልቴጅ ለውጥ በቂ ከሆነ, ጣልቃገብነት የዲጂታል ዑደት የቮልቴጅ መቻቻልን ሊቀንስ እና ስህተቶችን ሊያስከትል ይችላል. ይህ ክስተት በዲጂታል ወረዳዎች ውስጥ ብቻ አይደለም, ነገር ግን ይህ ክስተት በዲጂታል ዑደቶች ውስጥ በጣም የተለመደ ነው, ምክንያቱም በዲጂታል ወረዳዎች ውስጥ ባሉ ትላልቅ ፈጣን የመቀያየር ሞገዶች ምክንያት.
　　
ከኤሌክትሮማግኔቲክ ጣልቃገብነት ምንጮች እምቅ ድምጽን ለማስወገድ "ጸጥ ያለ" የአናሎግ መስመሮችን ከጩኸት I / O ወደቦች መለየት የተሻለ ነው. ዝቅተኛ-impedance ኃይል እና መሬት አውታረ መረብ ለማሳካት መሞከር, ዲጂታል የወረዳ ሽቦዎች inductance መቀነስ አለበት, እና የአናሎግ ወረዳዎች መካከል capacitive ትስስር መቀነስ አለበት.
　　
03

ማጠቃለያ

የዲጂታል እና የአናሎግ ክልሎች ከተወሰኑ በኋላ፣ ለተሳካ PCB በጥንቃቄ ማዘዋወር አስፈላጊ ነው። የወልና ስልት አብዛኛውን ጊዜ ለሁሉም ሰው አስተዋውቋል ነው, ምክንያቱም በላብራቶሪ አካባቢ ውስጥ የምርቱን የመጨረሻ ስኬት ለመፈተሽ አስቸጋሪ ነው. ስለዚህ የዲጂታል እና የአናሎግ ወረዳዎች የወልና ስልቶች ተመሳሳይነት ቢኖራቸውም በገመድ ስልታቸው ላይ ያለው ልዩነት መታወቅ እና በቁም ነገር መታየት አለበት።