পিসিবি বোর্ডে আরএফ সার্কিট এবং ডিজিটাল সার্কিট উভয়ই কীভাবে রাখবেন?

যদি অ্যানালগ সার্কিট (RF) এবং ডিজিটাল সার্কিট (মাইক্রোকন্ট্রোলার) পৃথকভাবে ভালভাবে কাজ করে, কিন্তু একবার আপনি দুটিকে একই সার্কিট বোর্ডে রাখেন এবং একসাথে কাজ করার জন্য একই পাওয়ার সাপ্লাই ব্যবহার করেন, তাহলে পুরো সিস্টেমটি অস্থির হতে পারে। এটি প্রধানত কারণ ডিজিটাল সিগন্যাল ঘন ঘন স্থল এবং ধনাত্মক পাওয়ার সাপ্লাই (আকার 3 V) এর মধ্যে সুইং করে এবং সময়কাল বিশেষভাবে ছোট, প্রায়শই ns লেভেল। বড় প্রশস্ততা এবং ছোট স্যুইচিং সময়ের কারণে, এই ডিজিটাল সংকেতগুলিতে প্রচুর পরিমাণে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি উপাদান থাকে যা সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি থেকে স্বাধীন। অ্যানালগ অংশে, অ্যান্টেনা টিউনিং লুপ থেকে ওয়্যারলেস ডিভাইসের প্রাপ্ত অংশে সংকেত সাধারণত 1μV-এর কম হয়।

সংবেদনশীল লাইন এবং শোরগোল সংকেত লাইনের অপর্যাপ্ত বিচ্ছিন্নতা একটি ঘন ঘন সমস্যা। উপরে উল্লিখিত হিসাবে, ডিজিটাল সিগন্যালের উচ্চ সুইং থাকে এবং এতে প্রচুর পরিমাণে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি হারমোনিক্স থাকে। যদি PCB-তে ডিজিটাল সিগন্যাল ওয়্যারিং সংবেদনশীল অ্যানালগ সিগন্যালের সংলগ্ন হয়, তাহলে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি হারমোনিক্স অতীতে মিলিত হতে পারে। আরএফ ডিভাইসগুলির সংবেদনশীল নোডগুলি সাধারণত ফেজ-লকড লুপের লুপ ফিল্টার সার্কিট (পিএলএল), এক্সটার্নাল ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রিত অসিলেটর (ভিসিও) ইনডাক্টর, ক্রিস্টাল রেফারেন্স সিগন্যাল এবং অ্যান্টেনা টার্মিনাল এবং সার্কিটের এই অংশগুলিকে চিকিত্সা করা উচিত। বিশেষ যত্ন সহ।

যেহেতু ইনপুট/আউটপুট সিগন্যালে বেশ কয়েকটি V এর সুইং রয়েছে, তাই ডিজিটাল সার্কিট সাধারণত পাওয়ার সাপ্লাই নয়েজের জন্য গ্রহণযোগ্য (50 mV-এর কম)। এনালগ সার্কিট বিদ্যুৎ সরবরাহের শব্দের প্রতি সংবেদনশীল, বিশেষ করে ভোল্টেজ এবং অন্যান্য উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি হারমোনিক্সের জন্য। অতএব, আরএফ (বা অন্যান্য অ্যানালগ) সার্কিট ধারণকারী PCB বোর্ডে পাওয়ার লাইন রাউটিং সাধারণ ডিজিটাল সার্কিট বোর্ডের তারের চেয়ে বেশি সতর্কতা অবলম্বন করতে হবে এবং স্বয়ংক্রিয় রাউটিং এড়ানো উচিত। এটাও লক্ষ করা উচিত যে আধুনিক মাইক্রোকন্ট্রোলারের সিএমওএস প্রসেস ডিজাইনের কারণে প্রতিটি অভ্যন্তরীণ ঘড়ি চক্রের সময় একটি মাইক্রোকন্ট্রোলার (বা অন্যান্য ডিজিটাল সার্কিট) হঠাৎ করে বেশিরভাগ কারেন্টকে অল্প সময়ের জন্য চুষবে।

আরএফ সার্কিট বোর্ডে সর্বদা পাওয়ার সাপ্লাইয়ের নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডের সাথে সংযুক্ত একটি গ্রাউন্ড লাইন স্তর থাকা উচিত, যা সঠিকভাবে পরিচালনা না করলে কিছু অদ্ভুত ঘটনা তৈরি করতে পারে। ডিজিটাল সার্কিট ডিজাইনারের পক্ষে এটি বোঝা কঠিন হতে পারে, কারণ বেশিরভাগ ডিজিটাল সার্কিট গ্রাউন্ডিং লেয়ার ছাড়াই ভাল কাজ করে। আরএফ ব্যান্ডে, এমনকি একটি সংক্ষিপ্ত তার একটি আবেশকের মতো কাজ করে। মোটামুটিভাবে হিসাব করলে, প্রতি মিমি দৈর্ঘ্যের আবেশ প্রায় 1 এনএইচ, এবং 434 মেগাহার্টজে 10 মিমি পিসিবি লাইনের প্রবর্তক প্রতিক্রিয়া প্রায় 27 Ω। যদি গ্রাউন্ড লাইন লেয়ার ব্যবহার না করা হয়, তবে বেশিরভাগ গ্রাউন্ড লাইন লম্বা হবে এবং সার্কিট ডিজাইনের বৈশিষ্ট্যের গ্যারান্টি দেবে না।

রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি এবং অন্যান্য অংশগুলি ধারণ করে এমন সার্কিটগুলিতে এটি প্রায়শই উপেক্ষা করা হয়। আরএফ অংশ ছাড়াও, বোর্ডে সাধারণত অন্যান্য অ্যানালগ সার্কিট থাকে। উদাহরণ স্বরূপ, অনেক মাইক্রোকন্ট্রোলারে অ্যানালগ-টু-ডিজিটাল রূপান্তরকারী (ADCs) বিল্ট-ইন থাকে অ্যানালগ ইনপুট এবং ব্যাটারি ভোল্টেজ বা অন্যান্য পরামিতি পরিমাপ করার জন্য। যদি RF ট্রান্সমিটারের অ্যান্টেনা এই PCB-এর কাছাকাছি (বা চালু) থাকে, তাহলে নির্গত উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সংকেত ADC-এর অ্যানালগ ইনপুটে পৌঁছাতে পারে। ভুলে যাবেন না যে কোনও সার্কিট লাইন একটি অ্যান্টেনার মতো আরএফ সংকেত পাঠাতে বা গ্রহণ করতে পারে। যদি ADC ইনপুট সঠিকভাবে প্রসেস করা না হয়, তাহলে RF সিগন্যাল ADC-তে ESD ডায়োড ইনপুটে স্ব-উত্তেজিত হতে পারে, যার ফলে ADC বিচ্যুতি ঘটতে পারে।

图片 1

গ্রাউন্ড লেয়ারের সাথে সমস্ত সংযোগ যতটা সম্ভব ছোট হতে হবে এবং গ্রাউন্ড থ্রু-হোলটি উপাদানটির প্যাডের (বা খুব কাছাকাছি) স্থাপন করা উচিত। দুটি গ্রাউন্ড সিগন্যালকে কখনই একটি গ্রাউন্ড থ্রু-হোল শেয়ার করার অনুমতি দেবেন না, যা থ্রু-হোল সংযোগ প্রতিবন্ধকতার কারণে দুটি প্যাডের মধ্যে ক্রসস্টাল হতে পারে। ডিকপলিং ক্যাপাসিটরটিকে যতটা সম্ভব পিনের কাছাকাছি স্থাপন করা উচিত এবং প্রতিটি পিনে ক্যাপাসিটর ডিকপলিং ব্যবহার করা উচিত যা ডিকপল করা দরকার। উচ্চ-মানের সিরামিক ক্যাপাসিটর ব্যবহার করে, ডাইলেক্ট্রিক প্রকার হল "NPO", "X7R" বেশিরভাগ অ্যাপ্লিকেশনগুলিতেও ভাল কাজ করে। নির্বাচিত ক্যাপাসিট্যান্সের আদর্শ মান এমন হওয়া উচিত যে এর সিরিজ অনুরণন সংকেত ফ্রিকোয়েন্সির সমান।

উদাহরণস্বরূপ, 434 মেগাহার্টজে, এসএমডি-মাউন্ট করা 100 পিএফ ক্যাপাসিটরটি ভালভাবে কাজ করবে, এই ফ্রিকোয়েন্সিতে, ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিটিভ বিক্রিয়াটি প্রায় 4 Ω, এবং গর্তের প্রবর্তক বিক্রিয়া একই পরিসরে। ক্যাপাসিটর এবং সিরিজের গর্ত সিগন্যাল ফ্রিকোয়েন্সির জন্য একটি খাঁজ ফিল্টার গঠন করে, এটি কার্যকরভাবে ডিকপল করার অনুমতি দেয়। 868 MHz এ, 33 p F ক্যাপাসিটার একটি আদর্শ পছন্দ। RF ডিকপলড ছোট মান ক্যাপাসিটর ছাড়াও, কম ফ্রিকোয়েন্সি ডিকপল করার জন্য পাওয়ার লাইনে একটি বড় মানের ক্যাপাসিটর স্থাপন করা উচিত, একটি 2.2 μF সিরামিক বা 10μF ট্যান্টালাম ক্যাপাসিটর চয়ন করতে পারে।

স্টার ওয়্যারিং এনালগ সার্কিট ডিজাইনের একটি সুপরিচিত কৌশল। স্টার ওয়্যারিং - বোর্ডের প্রতিটি মডিউলের সাধারণ পাওয়ার সাপ্লাই পাওয়ার পয়েন্ট থেকে নিজস্ব পাওয়ার লাইন রয়েছে। এই ক্ষেত্রে, স্টার ওয়্যারিং মানে সার্কিটের ডিজিটাল এবং আরএফ অংশগুলির নিজস্ব পাওয়ার লাইন থাকা উচিত এবং এই পাওয়ার লাইনগুলিকে আইসি-এর কাছে আলাদাভাবে ডিকপল করা উচিত। এটি সংখ্যা থেকে একটি বিচ্ছেদ

আরএফ অংশ থেকে আংশিক এবং পাওয়ার সাপ্লাই শব্দের জন্য একটি কার্যকর পদ্ধতি। যদি তীব্র শব্দযুক্ত মডিউলগুলি একই বোর্ডে স্থাপন করা হয়, তাহলে ইন্ডাকটর (চৌম্বকীয় গুটিকা) বা ছোট রোধ প্রতিরোধক (10 Ω) পাওয়ার লাইন এবং মডিউলের মধ্যে সিরিজে সংযুক্ত করা যেতে পারে এবং কমপক্ষে 10 μF এর ট্যান্টালাম ক্যাপাসিটর। এই মডিউলগুলির পাওয়ার সাপ্লাই ডিকপলিং হিসাবে ব্যবহার করা আবশ্যক। এই ধরনের মডিউল হল RS 232 ড্রাইভার বা সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাই রেগুলেটর।

নয়েজ মডিউল এবং আশেপাশের অ্যানালগ অংশ থেকে হস্তক্ষেপ কমাতে, বোর্ডে প্রতিটি সার্কিট মডিউলের বিন্যাস গুরুত্বপূর্ণ। সংবেদনশীল মডিউলগুলি (RF অংশ এবং অ্যান্টেনা) হস্তক্ষেপ এড়াতে সর্বদা শোরগোল মডিউল (মাইক্রোকন্ট্রোলার এবং RS 232 ড্রাইভার) থেকে দূরে রাখা উচিত। উপরে উল্লিখিত হিসাবে, RF সংকেতগুলি পাঠানো হলে অন্যান্য সংবেদনশীল অ্যানালগ সার্কিট মডিউল যেমন ADC-তে হস্তক্ষেপ করতে পারে। বেশিরভাগ সমস্যা নিম্ন অপারেটিং ব্যান্ডে (যেমন 27 মেগাহার্টজ) এবং সেইসাথে উচ্চ পাওয়ার আউটপুট স্তরে ঘটে। মাটির সাথে সংযুক্ত একটি RF ডিকপলিং ক্যাপাসিটর (100p F) দিয়ে সংবেদনশীল পয়েন্টগুলিকে ডিকপল করা একটি ভাল নকশা অনুশীলন।

আপনি যদি RF বোর্ডকে একটি বাহ্যিক ডিজিটাল সার্কিটের সাথে সংযোগ করতে তারগুলি ব্যবহার করেন, তাহলে টুইস্টেড-পেয়ার তারগুলি ব্যবহার করুন। প্রতিটি সিগন্যাল ক্যাবল অবশ্যই GND ক্যাবলের (DIN/ GND, DOUT/ GND, CS/ GND, PWR _ UP/ GND) এর সাথে জোড়া হতে হবে। RF সার্কিট বোর্ড এবং ডিজিটাল অ্যাপ্লিকেশন সার্কিট বোর্ডকে টুইস্টেড-পেয়ার তারের GND তারের সাথে সংযুক্ত করতে মনে রাখবেন এবং তারের দৈর্ঘ্য যতটা সম্ভব ছোট হওয়া উচিত। যে ওয়্যারিংটি আরএফ বোর্ডকে শক্তি দেয় সেটিকেও অবশ্যই পেঁচানো হবে- GND (VDD/ GND) সহ।

图片 2