आधुनिक सर्किट डिजाइन में हस्तक्षेप-विरोधी एक बहुत ही महत्वपूर्ण कड़ी है, जो सीधे पूरे सिस्टम के प्रदर्शन और विश्वसनीयता को दर्शाता है। पीसीबी इंजीनियरों के लिए, हस्तक्षेप-विरोधी डिज़ाइन महत्वपूर्ण और कठिन बिंदु है जिसमें हर किसी को महारत हासिल करनी चाहिए।
पीसीबी बोर्ड में हस्तक्षेप की उपस्थिति
वास्तविक शोध में, यह पाया गया है कि पीसीबी डिज़ाइन में चार मुख्य हस्तक्षेप हैं: बिजली आपूर्ति शोर, ट्रांसमिशन लाइन हस्तक्षेप, युग्मन और विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई)।
1. बिजली आपूर्ति शोर
उच्च-आवृत्ति सर्किट में, बिजली आपूर्ति के शोर का उच्च-आवृत्ति सिग्नल पर विशेष रूप से स्पष्ट प्रभाव पड़ता है। इसलिए, बिजली आपूर्ति के लिए पहली आवश्यकता कम शोर है। यहां, स्वच्छ भूमि उतना ही महत्वपूर्ण है जितना कि स्वच्छ ऊर्जा स्रोत।
2. ट्रांसमिशन लाइन
पीसीबी में केवल दो प्रकार की ट्रांसमिशन लाइनें संभव हैं: स्ट्रिप लाइन और माइक्रोवेव लाइन। ट्रांसमिशन लाइनों की सबसे बड़ी समस्या परावर्तन की है। चिंतन से अनेक समस्याएं उत्पन्न होंगी। उदाहरण के लिए, लोड सिग्नल मूल सिग्नल और इको सिग्नल का सुपरपोजिशन होगा, जिससे सिग्नल विश्लेषण की कठिनाई बढ़ जाएगी; परावर्तन से रिटर्न लॉस (रिटर्न लॉस) होगा, जो सिग्नल को प्रभावित करेगा। यह प्रभाव उतना ही गंभीर है जितना कि अतिरिक्त शोर हस्तक्षेप के कारण होता है।
3. युग्मन
हस्तक्षेप स्रोत द्वारा उत्पन्न हस्तक्षेप संकेत एक निश्चित युग्मन चैनल के माध्यम से इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण प्रणाली में विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप का कारण बनता है। हस्तक्षेप की युग्मन विधि तारों, रिक्त स्थान, सामान्य रेखाओं आदि के माध्यम से इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण प्रणाली पर कार्य करने से ज्यादा कुछ नहीं है। विश्लेषण में मुख्य रूप से निम्नलिखित प्रकार शामिल हैं: प्रत्यक्ष युग्मन, सामान्य प्रतिबाधा युग्मन, कैपेसिटिव युग्मन, विद्युत चुम्बकीय प्रेरण युग्मन, विकिरण युग्मन, वगैरह।
4. विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई)
विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप ईएमआई के दो प्रकार हैं: संचालित हस्तक्षेप और विकिरणित हस्तक्षेप। संचालित हस्तक्षेप एक प्रवाहकीय माध्यम के माध्यम से एक विद्युत नेटवर्क पर दूसरे विद्युत नेटवर्क पर संकेतों के युग्मन (हस्तक्षेप) को संदर्भित करता है। विकिरणित हस्तक्षेप से तात्पर्य हस्तक्षेप स्रोत युग्मन (हस्तक्षेप) से है जो अंतरिक्ष के माध्यम से किसी अन्य विद्युत नेटवर्क को संकेत देता है। हाई-स्पीड पीसीबी और सिस्टम डिज़ाइन में, हाई-फ़्रीक्वेंसी सिग्नल लाइनें, इंटीग्रेटेड सर्किट पिन, विभिन्न कनेक्टर आदि एंटीना विशेषताओं के साथ विकिरण हस्तक्षेप स्रोत बन सकते हैं, जो विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उत्सर्जन कर सकते हैं और सिस्टम में अन्य सिस्टम या अन्य उप-प्रणालियों को प्रभावित कर सकते हैं। सामान्य कार्य.
पीसीबी और सर्किट विरोधी हस्तक्षेप उपाय
मुद्रित सर्किट बोर्ड का एंटी-जैमिंग डिज़ाइन विशिष्ट सर्किट से निकटता से संबंधित है। आगे, हम केवल पीसीबी एंटी-जैमिंग डिज़ाइन के कई सामान्य उपायों पर कुछ स्पष्टीकरण देंगे।
1. पावर कॉर्ड डिज़ाइन
मुद्रित सर्किट बोर्ड करंट के आकार के अनुसार, लूप प्रतिरोध को कम करने के लिए विद्युत लाइन की चौड़ाई बढ़ाने का प्रयास करें। साथ ही, बिजली लाइन और ग्राउंड लाइन की दिशा को डेटा ट्रांसमिशन की दिशा के अनुरूप बनाएं, जो शोर-विरोधी क्षमता को बढ़ाने में मदद करता है।
2. ग्राउंड वायर डिज़ाइन
डिजिटल ग्राउंड को एनालॉग ग्राउंड से अलग करें। यदि सर्किट बोर्ड पर लॉजिक सर्किट और लीनियर सर्किट दोनों हैं, तो उन्हें यथासंभव अलग किया जाना चाहिए। कम-आवृत्ति सर्किट की ग्राउंडिंग को यथासंभव एक ही बिंदु पर समानांतर में ग्राउंड किया जाना चाहिए। जब वास्तविक वायरिंग कठिन होती है, तो इसे आंशिक रूप से श्रृंखला में जोड़ा जा सकता है और फिर समानांतर में ग्राउंड किया जा सकता है। उच्च-आवृत्ति सर्किट को श्रृंखला में कई बिंदुओं पर ग्राउंड किया जाना चाहिए, ग्राउंड तार छोटा और मोटा होना चाहिए, और उच्च-आवृत्ति घटक के चारों ओर ग्रिड जैसे बड़े क्षेत्र की ग्राउंड फ़ॉइल का उपयोग किया जाना चाहिए।
ग्राउंड वायर जितना संभव हो उतना मोटा होना चाहिए। यदि ग्राउंडिंग तार के लिए बहुत पतली लाइन का उपयोग किया जाता है, तो ग्राउंडिंग क्षमता करंट के साथ बदल जाती है, जिससे शोर प्रतिरोध कम हो जाता है। इसलिए, ग्राउंड वायर को मोटा किया जाना चाहिए ताकि यह मुद्रित बोर्ड पर स्वीकार्य धारा से तीन गुना अधिक प्रवाहित हो सके। यदि संभव हो तो, ग्राउंड वायर 2~3 मिमी से ऊपर होना चाहिए।
ग्राउंड वायर एक बंद लूप बनाता है। केवल डिजिटल सर्किट से बने मुद्रित बोर्डों के लिए, उनके अधिकांश ग्राउंडिंग सर्किट शोर प्रतिरोध में सुधार के लिए लूप में व्यवस्थित होते हैं।
3. डिकॉउलिंग संधारित्र विन्यास
पीसीबी डिज़ाइन के पारंपरिक तरीकों में से एक मुद्रित बोर्ड के प्रत्येक प्रमुख भाग पर उपयुक्त डिकॉउलिंग कैपेसिटर को कॉन्फ़िगर करना है।
डिकॉउलिंग कैपेसिटर के सामान्य कॉन्फ़िगरेशन सिद्धांत हैं:
① पावर इनपुट पर 10 ~ 100uf इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर कनेक्ट करें। यदि संभव हो, तो 100uF या अधिक से कनेक्ट करना बेहतर है।
②सिद्धांत रूप में, प्रत्येक एकीकृत सर्किट चिप को 0.01pF सिरेमिक कैपेसिटर से सुसज्जित किया जाना चाहिए। यदि मुद्रित बोर्ड का अंतराल पर्याप्त नहीं है, तो प्रत्येक 4 ~ 8 चिप्स के लिए 1-10pF कैपेसिटर की व्यवस्था की जा सकती है।
③कमजोर विरोधी शोर क्षमता वाले उपकरणों और बंद होने पर बड़े बिजली परिवर्तन जैसे रैम और रोम स्टोरेज डिवाइस के लिए, एक डिकूपिंग कैपेसिटर को सीधे पावर लाइन और चिप की ग्राउंड लाइन के बीच जोड़ा जाना चाहिए।
④ कैपेसिटर लीड बहुत लंबी नहीं होनी चाहिए, विशेष रूप से उच्च आवृत्ति वाले बाईपास कैपेसिटर में लीड नहीं होनी चाहिए।
4. पीसीबी डिजाइन में विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को खत्म करने के तरीके
①लूप को कम करें: प्रत्येक लूप एक एंटीना के बराबर है, इसलिए हमें लूप की संख्या, लूप का क्षेत्र और लूप के एंटीना प्रभाव को कम करने की आवश्यकता है। सुनिश्चित करें कि सिग्नल में किन्हीं दो बिंदुओं पर केवल एक लूप पथ हो, कृत्रिम लूप से बचें और पावर लेयर का उपयोग करने का प्रयास करें।
②फ़िल्टरिंग: फ़िल्टरिंग का उपयोग बिजली लाइन और सिग्नल लाइन दोनों पर ईएमआई को कम करने के लिए किया जा सकता है। तीन विधियाँ हैं: डिकॉउलिंग कैपेसिटर, ईएमआई फ़िल्टर और चुंबकीय घटक।
③शील्ड.
④ उच्च-आवृत्ति उपकरणों की गति को कम करने का प्रयास करें।
⑤ पीसीबी बोर्ड के ढांकता हुआ स्थिरांक को बढ़ाने से बोर्ड के करीब ट्रांसमिशन लाइन जैसे उच्च आवृत्ति भागों को बाहर की ओर विकिरण से रोका जा सकता है; पीसीबी बोर्ड की मोटाई बढ़ाने और माइक्रोस्ट्रिप लाइन की मोटाई कम करने से विद्युत चुम्बकीय तार को ओवरफ्लो होने से रोका जा सकता है और विकिरण को भी रोका जा सकता है।