د انجینرۍ په ډګر کې د ډیجیټل ډیزاینرانو او ډیجیټل سرکټ بورډ ډیزاین متخصصینو شمیر په دوامداره توګه مخ په ډیریدو دی ، کوم چې د صنعت پراختیا تمایل منعکس کوي. که څه هم په ډیجیټل ډیزاین باندې ټینګار په بریښنایی محصولاتو کې لوی پرمختګونه رامینځته کړي ، دا لاهم شتون لري ، او تل به ځینې سرکټ ډیزاینونه وي چې د انلاګ یا ریښتیني چاپیریال سره انٹرفیس وي. په انلاګ او ډیجیټل برخو کې د تارونو تګلارې یو څه ورته والی لري ، مګر کله چې تاسو غواړئ غوره پایلې ترلاسه کړئ ، د دوی د مختلف تارونو ستراتیژیو له امله ، د ساده سرکټ تارونو ډیزاین نور غوره حل ندی.
دا مقاله د بای پاس کیپسیټرونو ، بریښنا رسولو ، ځمکني ډیزاین ، ولتاژ غلطیو ، او د PCB تارونو له امله رامینځته شوي بریښنایی مقناطیسي مداخلې (EMI) شرایطو کې د انلاګ او ډیجیټل تارونو ترمینځ لومړني ورته والی او توپیرونه بحث کوي.
د انجینرۍ په ډګر کې د ډیجیټل ډیزاینرانو او ډیجیټل سرکټ بورډ ډیزاین متخصصینو شمیر په دوامداره توګه مخ په ډیریدو دی ، کوم چې د صنعت پراختیا تمایل منعکس کوي. که څه هم په ډیجیټل ډیزاین باندې ټینګار په بریښنایی محصولاتو کې لوی پرمختګونه رامینځته کړي ، دا لاهم شتون لري ، او تل به ځینې سرکټ ډیزاینونه وي چې د انلاګ یا ریښتیني چاپیریال سره انٹرفیس وي. په انلاګ او ډیجیټل برخو کې د تارونو تګلارې یو څه ورته والی لري ، مګر کله چې تاسو غواړئ غوره پایلې ترلاسه کړئ ، د دوی د مختلف تارونو ستراتیژیو له امله ، د ساده سرکټ تارونو ډیزاین نور غوره حل ندی.
دا مقاله د بای پاس کیپسیټرونو ، بریښنا رسولو ، ځمکني ډیزاین ، ولتاژ غلطیو ، او د PCB تارونو له امله رامینځته شوي بریښنایی مقناطیسي مداخلې (EMI) شرایطو کې د انلاګ او ډیجیټل تارونو ترمینځ لومړني ورته والی او توپیرونه بحث کوي.
په سرکټ بورډ کې د بای پاس یا ډیکوپلینګ کیپسیټرونو اضافه کول او په بورډ کې د دې کاپسیټرونو موقعیت د ډیجیټل او انلاګ ډیزاینونو لپاره عام احساس دی. مګر په زړه پورې، لاملونه مختلف دي.
د انلاګ تارونو ډیزاین کې ، د بای پاس کیپسیټرونه معمولا د بریښنا رسولو کې د لوړې فریکونسۍ سیګنالونو بای پاس کولو لپاره کارول کیږي. که د بای پاس کیپسیټرونه اضافه نشي، دا د لوړې فریکونسۍ سیګنالونه ممکن د بریښنا رسولو پنونو له لارې حساس انلاګ چپس ته ننوځي. په عموم کې ، د دې لوړې فریکونسۍ سیګنالونو فریکونسۍ د لوړ فریکونسۍ سیګنالونو فشارولو لپاره د انلاګ وسیلو له وړتیا څخه ډیر دی. که د بای پاس کیپسیټر په انلاګ سرکټ کې ونه کارول شي ، نو شور ممکن د سیګنال لاره کې معرفي شي ، او په ډیرو جدي قضیو کې ، دا ممکن حتی د کمپن لامل شي.
د انلاګ او ډیجیټل PCB ډیزاین کې، بای پاس یا ډیکوپلینګ کیپسیټرونه (0.1uF) باید د امکان تر حده وسیلې ته نږدې کیښودل شي. د بریښنا رسولو ډیکوپلینګ کاپسیټر (10uF) باید د سرکټ بورډ د بریښنا لاین ننوتلو کې ځای په ځای شي. په ټولو قضیو کې، د دې capacitors پنونه باید لنډ وي.
په 2 شکل کې د سرکټ بورډ کې، د بریښنا او ځمکني تارونو د لیږد لپاره مختلف لارې کارول کیږي. د دې ناسمې همکارۍ له امله ، په سرکټ بورډ کې بریښنایی برخې او سرکیټونه د بریښنایی مقناطیسي مداخلې سره ډیر احتمال لري.
د 3 شکل په واحد پینل کې، د سرکټ بورډ اجزاو ته د بریښنا او ځمکني تارونه یو بل ته نږدې دي. په دې سرکټ بورډ کې د بریښنا مزي او د ځمکې د کرښې تناسب مناسب دی لکه څنګه چې په 2 شکل کې ښودل شوي. په سرکټ بورډ کې د بریښنایی اجزاو او سرکیټونو احتمال د بریښنایی مقناطیسي مداخلې (EMI) لخوا 679/12.8 ځله کم شوی یا شاوخوا 54 ځله.
د ډیجیټل وسیلو لکه کنټرولرونو او پروسیسرونو لپاره ، د ډیکوپلینګ کیپسیټرونه هم اړین دي ، مګر د مختلف دلیلونو لپاره. د دې capacitors یوه دنده د "وړو" چارج بانک په توګه عمل کول دي.
په ډیجیټل سرکیټونو کې، د دروازې حالت بدلولو لپاره معمولا د اوسني لوی مقدار اړتیا وي. څرنګه چې د بدلولو انتقالي جریان د سویچ کولو پرمهال په چپ کې رامینځته کیږي او د سرکټ بورډ له لارې جریان لري ، نو دا ګټوره ده چې اضافي "فالتو" چارجونه ولرئ. که چیرې د سویچ کولو عمل ترسره کولو پرمهال کافي چارج شتون ونلري ، د بریښنا رسولو ولتاژ به خورا بدل شي. د ولتاژ خورا ډیر بدلون به د ډیجیټل سیګنال کچه ناڅرګند حالت ته د ننوتلو لامل شي ، او کیدی شي د ډیجیټل وسیلې کې د دولتي ماشین غلط کار کولو لامل شي.
د سرکیټ بورډ ټریس له لارې د سویچ کولو جریان به د ولټاژ د بدلون لامل شي ، او د سرکټ بورډ ټریس پرازیتي انډکشن لري. لاندې فورمول د ولتاژ بدلون محاسبه کولو لپاره کارول کیدی شي: V = LdI/dt. د دوی په منځ کې: V = ولتاژ بدلون، L = سرکټ بورډ ټریس انډکټانس، dI = د ټریس له لارې اوسنی بدلون، dt = د اوسني بدلون وخت.
له همدې امله ، د ډیری دلیلونو لپاره ، دا غوره ده چې د بریښنا رسولو یا د فعالو وسیلو بریښنا رسولو پنونو کې بای پاس (یا ډیکوپلینګ) کیپسیټرونه پلي کړئ.
د بریښنا تار او ځمکنی تار باید یو بل سره وصل شي
د بریښنا تار موقعیت او د ځمکې تار په ښه توګه سره سمون لري ترڅو د بریښنایی مقناطیسي مداخلې احتمال کم کړي. که چیرې د بریښنا مزي او د ځمکې کرښه په سمه توګه سره نه وي، د سیسټم لوپ به ډیزاین شي او شور به تولید شي.
د PCB ډیزاین یوه بیلګه چیرې چې د بریښنا مزي او ځمکني کرښه په سمه توګه سره نه وي په 2 شکل کې ښودل شوي. په دې سرکټ بورډ کې ډیزاین شوی لوپ ساحه 697cm² ده. په 3 شکل کې ښودل شوي میتود په کارولو سره ، په لوپ کې د سرکټ بورډ دننه یا بهر د رادیدونکي شور احتمال خورا کم کیدی شي.
د انلاګ او ډیجیټل تارونو ستراتیژیو ترمنځ توپیر
▍ د ځمکې الوتکه یوه ستونزه ده
د سرکټ بورډ د تارونو لومړنۍ پوهه د انلاګ او ډیجیټل سرکټونو لپاره د تطبیق وړ ده. د ګوتو اساسی قاعده د بې بنسټه ځمکنۍ الوتکې کارول دي. دا عام احساس په ډیجیټل سرکیټونو کې د DI/dt (د وخت سره د اوسني بدلون) اغیز کموي، کوم چې د ځمکې احتمال بدلوي او د انلاګ سرکیټونو ته د ننوتلو شور لامل کیږي.
د ډیجیټل او انلاګ سرکټونو لپاره د تارونو تخنیکونه اساسا ورته دي ، د یو استثنا سره. د انلاګ سرکیټونو لپاره، د پام وړ یو بل ټکی شتون لري، هغه دا چې د ډیجیټل سیګنال لاینونه او لوپونه د ځمکې په الوتکه کې د امکان تر حده د انلاګ سرکیټونو څخه لرې وساتئ. دا د انلاګ ځمکنۍ الوتکې سره په جلا توګه د سیسټم ځمکني اتصال سره وصل کولو سره ترلاسه کیدی شي ، یا د سرکټ بورډ په لرې پای کې د انلاګ سرکټ ځای په ځای کولو سره ، کوم چې د کرښې پای دی. دا د دې لپاره ترسره کیږي چې لږترلږه د سیګنال په لاره کې بهرنۍ مداخله وساتي.
د ډیجیټل سرکټونو لپاره دا کولو ته اړتیا نشته، کوم چې کولی شي پرته له ستونزو څخه د ځمکې په الوتکه کې ډیر شور برداشت کړي.
شکل 4 (کیڼ اړخ ته) د ډیجیټل سویچنګ عمل د انلاګ سرکټ څخه جلا کوي او د سرکټ ډیجیټل او انلاګ برخې جلا کوي. (ښي) لوړ فریکونسۍ او ټیټ فریکونسۍ باید د امکان تر حده جلا شي، او د لوړې فریکونسۍ برخې باید د سرکټ بورډ نښلونکو ته نږدې وي.
شکل 5 په PCB کې دوه نږدې نښانونه ترتیب کړئ، د پرازیتي ظرفیت جوړول اسانه دي. د دې ډول ظرفیت د شتون له امله، په یو ټریس کې د ولتاژ چټک بدلون کولی شي په بل ټریس کې اوسنی سیګنال رامینځته کړي.
شکل 6 که تاسو د نښو ځای په ځای کولو ته پاملرنه ونکړئ، په PCB کې نښې ممکن د کرښې انډکشن او متقابل انډکشن تولید کړي. دا پرازیتی انډکشن د ډیجیټل سویچنګ سرکیټونو په شمول د سرکیټونو عملیاتو لپاره خورا زیانمن دی.
▍د اجزا ځای
لکه څنګه چې پورته یادونه وشوه، د هر PCB ډیزاین کې، د سرکټ شور برخه او "خاموش" برخه (غیر شور برخه) باید جلا شي. په عموم کې ، ډیجیټل سرکیټونه په شور کې "بډایه" دي او د شور سره حساس ندي (ځکه چې ډیجیټل سرکټونه د لوی ولتاژ شور زغم لري)؛ برعکس، د انلاګ سرکټونو ولتاژ شور زغم خورا کوچنی دی.
له دوو څخه، انلاګ سرکټونه د شور بدلولو لپاره خورا حساس دي. د مخلوط سیګنال سیسټم په تار کې، دا دوه سرکیټونه باید جلا شي، لکه څنګه چې په 4 شکل کې ښودل شوي.
▍پرازیتي اجزا د PCB ډیزاین لخوا تولید شوي
دوه بنسټیز پرازیتي عناصر چې ممکن ستونزې رامینځته کړي په اسانۍ سره د PCB ډیزاین کې رامینځته شوي: پرازیتیک ظرفیت او پرازیتي انډکټانس.
کله چې د سرکټ بورډ ډیزاین کول، د دوو نښو یو بل ته نږدې کېښودل به د پرازیتي ظرفیت تولید کړي. تاسو کولی شئ دا کار وکړئ: په دوه مختلف پرتونو کې، یو ټریس د بل ټریس په سر کې ځای په ځای کړئ؛ یا په ورته طبقه کې، یو نښان د بلې نښې تر څنګ ځای په ځای کړئ، لکه څنګه چې په 5 شکل کې ښودل شوي.
په دې دوه ټریس ترتیبونو کې، په یو ټریس کې د وخت په تیریدو سره د ولتاژ (dV/dt) بدلون ممکن په بل ټریس کې د کرنټ لامل شي. که چیرې نور ټریس لوړ خنډ وي، د بریښنایی ساحې لخوا رامینځته شوی جریان به په ولتاژ بدل شي.
د تیز ولتاژ لیږدونکي ډیری وختونه د انلاګ سیګنال ډیزاین ډیجیټل اړخ کې پیښیږي. که چیرې د تیز ولتاژ لیږدونکي نښې د لوړ خنډ انلاګ نښو ته نږدې وي ، نو دا تېروتنه به د انلاګ سرکټ په دقت جدي اغیزه وکړي. په دې چاپیریال کې، انلاګ سرکیټونه دوه زیانونه لري: د دوی شور زغم د ډیجیټل سرکیټونو په پرتله خورا ټیټ دی؛ او د لوړ خنډ نښې ډیر عام دي.
د لاندې دوو تخنیکونو څخه یو کارول کولی شي دا پدیده کمه کړي. ترټولو عام کارول شوي تخنیک د ظرفیت د مساواتو سره سم د نښو ترمینځ اندازه بدلول دي. د بدلون لپاره ترټولو اغیزمنه اندازه د دوو نښو ترمنځ فاصله ده. دا باید په پام کې ونیول شي چې متغیر d د ظرفیت د معادلې په ډینومینټر کې دی. لکه څنګه چې d زیاتیږي، د ظرفیت غبرګون به کم شي. بل متغیر چې بدلیدلی شي د دوو نښو اوږدوالی دی. په دې حالت کې، د L اوږدوالی کمیږي، او د دوو نښو ترمنځ د ظرفیت غبرګون به هم کم شي.
بل تخنیک دا دی چې د دې دوه نښو ترمینځ د ځمکې تار ایښودل شي. د ځمکی تار ټیټ خنډ دی، او د دې په څیر یو بل نښه اضافه کول به د مداخلې بریښنایی ساحه کمزورې کړي، لکه څنګه چې په 5 شکل کې ښودل شوي.
په سرکټ بورډ کې د پرازیتي انډکشن اصول د پرازیتي ظرفیت سره ورته دی. دا د دوه نښو ایښودلو لپاره هم دی. په دوه مختلف پرتونو کې، یو نښان د بل ټریس په سر کې ځای په ځای کړئ؛ یا په ورته پرت کې، یو نښان د بل تر څنګ کېږدئ، لکه څنګه چې په 6 شکل کې ښودل شوي.
په دې دوه تارونو ترتیبونو کې، د وخت سره د ټریس اوسنی بدلون (dI/dt)، د دې ټریس د داخلیدو له امله، په ورته ټریس کې ولتاژ تولیدوي؛ او د متقابل انډکشن د شتون له امله، دا به یو متناسب جریان په بل ټریس کې تولید شي. که په لومړي ټریس کې د ولتاژ بدلون په کافي اندازه لوی وي ، مداخله ممکن د ډیجیټل سرکټ ولټاژ زغم کم کړي او د غلطیو لامل شي. دا پدیده نه یوازې په ډیجیټل سرکیټونو کې پیښیږي ، بلکه دا پدیده په ډیجیټل سرکیټونو کې خورا عام ده ځکه چې په ډیجیټل سرکیټونو کې د لوی فوري بدلیدونکي جریان له امله.
د بریښنایی مقناطیسي مداخلې سرچینو څخه د احتمالي شور له مینځه وړو لپاره ، دا غوره ده چې "خاموش" انلاګ لینونه له شور لرونکي I/O بندرونو څخه جلا کړئ. د ټیټ خنډ بریښنا او ځمکني شبکې ترلاسه کولو هڅه کولو لپاره ، د ډیجیټل سرکټ تارونو انډکشن باید کم شي ، او د انلاګ سرکټونو ظرفیت جوړونه باید کمه شي.
03
پایله
وروسته له دې چې ډیجیټل او انلاګ سلسلې وټاکل شي، محتاط روټینګ د بریالي PCB لپاره اړین دی. د وایرنګ ستراتیژي معمولا هرچا ته د ګوتو د قاعدې په توګه معرفي کیږي، ځکه چې په لابراتوار چاپیریال کې د محصول وروستی بریالیتوب ازموینه ستونزمنه ده. له همدې امله ، د ډیجیټل او انلاګ سرکټونو د تارونو ستراتیژیو کې د ورته والي سربیره ، د دوی د تارونو ستراتیژیو کې توپیرونه باید وپیژندل شي او جدي ونیول شي.