PCB రూపకల్పనలో, విద్యుదయస్కాంత అనుకూలత (EMC) మరియు సంబంధిత విద్యుదయస్కాంత జోక్యం (EMI) ఎల్లప్పుడూ ఇంజనీర్లకు తలనొప్పికి కారణమయ్యే రెండు ప్రధాన సమస్యలు, ప్రత్యేకించి నేటి సర్క్యూట్ బోర్డ్ డిజైన్ మరియు కాంపోనెంట్ ప్యాకేజింగ్‌లో తగ్గిపోతున్నాయి మరియు OEMలకు అధిక-వేగ వ్యవస్థలు అవసరం.
1. క్రాస్‌స్టాక్ మరియు వైరింగ్ కీ పాయింట్లు
కరెంట్ యొక్క సాధారణ ప్రవాహాన్ని నిర్ధారించడానికి వైరింగ్ చాలా ముఖ్యం. కరెంట్ ఓసిలేటర్ లేదా ఇతర సారూప్య పరికరం నుండి వచ్చినట్లయితే, కరెంట్‌ను గ్రౌండ్ ప్లేన్ నుండి వేరుగా ఉంచడం చాలా ముఖ్యం, లేదా కరెంట్ మరొక ట్రేస్‌కు సమాంతరంగా ఉండనివ్వదు. రెండు సమాంతర హై-స్పీడ్ సిగ్నల్‌లు EMC మరియు EMI, ముఖ్యంగా క్రాస్‌స్టాక్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. ప్రతిఘటన మార్గం తప్పనిసరిగా చిన్నదిగా ఉండాలి మరియు తిరిగి వచ్చే ప్రస్తుత మార్గం వీలైనంత తక్కువగా ఉండాలి. రిటర్న్ పాత్ ట్రేస్ యొక్క పొడవు, పంపిన ట్రేస్ యొక్క పొడవుతో సమానంగా ఉండాలి.
EMI కోసం, ఒకటి "ఉల్లంఘించిన వైరింగ్" మరియు మరొకటి "బాధిత వైరింగ్". ఇండక్టెన్స్ మరియు కెపాసిటెన్స్ కలయిక విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాల ఉనికి కారణంగా "బాధితుడు" ట్రేస్‌ను ప్రభావితం చేస్తుంది, తద్వారా "బాధిత జాడ"పై ముందుకు మరియు రివర్స్ కరెంట్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఈ సందర్భంలో, సిగ్నల్ యొక్క ప్రసార పొడవు మరియు రిసెప్షన్ పొడవు దాదాపు సమానంగా ఉండే స్థిరమైన వాతావరణంలో అలలు ఉత్పన్నమవుతాయి.
బాగా సమతుల్య మరియు స్థిరమైన వైరింగ్ వాతావరణంలో, క్రాస్‌స్టాక్‌ను తొలగించడానికి ప్రేరేపిత ప్రవాహాలు ఒకదానికొకటి రద్దు చేసుకోవాలి. అయితే, మనం అపరిపూర్ణ లోకంలో ఉన్నాం, అలాంటివి జరగవు. అందువల్ల, అన్ని జాడల క్రాస్‌స్టాక్‌ను కనిష్టంగా ఉంచడం మా లక్ష్యం. సమాంతర రేఖల మధ్య వెడల్పు పంక్తుల వెడల్పు కంటే రెండు రెట్లు ఉంటే, క్రాస్‌స్టాక్ ప్రభావాన్ని తగ్గించవచ్చు. ఉదాహరణకు, ట్రేస్ వెడల్పు 5 మిల్లులు అయితే, రెండు సమాంతర రన్నింగ్ ట్రేస్‌ల మధ్య కనీస దూరం 10 మిల్స్ లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ఉండాలి.
కొత్త మెటీరియల్స్ మరియు కొత్త కాంపోనెంట్‌లు కనిపిస్తూనే ఉన్నందున, PCB డిజైనర్లు తప్పనిసరిగా విద్యుదయస్కాంత అనుకూలత మరియు జోక్య సమస్యలతో వ్యవహరించడం కొనసాగించాలి.
2. డీకప్లింగ్ కెపాసిటర్
డీకప్లింగ్ కెపాసిటర్లు క్రాస్‌స్టాక్ యొక్క ప్రతికూల ప్రభావాలను తగ్గించగలవు. తక్కువ AC ఇంపెడెన్స్‌ని నిర్ధారించడానికి మరియు శబ్దం మరియు క్రాస్‌స్టాక్‌ను తగ్గించడానికి అవి విద్యుత్ సరఫరా పిన్ మరియు పరికరం యొక్క గ్రౌండ్ పిన్ మధ్య ఉండాలి. విస్తృత పౌనఃపున్యం పరిధిలో తక్కువ ఇంపెడెన్స్ సాధించడానికి, బహుళ డీకప్లింగ్ కెపాసిటర్లను ఉపయోగించాలి.
డీకప్లింగ్ కెపాసిటర్లను ఉంచడానికి ఒక ముఖ్యమైన సూత్రం ఏమిటంటే, ట్రేస్‌పై ఇండక్టెన్స్ ప్రభావాన్ని తగ్గించడానికి చిన్న కెపాసిటెన్స్ విలువ కలిగిన కెపాసిటర్ పరికరానికి వీలైనంత దగ్గరగా ఉండాలి. ఈ ప్రత్యేక కెపాసిటర్ పరికరం యొక్క పవర్ పిన్ లేదా పవర్ ట్రేస్‌కు వీలైనంత దగ్గరగా ఉంటుంది మరియు కెపాసిటర్ యొక్క ప్యాడ్‌ను నేరుగా వయా లేదా గ్రౌండ్ ప్లేన్‌కు కనెక్ట్ చేస్తుంది. ట్రేస్ పొడవుగా ఉంటే, గ్రౌండ్ ఇంపెడెన్స్‌ను తగ్గించడానికి బహుళ వయాలను ఉపయోగించండి.
3. PCBని గ్రౌండ్ చేయండి
EMI తగ్గించడానికి ఒక ముఖ్యమైన మార్గం PCB గ్రౌండ్ ప్లేన్‌ను రూపొందించడం. PCB సర్క్యూట్ బోర్డ్ యొక్క మొత్తం ప్రాంతంలో గ్రౌండింగ్ ప్రాంతాన్ని వీలైనంత పెద్దదిగా చేయడం మొదటి దశ, ఇది ఉద్గారం, క్రాస్‌స్టాక్ మరియు శబ్దాన్ని తగ్గిస్తుంది. ప్రతి భాగాన్ని గ్రౌండ్ పాయింట్ లేదా గ్రౌండ్ ప్లేన్‌కు కనెక్ట్ చేసేటప్పుడు ప్రత్యేక శ్రద్ధ తీసుకోవాలి. ఇది చేయకపోతే, నమ్మదగిన గ్రౌండ్ ప్లేన్ యొక్క తటస్థీకరణ ప్రభావం పూర్తిగా ఉపయోగించబడదు.
ప్రత్యేకించి సంక్లిష్టమైన PCB డిజైన్ అనేక స్థిరమైన వోల్టేజీలను కలిగి ఉంటుంది. ఆదర్శవంతంగా, ప్రతి రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ దాని స్వంత సంబంధిత గ్రౌండ్ ప్లేన్‌ను కలిగి ఉంటుంది. అయితే, నేల పొర చాలా ఎక్కువగా ఉంటే, అది PCB యొక్క తయారీ ఖర్చును పెంచుతుంది మరియు ధరను చాలా ఎక్కువగా చేస్తుంది. మూడు నుండి ఐదు వేర్వేరు స్థానాల్లో గ్రౌండ్ ప్లేన్‌లను ఉపయోగించడం రాజీ, మరియు ప్రతి గ్రౌండ్ ప్లేన్ బహుళ గ్రౌండ్ భాగాలను కలిగి ఉంటుంది. ఇది సర్క్యూట్ బోర్డ్ యొక్క తయారీ ధరను నియంత్రించడమే కాకుండా, EMI మరియు EMCలను కూడా తగ్గిస్తుంది.
మీరు EMCని తగ్గించాలనుకుంటే, తక్కువ ఇంపెడెన్స్ గ్రౌండింగ్ సిస్టమ్ చాలా ముఖ్యం. బహుళ-పొర PCBలో, రాగి దొంగ లేదా చెల్లాచెదురుగా ఉన్న గ్రౌండ్ ప్లేన్ కాకుండా విశ్వసనీయమైన గ్రౌండ్ ప్లేన్‌ను కలిగి ఉండటం ఉత్తమం, ఎందుకంటే ఇది తక్కువ ఇంపెడెన్స్ కలిగి ఉంది, ప్రస్తుత మార్గాన్ని అందించగలదు, ఇది ఉత్తమ రివర్స్ సిగ్నల్ మూలం .
సిగ్నల్ భూమికి తిరిగి వచ్చే సమయం కూడా చాలా ముఖ్యమైనది. సిగ్నల్ మరియు సిగ్నల్ మూలం మధ్య సమయం తప్పనిసరిగా సమానంగా ఉండాలి, లేకుంటే అది యాంటెన్నా లాంటి దృగ్విషయాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, రేడియేటెడ్ ఎనర్జీని EMIలో భాగం చేస్తుంది. అదేవిధంగా, సిగ్నల్ మూలం నుండి కరెంట్‌ను ప్రసారం చేసే జాడలు వీలైనంత తక్కువగా ఉండాలి. మూల మార్గం యొక్క పొడవు మరియు తిరిగి వచ్చే మార్గం సమానంగా లేకుంటే, గ్రౌండ్ బౌన్స్ ఏర్పడుతుంది, ఇది EMIని కూడా ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
4. 90° కోణాన్ని నివారించండి
EMIని తగ్గించడానికి, వైరింగ్, వయాస్ మరియు ఇతర భాగాలు 90° కోణాన్ని ఏర్పరచడాన్ని నివారించండి, ఎందుకంటే లంబ కోణాలు రేడియేషన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. ఈ మూలలో, కెపాసిటెన్స్ పెరుగుతుంది మరియు క్యారెక్టరిస్టిక్ ఇంపెడెన్స్ కూడా మారుతుంది, ఇది రిఫ్లెక్షన్‌లకు దారి తీస్తుంది మరియు తర్వాత EMI. 90° కోణాలను నివారించడానికి, ట్రేస్‌లను కనీసం రెండు 45° కోణాల్లో మూలలకు మళ్లించాలి.
5. జాగ్రత్తతో వయాస్ ఉపయోగించండి
దాదాపు అన్ని PCB లేఅవుట్‌లలో, వివిధ లేయర్‌ల మధ్య వాహక కనెక్షన్‌లను అందించడానికి వయాస్ తప్పనిసరిగా ఉపయోగించాలి. పిసిబి లేఅవుట్ ఇంజనీర్లు ప్రత్యేకించి జాగ్రత్తగా ఉండాలి ఎందుకంటే వయాస్ ఇండక్టెన్స్ మరియు కెపాసిటెన్స్‌ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. కొన్ని సందర్భాల్లో, అవి రిఫ్లెక్షన్‌లను కూడా ఉత్పత్తి చేస్తాయి, ఎందుకంటే ట్రేస్‌లో వయాను తయారు చేసినప్పుడు లక్షణ అవరోధం మారుతుంది.
వయాస్ ట్రేస్ యొక్క పొడవును పెంచుతుందని మరియు సరిపోలాలని గుర్తుంచుకోండి. ఇది అవకలన ట్రేస్ అయితే, వీయాస్‌ను వీలైనంత వరకు నివారించాలి. దీనిని నివారించలేకపోతే, సిగ్నల్ మరియు రిటర్న్ పాత్‌లో ఆలస్యాలను భర్తీ చేయడానికి రెండు ట్రేస్‌లలో వయాస్‌ని ఉపయోగించండి.
6. కేబుల్ మరియు భౌతిక కవచం
డిజిటల్ సర్క్యూట్‌లు మరియు అనలాగ్ కరెంట్‌లను మోసే కేబుల్స్ పరాన్నజీవి కెపాసిటెన్స్ మరియు ఇండక్టెన్స్‌ని ఉత్పత్తి చేస్తాయి, దీని వలన అనేక EMC-సంబంధిత సమస్యలు ఏర్పడతాయి. ఒక ట్విస్టెడ్-జత కేబుల్ ఉపయోగించినట్లయితే, కలపడం స్థాయి తక్కువగా ఉంచబడుతుంది మరియు ఉత్పత్తి చేయబడిన అయస్కాంత క్షేత్రం తొలగించబడుతుంది. హై-ఫ్రీక్వెన్సీ సిగ్నల్స్ కోసం, తప్పనిసరిగా షీల్డ్ కేబుల్‌ను ఉపయోగించాలి మరియు EMI జోక్యాన్ని తొలగించడానికి కేబుల్ ముందు మరియు వెనుక గ్రౌన్దేడ్ చేయాలి.
ఫిజికల్ షీల్డింగ్ అనేది PCB సర్క్యూట్‌లోకి EMI ప్రవేశించకుండా నిరోధించడానికి సిస్టమ్ యొక్క మొత్తం లేదా భాగాన్ని మెటల్ ప్యాకేజీతో చుట్టడం. ఈ రకమైన షీల్డింగ్ అనేది క్లోజ్డ్ గ్రౌండ్డ్ కండక్టివ్ కంటైనర్ లాగా ఉంటుంది, ఇది యాంటెన్నా లూప్ పరిమాణాన్ని తగ్గిస్తుంది మరియు EMIని గ్రహిస్తుంది.