क्या परिवर्तन पीसीबी डिजाइन ट्रेस चौड़ाई लाएगा

पीसीबी रूटिंग करते समय अक्सर ऐसा होता है कि जब ट्रेस किसी क्षेत्र से गुजरता है, तो क्षेत्र में सीमित तारों की जगह के कारण, पतली रेखा का उपयोग करना आवश्यक होता है। इस क्षेत्र को पार करने के बाद, लाइन अपनी मूल चौड़ाई में लौट आती है। ट्रेस चौड़ाई में परिवर्तन बाधा परिवर्तन का कारण बनेगा, इसलिए प्रतिबिंब होगा, जो संकेत को प्रभावित करेगा। तो किन परिस्थितियों में इस प्रभाव को नजरअंदाज किया जा सकता है, और किन परिस्थितियों में हमें इसके प्रभाव पर विचार करना चाहिए?

इस प्रभाव से संबंधित तीन कारक हैं: बाधा परिवर्तन की भयावहता, सिग्नल वृद्धि का समय, और संकीर्ण रेखा पर सिग्नल की देरी।

सबसे पहले देता है बाधा परिवर्तन की भयावहता पर चर्चा की । कई सर्किट के डिजाइन के लिए आवश्यक है कि परावर्तित शोर वोल्टेज स्विंग के 5% से कम है (यह सिग्नल पर शोर बजट से संबंधित है)। प्रतिबिंब गुणांक सूत्र के अनुसार, बाधा की अनुमानित परिवर्तन दर के रूप में गणना की जा सकती है: ‧Z/Z1,10%। यह मूल कारण है कि सर्किट बोर्ड के प्रतिरोध का विशिष्ट सूचकांक +/- 10% है

यदि बाधा परिवर्तन केवल एक बार होता है, उदाहरण के लिए, लाइन की चौड़ाई 8मिल से 6मिल तक बदल जाने के बाद, 6मिल चौड़ाई बनाए रखी जाती है। शोर बजट की आवश्यकता को पूरा करने के लिए कि अचानक परिवर्तन पर संकेत प्रतिबिंब शोर वोल्टेज स्विंग के 5% से अधिक नहीं है, बाधा परिवर्तन 10% से कम होना चाहिए । कई बार ऐसा करना मुश्किल होता है। आइए एफआर4 शीट पर माइक्रोस्ट्रिप लाइन के मामले को एक उदाहरण के रूप में लें । यदि लाइन की चौड़ाई 8 लाख है, तो लाइन और संदर्भ विमान के बीच की मोटाई 4मिल है, और विशेषता बाधा 46.5Ω है। लाइन की चौड़ाई 6mil में बदलने के बाद, विशेषता बाधा 54.2Ω हो जाती है, और बाधा परिवर्तन दर 20% तक पहुंच जाती है। परावर्तित संकेत का आयाम मानक से अधिक होना चाहिए । जहां तक सिग्नल पर कितना असर पड़ता है, यह सिग्नल बढ़ने के समय और ड्राइविंग एंड से रिफ्लेक्शन पॉइंट तक सिग्नल की देरी से भी जुड़ा है । लेकिन कम से कम यह एक संभावित समस्या है। सौभाग्य से, समस्या को बाधा मिलान समाप्ति द्वारा हल किया जा सकता है।

यदि बाधा परिवर्तन दो बार होता है, उदाहरण के लिए, लाइन की चौड़ाई 8मिल से 6मिल तक बदल जाने के बाद, यह 2 सेमी बाहर निकाले जाने के बाद 8mil में वापस आ जाएगा। फिर प्रतिबिंब 2 सेमी लंबी और 6मिल चौड़ी रेखा के दोनों सिरों पर हो जाएगा, एक बाधा बड़ा हो जाता है और सकारात्मक प्रतिबिंब होता है, और दूसरा बाधा छोटा हो जाता है और नकारात्मक प्रतिबिंब होता है। यदि दो प्रतिबिंबों के बीच अंतराल काफी कम है, तो दो प्रतिबिंब एक दूसरे को रद्द कर सकते हैं, जिससे प्रभाव कम हो सकता है। मान लीजिए कि प्रेषित संकेत 1V है, पहले नियमित प्रतिबिंब में 0.2V परिलक्षित होता है, 1.2V आगे संचारित होता रहता है, और दूसरा प्रतिबिंब -0.2 * 1.2 = 0.24v वापस परिलक्षित होता है। यह मानते हुए कि 6mil लाइन की लंबाई बेहद कम है और दो प्रतिबिंब लगभग एक साथ होते हैं, तो कुल परावर्तित वोल्टेज केवल 0.04V है, जो 5% की शोर बजट आवश्यकता से कम है। इसलिए, क्या यह प्रतिबिंब संकेत को प्रभावित करता है और यह कितना प्रभावित करता है बाधा परिवर्तन और संकेत वृद्धि समय पर देरी से संबंधित है । शोध और प्रयोगों से पता चला है कि जब तक बाधा परिवर्तन में देरी सिग्नल वृद्धि के समय के 20% से कम है, परावर्तित संकेत समस्या का कारण नहीं होगा ।

यदि संकेत वृद्धि का समय 1ns है, तो बाधा परिवर्तन पर देरी 1.2 इंच के अनुरूप 0.2 एनएस से कम है, और प्रतिबिंब समस्याओं का कारण नहीं होगा। दूसरे शब्दों में, इस उदाहरण के मामले के लिए, जब तक 6मिल चौड़े ट्रेस की लंबाई 3 सेमी से कम है, तब तक कोई समस्या नहीं होगी।

जब पीसीबी डिजाइन ट्रेस लाइन चौड़ाई बदलता है, यह ध्यान से विश्लेषण किया जाना चाहिए कि क्या यह वास्तविक स्थिति के अनुसार एक प्रभाव का कारण बनता है । इस बारे में चिंतित होने के लिए तीन पैरामीटर हैं: बाधा में परिवर्तन कितना बड़ा है, सिग्नल वृद्धि का समय क्या है, और लाइन चौड़ाई परिवर्तन का गर्दन के आकार का हिस्सा कितनी देर तक है। उपरोक्त विधि के अनुसार लगभग अनुमान लगाएं, और एक निश्चित मार्जिन को उचित रूप से छोड़ दें। हो सके तो गर्दन के हिस्से की लंबाई कम से कम करें।

यह बताया जाना चाहिए कि वास्तविक पीसीबी प्रसंस्करण में, पैरामीटर सिद्धांत के रूप में सटीक नहीं हो सकते हैं। सिद्धांत हमारे डिजाइन के लिए मार्गदर्शन प्रदान कर सकते हैं, लेकिन यह नकल या हठधर्मी नहीं किया जा सकता है । आखिर यह एक प्रैक्टिकल साइंस है । अनुमानित मूल्य को वास्तविक स्थिति के अनुसार उचित रूप से संशोधित किया जाना चाहिए, और फिर डिजाइन पर लागू किया जाना चाहिए। यदि आप अनुभवहीन महसूस करते हैं, तो रूढ़िवादी रहें और विनिर्माण लागत के अनुसार उचित रूप से समायोजित करें।