आवश्यक पीसीबी लेआउट युक्तियाँ हर डिजाइनर को परिचित होनी चाहिए

इंजीनियर अक्सर इलेक्ट्रॉनिक्स परियोजनाओं के महत्वपूर्ण पहलुओं के रूप में सर्किट, घटक चयन और प्रोग्रामिंग को प्राथमिकता देते हैं। हालाँकि, डिज़ाइन की सफलता के लिए एक अभिन्न घटक के रूप में पीसीबी लेआउट के महत्व को पहचानना महत्वपूर्ण है।

खराब पीसीबी लेआउट कार्यात्मक और विश्वसनीयता संबंधी समस्याएं पैदा कर सकता है। यह आलेख आपकी परियोजनाओं के सटीक और भरोसेमंद प्रदर्शन की गारंटी के लिए पीसीबी लेआउट के लिए व्यावहारिक सुझाव प्रदान करता है।

ट्रेस आयाम का चयन करना

लूप का आकार कम से कम करें

उच्च-आवृत्ति अनुप्रयोगों में सर्वोत्तम परिणामों के लिए, इंडक्शन और प्रतिरोध को कम करने के लिए लूप को यथासंभव कॉम्पैक्ट रखें। इसके अतिरिक्त, ग्राउंड प्लेन के ऊपर लूप्स को स्थापित करने से इंडक्शन को और भी कम करने में मदद मिलती है।

छोटे लूपों का उपयोग करने से उच्च-आवृत्ति वोल्टेज को कम करने में मदद मिलती है। यह उन संकेतों की संख्या को भी कम करता है जो बाहरी स्रोतों से नोड में प्रेरक रूप से जुड़ते हैं या उससे प्रसारित होते हैं।

ऐन्टेना डिज़ाइन से जुड़े मामलों को छोड़कर, यह दृष्टिकोण इष्टतम है। इसके अलावा, अवांछित शोर को सर्किट में आने से रोकने के लिए, ऑप-एम्प सर्किट में छोटे लूप बनाए रखना आवश्यक है।

डिकॉउलिंग कैपेसिटर का प्लेसमेंट

डिकॉउलिंग दक्षता में सुधार करने के लिए, डिकॉउलिंग कैपेसिटर को एकीकृत सर्किट के पावर और ग्राउंड पिन के करीब रखें। अतिरिक्त दूरी का परिचय देने से आवारा प्रेरण का परिचय हो सकता है।

केल्विन कनेक्शन

चार-टर्मिनल सेंसिंग, जिसे केल्विन सेंसिंग के रूप में भी जाना जाता है, 1861 में विलियम थॉमसन, लॉर्ड केल्विन द्वारा बहुत सटीकता के साथ बहुत कम प्रतिरोध को मापने के लिए आविष्कार की गई एक तकनीक है। दो-तार कनेक्शन के प्रत्येक सेट को केल्विन कनेक्शन कहा जाता है।

केल्विन कनेक्शन का उपयोग आवारा प्रतिरोध और प्रेरण को कम करने के लिए सटीक बिंदुओं पर कनेक्शन स्थापित करके माप सटीकता में सुधार करता है।

करंट सेंस रेसिस्टर के साथ काम करते समय, अधिकतम सटीकता सुनिश्चित करने के लिए केल्विन कनेक्शन को निशानों पर एक मनमाने बिंदु के बजाय सीधे रेसिस्टर पैड पर रखना महत्वपूर्ण है।

एक योजनाबद्ध बनाते समय, ऐसा लग सकता है कि अवरोधक पैड या यादृच्छिक बिंदु से कनेक्ट करना समान है। हालाँकि, वास्तविक निशान प्रेरण और प्रतिरोध प्रदर्शित करते हैं, जिससे केल्विन कनेक्शन सटीक माप के लिए महत्वपूर्ण हो जाते हैं। इन कनेक्शनों से बचने से संभावित रूप से आपकी रीडिंग में अशुद्धियाँ हो सकती हैं।

डिजिटल और शोर वाले निशानों को एनालॉग निशानों से अलग करें

जब कंडक्टर या ट्रैक एक दूसरे के समानांतर चलते हैं, तो वे एक कैपेसिटिव प्रभाव पैदा करते हैं। ये निशान युग्मित हो सकते हैं और एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप कर सकते हैं, खासकर उच्च आवृत्तियों पर। उच्च-आवृत्ति और शोर वाले निशानों को उन निशानों से अलग करना महत्वपूर्ण है जिनमें शोर हस्तक्षेप को कम करने की आवश्यकता है।

ज़मीन ज़मीन नहीं है

हालाँकि ज़मीन एक संवाहक के रूप में कार्य करती है, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि यह आदर्श नहीं है। उन सिग्नलों से शोर वाले स्थानों को अलग करना सुनिश्चित करें जिनके लिए कम शोर स्तर की आवश्यकता होती है। सुनिश्चित करें कि अपेक्षित धाराओं को संभालने के लिए ग्राउंड ट्रैक पर्याप्त आकार के हैं। सिग्नल ट्रेस के तहत सीधे ग्राउंड प्लेन का उपयोग करने से प्रतिबाधा कम हो जाती है, जो बहुत फायदेमंद है।

आकार और मात्रा के मामले में इष्टतम

Vias में प्रेरकत्व और प्रतिरोध दोनों होते हैं। यदि आप पूरे बोर्ड में एक ट्रेस रूट कर रहे हैं और कम इंडक्शन या कम प्रतिरोध प्राप्त करना चाहते हैं, तो एकाधिक vias का उपयोग करने पर विचार करें। बड़े विअस कम प्रतिरोध प्रदान करते हैं, जो ग्राउंडिंग फिल्टर कैपेसिटर और उच्च वर्तमान नोड्स के लिए विशेष रूप से फायदेमंद है।

पीसीबी को हीट सिंक के रूप में उपयोग करें

अधिक कुशल ताप अपव्यय के लिए सतह क्षेत्र को बढ़ाने के लिए अतिरिक्त तांबे के साथ घटकों को चारों ओर से माउंट करें। कुछ घटक डेटाशीट, विशेष रूप से पावर डायोड, पावर एमओएसएफईटी, या वोल्टेज नियामकों के लिए, पीसीबी सतह क्षेत्र को हीट सिंक के रूप में उपयोग करने के लिए सिफारिशें हो सकती हैं।

थर्मल वियास

वियास एक पीसीबी के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण के लिए नाली के रूप में काम करता है, जो विशेष रूप से तब फायदेमंद होता है जब अतिरिक्त गर्मी लंपटता प्रदान करने के लिए पीसीबी को चेसिस पर हीटसिंक पर लगाया जाता है। छोटे वाया की तुलना में बड़े वाया गर्मी स्थानांतरित करने में अधिक प्रभावी होते हैं।

गर्मी हस्तांतरण के लिए एकाधिक वाया का उपयोग करना एकल वाया पर निर्भर रहने की तुलना में अधिक कुशल है। इससे घटकों के लिए ऑपरेटिंग तापमान कम हो जाता है, जिससे अंततः समग्र विश्वसनीयता बढ़ती है।

थर्मल राहत

थर्मल रिलीफ में सोल्डरिंग की सुविधा के लिए ट्रेस या फिल और एक घटक पिन के बीच छोटे कनेक्शन बनाना शामिल है। विद्युत प्रतिरोध पर उनके प्रभाव को कम करने के लिए इन कम किए गए कनेक्शनों को जानबूझकर छोटा रखा जाता है।

घटक पिनों पर थर्मल रिलीफ छोड़ने से ऑपरेटिंग तापमान थोड़ा कम हो सकता है क्योंकि निशान या भराव के साथ बढ़े हुए थर्मल कनेक्शन के कारण गर्मी को प्रभावी ढंग से नष्ट किया जा सकता है। हालाँकि, यह सोल्डरिंग और डीसोल्डरिंग को और भी कठिन बना सकता है।

निशान और बढ़ते छेद के बीच की दूरी

संभावित झटके के खतरों को कम करने के लिए तांबे की पटरियों या पैड और बढ़ते छेद के बीच एक अंतर छोड़ दें। याद रखें कि सोल्डर मास्क विश्वसनीय इन्सुलेशन प्रदान नहीं कर सकता है, इसलिए सुनिश्चित करें कि तांबे और किसी भी बढ़ते हार्डवेयर के बीच पर्याप्त निकासी हो।

ताप संवेदनशील घटक

गर्मी-संवेदनशील घटकों, जैसे थर्मोकपल और इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर, और अन्य गर्मी पैदा करने वाले घटकों के बीच अलगाव बनाए रखें।

थर्मोकपल को ऊष्मा स्रोतों के बहुत करीब रखने से तापमान माप में अशुद्धियाँ हो सकती हैं। इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर को गर्मी पैदा करने वाले घटकों के करीब रखने से परिचालन जीवनकाल कम हो सकता है।

गर्मी पैदा करने वाले घटकों में ब्रिज रेक्टिफायर, डायोड, एमओएसएफईटी, इंडक्टर्स और रेसिस्टर्स शामिल हैं, उत्पन्न गर्मी का स्तर घटकों से गुजरने वाली धारा पर निर्भर करता है।

निष्कर्ष

इस लेख में बुनियादी, फिर भी महत्वपूर्ण, व्यावहारिक पीसीबी लेआउट युक्तियाँ प्रदान की गई हैं जो आपके डिज़ाइन की कार्यक्षमता और विश्वसनीयता में काफी सुधार कर सकती हैं।

आइए इन बिंदुओं को याद रखें।