উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি পিসিবি ডিজাইন প্রক্রিয়ায় বিদ্যুৎ সরবরাহের শব্দ বিশ্লেষণ এবং প্রশমন

ভিতরে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি পিসিবিs, পাওয়ার সাপ্লাই নয়েজ হস্তক্ষেপের একটি উল্লেখযোগ্য রূপ হিসেবে দাঁড়িয়েছে। এই নিবন্ধটি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি পিসিবিগুলিতে পাওয়ার সাপ্লাই নয়েজের বৈশিষ্ট্য এবং উত্সের একটি বিস্তৃত বিশ্লেষণ পরিচালনা করে এবং ইঞ্জিনিয়ারিং অ্যাপ্লিকেশনের উপর ভিত্তি করে ব্যবহারিক এবং কার্যকর সমাধান প্রদান করে।

ক.বিদ্যুৎ সরবরাহের শব্দ বিশ্লেষণ

বিদ্যুৎ সরবরাহের শব্দ বলতে বিদ্যুৎ সরবরাহের ফলে উৎপন্ন বা ব্যাহত হওয়া শব্দকে বোঝায়। এই হস্তক্ষেপ নিম্নলিখিত দিকগুলিতে স্পষ্ট:

1. এর ফলে সৃষ্ট বিতরণকৃত শব্দসহজাত প্রতিবন্ধকতা বিদ্যুৎ সরবরাহের ক্ষেত্রে। উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সার্কিটে, বিদ্যুৎ সরবরাহের শব্দ উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সংকেতগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে। অতএব, প্রাথমিক প্রয়োজন হল কম-শব্দবিদ্যুৎ সরবরাহপরিষ্কার মাটি এবং বিদ্যুৎ সরবরাহ সমানভাবে গুরুত্বপূর্ণ।

একটি আদর্শ পরিস্থিতিতে, বিদ্যুৎ সরবরাহ হবেপ্রতিবন্ধকতামুক্ত, যার ফলে কোনও শব্দ হয় না। তবে, বাস্তবে, বিদ্যুৎ সরবরাহের একটি নির্দিষ্ট প্রতিবন্ধকতা থাকে, যা সমগ্র বিদ্যুৎ সরবরাহ জুড়ে বিতরণ করা হয়, যার ফলে শব্দের উপরিভাগ তৈরি হয়। অতএব, বিদ্যুৎ সরবরাহের প্রতিবন্ধকতা কমানোর জন্য প্রচেষ্টা করা উচিত। একটি নিবেদিতপ্রাণ থাকা বাঞ্ছনীয় শক্তি সমতলএবংস্থল সমতল। উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সার্কিট ডিজাইনে, সাধারণত বাস ফর্ম্যাটের পরিবর্তে স্তরগুলিতে পাওয়ার সাপ্লাই ডিজাইন করা বেশি কার্যকর, যাতে লুপটি ধারাবাহিকভাবে সর্বনিম্ন প্রতিবন্ধকতার সাথে পথ অনুসরণ করে। অতিরিক্তভাবে, পাওয়ার বোর্ড একটিসিগন্যাল লুপপিসিবিতে উৎপন্ন এবং গৃহীত সমস্ত সংকেতের জন্য, যার ফলে সিগন্যাল লুপ কমানো যায় এবং শব্দ কম হয়।

2. সাধারণ মোড ফিল্ড হস্তক্ষেপ: এই ধরণের হস্তক্ষেপ বিদ্যুৎ সরবরাহ এবং ভূমির মধ্যে শব্দের সাথে সম্পর্কিত। এটি ব্যাহত সার্কিট দ্বারা গঠিত একটি লুপ এবং সাধারণ রেফারেন্স পৃষ্ঠ থেকে সৃষ্ট সাধারণ মোড ভোল্টেজের কারণে সৃষ্ট হস্তক্ষেপ থেকে উদ্ভূত হয়। এর মাত্রা আপেক্ষিক বৈদ্যুতিক এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের উপর নির্ভর করে এবং এর তীব্রতা তুলনামূলকভাবে কম।

এই পরিস্থিতিতে, কারেন্ট (Ic) হ্রাসের ফলে সিরিজে একটি সাধারণ-মোড ভোল্টেজ তৈরি হয়বর্তমান লুপ, গ্রহণকারী বিভাগকে প্রভাবিত করে। যদিচৌম্বক ক্ষেত্রপ্রাধান্য পেলে, সিরিজ গ্রাউন্ড লুপে উৎপন্ন সাধারণ মোড ভোল্টেজ সূত্র দ্বারা দেওয়া হয়:

সূত্র (1) তে ΔB চৌম্বকীয় আবেশের তীব্রতার পরিবর্তনকে প্রতিনিধিত্ব করে, যা Wb/m তে পরিমাপ করা হয়^২; S দ্বারা m তে ক্ষেত্রফল বোঝানো হয়^২.

একটির জন্যতড়িৎ চৌম্বক ক্ষেত্র, যখন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র মান জানা থাকলে, প্ররোচিত ভোল্টেজ সমীকরণ (2) দ্বারা দেওয়া হয়, যা সাধারণত প্রযোজ্য হয় যখন L=150/F বা তার কম হয়, যেখানে F প্রতিনিধিত্ব করেতড়িৎ চৌম্বকীয় তরঙ্গ ফ্রিকোয়েন্সিMHz-এ। যদি এই সীমা অতিক্রম করা হয়, তাহলে সর্বাধিক প্ররোচিত ভোল্টেজের গণনা নিম্নরূপ সরলীকৃত করা যেতে পারে:

3. ডিফারেনশিয়াল মোড ফিল্ড ইন্টারফারেন্স: এটি পাওয়ার সাপ্লাই এবং এর মধ্যে হস্তক্ষেপকে বোঝায়ইনপুট এবং আউটপুট পাওয়ার লাইনগুলি। প্রকৃত পিসিবি ডিজাইনে, লেখক লক্ষ্য করেছেন যে পাওয়ার সাপ্লাই শব্দের ক্ষেত্রে এর অবদান ন্যূনতম, এবং তাই এখানে বাদ দেওয়া যেতে পারে।
4. ইন্টারলাইন হস্তক্ষেপ: এই ধরণের হস্তক্ষেপ বিদ্যুৎ লাইনের মধ্যে হস্তক্ষেপের সাথে সম্পর্কিত। যখন দুটি ভিন্ন সমান্তরাল সার্কিটের মধ্যে পারস্পরিক ক্যাপাসিট্যান্স (C) এবং পারস্পরিক ইন্ডাক্ট্যান্স (M1-2) থাকে, তখন হস্তক্ষেপ উৎস সার্কিটে ভোল্টেজ (VC) এবং কারেন্ট (IC) থাকলে হস্তক্ষেপকৃত সার্কিটে হস্তক্ষেপটি প্রকাশিত হবে:
   1. ক্যাপাসিটিভ ইম্পিডেন্সের মাধ্যমে সংযুক্ত ভোল্টেজ সমীকরণ (4) দ্বারা দেওয়া হয়েছে, যেখানে RV এর সমান্তরাল মান প্রতিনিধিত্ব করেনিকট-প্রান্ত প্রতিরোধএবংদূরবর্তী প্রতিরোধএরহস্তক্ষেপিত সার্কিট.
   2. ইন্ডাক্টিভ কাপলিং এর মাধ্যমে সিরিজ রেজিস্ট্যান্স: যদি ইন্টারফারেন্স সোর্সে কমন মোড নয়েজ থাকে, তাহলে ইন্টারলাইন ইন্টারফারেন্স সাধারণত কমন মোড এবং ডিফারেনশিয়াল মোড উভয় ক্ষেত্রেই দেখা যায়।
5. পাওয়ার লাইন কাপলিং: এই ঘটনাটি ঘটে যখন পাওয়ার লাইনটি অন্যান্য ডিভাইসে হস্তক্ষেপ প্রেরণ করে, যার ফলেতড়িৎ চৌম্বকীয় হস্তক্ষেপ এসি বা ডিসি থেকে শক্তির উৎসএটি বিদ্যুৎ সরবরাহের শব্দ হস্তক্ষেপের একটি পরোক্ষ রূপকে প্রতিনিধিত্ব করে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সার্কিটগুলি। এটা মনে রাখা গুরুত্বপূর্ণ যে পাওয়ার সাপ্লাইয়ের শব্দ নিজে নিজে উৎপন্ন নাও হতে পারে, বরং এটি বহিরাগত হস্তক্ষেপ আবেশের ফলেও হতে পারে, যার ফলে শব্দ নিজেই উৎপন্ন হয় এবং এর ফলে অন্যান্য সার্কিট বা ডিভাইসে হস্তক্ষেপ হয়।

• বিদ্যুৎ সরবরাহের শব্দের হস্তক্ষেপ দূর করার জন্য প্রতিরোধমূলক ব্যবস্থা

উপরে বিশ্লেষণ করা বিদ্যুৎ সরবরাহের শব্দের হস্তক্ষেপের বিভিন্ন প্রকাশ এবং কারণ বিবেচনা করে, বিদ্যুৎ সরবরাহের শব্দের কারণগুলি বিশেষভাবে ব্যাহত হতে পারে, কার্যকরভাবে হস্তক্ষেপ দমন করে। নিম্নলিখিত সমাধানগুলি সুপারিশ করা হচ্ছে:

• মনোযোগ দিনগর্তের মধ্য দিয়ে বোর্ডs: গর্তের মধ্য দিয়ে যেতে হবেখোদাই খোলাএর উপরপাওয়ার সাপ্লাই স্তর তাদের উত্তরণের ব্যবস্থা করার জন্য। যদি পাওয়ার লেয়ারের খোলা অংশটি খুব বড় হয়, তাহলে এটি সিগন্যাল লুপকে প্রভাবিত করতে পারে, যার ফলে সিগন্যালটি বাইপাস করতে বাধ্য হয় এবং লুপ এলাকা এবং শব্দ বৃদ্ধি পায়। যদি নির্দিষ্ট সিগন্যাল লাইনগুলি খোলার কাছাকাছি ঘনীভূত হয় এবং এই লুপটি ভাগ করে নেয়, তাহলে সাধারণ প্রতিবন্ধকতা ক্রসস্টক হতে পারে।
• তারের জন্য পর্যাপ্ত গ্রাউন্ড ওয়্যার: প্রতিটি সিগন্যালের জন্য নিজস্ব ডেডিকেটেড সিগন্যাল লুপ প্রয়োজন, সিগন্যাল এবং লুপের এলাকা যতটা সম্ভব ছোট রাখা হয়, যাতে সমান্তরাল সারিবদ্ধতা নিশ্চিত করা যায়।
• পাওয়ার সাপ্লাই নয়েজ ফিল্টার স্থাপন: এই ফিল্টারটি কার্যকরভাবে অভ্যন্তরীণ পাওয়ার সাপ্লাই শব্দ দমন করে, সিস্টেম উন্নত করেহস্তক্ষেপ-বিরোধী এবং নিরাপত্তা। এটি দ্বিমুখী হিসাবে কাজ করেআরএফ ফিল্টার, পাওয়ার লাইন থেকে প্রবর্তিত শব্দের হস্তক্ষেপ (অন্যান্য ডিভাইস থেকে হস্তক্ষেপ রোধ করা) এবং নিজে থেকে উৎপন্ন শব্দ (অন্যান্য ডিভাইসের সাথে হস্তক্ষেপ এড়াতে), পাশাপাশি ক্রস-মোড সাধারণ মোড হস্তক্ষেপ ফিল্টার করা।
• পাওয়ার আইসোলেশনট্রান্সফরমার: এটি এর সাধারণ-মোড গ্রাউন্ড লুপকে বিচ্ছিন্ন করেপাওয়ার সাপ্লাই লুপ অথবা সিগন্যাল কেবল, উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে উৎপন্ন কমন-মোড লুপ কারেন্টকে কার্যকরভাবে পৃথক করে।
• বিদ্যুৎ নিয়ন্ত্রণ: একটি পরিষ্কার বিদ্যুৎ সরবরাহ পুনরুদ্ধার করলে বিদ্যুৎ সরবরাহের শব্দ উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেতে পারে।
• তারের ব্যবস্থা: বিদ্যুৎ সরবরাহের ইনপুট এবং আউটপুট লাইনগুলিকে ডাইইলেক্ট্রিক বোর্ডের প্রান্ত থেকে দূরে রাখা উচিত যাতে বিকিরণ উৎপন্ন না হয় এবং অন্যান্য সার্কিট বা সরঞ্জামের সাথে হস্তক্ষেপ না হয়।
• অ্যানালগ এবং ডিজিটাল পাওয়ার সাপ্লাই আলাদা করুন: উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ডিভাইসগুলি সাধারণত ডিজিটাল শব্দের প্রতি খুবই সংবেদনশীল, তাই দুটিকে আলাদা করে পাওয়ার সাপ্লাই প্রবেশপথে একসাথে সংযুক্ত করা উচিত। যদি কোনও সিগন্যালকে অ্যানালগ এবং ডিজিটাল উভয় ডোমেন অতিক্রম করতে হয়, তাহলে লুপ এরিয়া কমাতে সিগন্যালের উপর একটি লুপ স্থাপন করা যেতে পারে।
• বিভিন্ন স্তরের মধ্যে পৃথক পাওয়ার সাপ্লাই ওভারল্যাপ করা এড়িয়ে চলুন: পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্সের মাধ্যমে পাওয়ার সাপ্লাইয়ের শব্দ যাতে সহজেই সংযুক্ত না হয় সেজন্য এগুলিকে আলাদা করে রাখার চেষ্টা করুন।
• সংবেদনশীল উপাদানগুলিকে বিচ্ছিন্ন করুন: ফেজ-লকড লুপ (PLL) এর মতো উপাদানগুলি পাওয়ার সাপ্লাই শব্দের প্রতি অত্যন্ত সংবেদনশীল এবং এগুলিকে পাওয়ার সাপ্লাই থেকে যতটা সম্ভব দূরে রাখা উচিত।
• পাওয়ার কর্ড স্থাপন: সিগন্যাল লাইনের পাশে একটি পাওয়ার লাইন স্থাপন করলে সিগন্যাল লুপ কমানো যায় এবং শব্দ হ্রাস করা যায়।
• বাইপাস পাথ গ্রাউন্ডিং: সার্কিট বোর্ডে পাওয়ার সাপ্লাই হস্তক্ষেপ এবং বহিরাগত পাওয়ার সাপ্লাই হস্তক্ষেপের ফলে সৃষ্ট শব্দ রোধ করার জন্য, বাইপাস পাথটি হস্তক্ষেপ পথে (বিকিরণ ব্যতীত) গ্রাউন্ড করা যেতে পারে, যাতে শব্দকে বাইপাস করে মাটিতে নিয়ে যাওয়া যায় এবং অন্যান্য ডিভাইস এবং সরঞ্জামের সাথে হস্তক্ষেপ এড়ানো যায়।

উপসংহারে:বিদ্যুৎ সরবরাহের শব্দ, তা বিদ্যুৎ সরবরাহ থেকে প্রত্যক্ষ বা পরোক্ষভাবে উৎপন্ন হোক না কেন, সার্কিটের সাথে হস্তক্ষেপ করে। সার্কিটের উপর এর প্রভাব দমন করার সময়, একটি সাধারণ নীতি অনুসরণ করা উচিত: সার্কিটের উপর বিদ্যুৎ সরবরাহের শব্দের প্রভাব কমিয়ে আনা এবং বিদ্যুৎ সরবরাহের শব্দের অবনতি রোধ করার জন্য বিদ্যুৎ সরবরাহের উপর বহিরাগত কারণ বা সার্কিটের প্রভাব কমানো।