ইলেকট্রনিক ডিভাইস ক্রমাগত সঙ্কুচিত হচ্ছে, যখন ডেটা ট্রান্সমিশন হার ক্রমাগত বাড়ছে। ডিজাইনারদের জন্য, এই প্রবণতা মেনে চলার জন্য, তারা অবশ্যই ডেটা ট্রান্সমিশন রেট, নির্ভরযোগ্যতা এবং সংকেত অখণ্ডতা বজায় রেখে একটি ছোট জায়গায় আরও সার্কিট সংহত করতে সক্ষম হবে। ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপ (EMI) যতটা সম্ভব কমিয়ে আনার জন্য ডিজাইনারদের অবশ্যই বায়ু শীতলকরণ এবং শারীরিক বিচ্ছিন্নতার সমস্যাগুলি সমাধান করতে হবে।
প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ড (পিসি বোর্ড) স্ট্যাকিং সার্কিটের ঘনত্ব বাড়ানোর একটি সাধারণ পদ্ধতি। কন্যা বোর্ড এবং স্যান্ডউইচ কন্যা বোর্ড ব্যবহার করে, শীতল এবং সংকেত বিচ্ছিন্ন পথ নির্মাণের সময় আরও সার্কিট বোর্ডের স্থান পাওয়া যেতে পারে।
এই নিবন্ধটি সংক্ষিপ্তভাবে উচ্চ-গতির সার্কিট ডিজাইনারদের মুখোমুখি হওয়া বিভিন্ন চ্যালেঞ্জের রূপরেখা দেয়। তারপর Wü rth ইলেক্ট্রনিকের বোর্ড সংযোগকারীর সাথে পরিচয় করিয়ে দিন এবং সংকেত অখণ্ডতা বজায় রেখে নির্ভরযোগ্য সিগন্যাল সংযোগ অর্জনের জন্য এই সংযোগকারীগুলিকে কীভাবে ব্যবহার করতে হয় তা ব্যাখ্যা করুন।
স্যান্ডউইচ প্যানেল
স্যান্ডউইচ প্যানেলের বিন্যাসে দুটি সমান্তরাল সার্কিট বোর্ড রয়েছে যা উল্লম্বভাবে স্ট্যাক করা আছে, যেগুলি বোর্ড থেকে বোর্ড সংযোগকারীর মাধ্যমে বৈদ্যুতিকভাবে সংযুক্ত থাকে (চিত্র 1, বাম)।
একাধিক কলাম স্যান্ডউইচ মাউন্ট করা সার্কিট বোর্ড
চিত্র 1: বাম চিত্রটি একাধিক স্যান্ডউইচ মাউন্টেড প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ডের (PCBs) উদাহরণ দেখায়; ডানদিকের চিত্রটি সাব বোর্ডের ইনস্টলেশন পদ্ধতি দেখায়, যা সংযোগকারী, পৃষ্ঠ মাউন্ট প্রযুক্তি বা থ্রেডেড আইসোলেশন কলামগুলির মাধ্যমে ইনস্টল করা যেতে পারে। (ছবির উৎস: Wü rth Elektronik)
দুটি সার্কিট বোর্ডের সমন্বয়ে গঠিত এই বোর্ড টু বোর্ড ব্যবস্থা সার্কিটে আরও শারীরিক স্থান নিয়ে আসে। এই কাঠামোটি ভলিউমেট্রিক দক্ষতা উন্নত করতে, বিনিময়যোগ্যতা অর্জন করতে বা বায়ুপ্রবাহ উন্নত করতে এবং ইএমআই কমাতে শারীরিক বিচ্ছিন্নতা তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। বোর্ড থেকে বোর্ড সংযোগকারীগুলি সরাসরি তারের ব্যবহার ছাড়াই সার্কিট বোর্ডের সাথে সংযুক্ত থাকে। স্যান্ডউইচ প্যানেল সংযোগকারী নির্ধারিত বোর্ড ব্যবধান সহ একাধিক স্ট্যাকিং উচ্চতা অর্জন করতে পারে। উপরের সার্কিট বোর্ডটি সংযোগকারী দ্বারা সমর্থিত এবং স্থির করা যেতে পারে, অথবা কম্পন এবং প্রভাব প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়াতে সারফেস মাউন্ট বা থ্রেডেড আইসোলেশন কলাম দিয়ে স্থির করা যেতে পারে (চিত্র 1, ডানদিকে)।
সংকেত অখণ্ডতার জন্য বিবেচনার কারণ
সংকেত অখণ্ডতা বর্ণনা করে কিভাবে সংকেত বিকৃত বা ক্ষীণ হয় যখন সংযোগকারীর মাধ্যমে এক সার্কিট বোর্ড থেকে অন্য সার্কিট বোর্ডে প্রেরণ করা হয়। এই প্রভাবগুলির মধ্যে কিছু, যেমন যোগাযোগ প্রতিরোধ, ফ্রিকোয়েন্সি স্বাধীন এবং সহজেই গণনার মধ্যে অন্তর্ভুক্ত করা যায় এবং সংশোধন করা যায়।
যাইহোক, ফ্রিকোয়েন্সি সম্পর্কিত দুটি মূল সংকেত অখণ্ডতার পরামিতি হল প্রতিফলন সহগ (ρ) এবং ট্রান্সমিশন সহগ (t) (চিত্র 2)। ট্রান্সমিশন সহগ সাধারণত সন্নিবেশ ক্ষতি ব্যবহার করে ডেসিবেলে (ডিবি) প্রকাশ করা হয়। প্রতিফলন সহগ (রিটার্ন লস) প্রতিবন্ধকতা মান পদক্ষেপের মুখোমুখি হওয়ার সময় সংকেত উত্সে ডেটা সংকেতগুলির প্রতিফলনের কারণে ঘটে। ট্রান্সমিশন পাথের ক্ষয় পরিমাপ করতে সন্নিবেশ ক্ষতি ব্যবহৃত হয়। উভয়ই PC বোর্ড লাইন ইম্পিডেন্স (Zs) এর তুলনায় সংযোগকারী প্রতিবন্ধকতা (ZCAB) এর উপর নির্ভর করে।
রিটার্ন ক্ষতি এবং সন্নিবেশ ক্ষতি উভয়ই সংযোগকারীর প্রতিবন্ধকতার উপর নির্ভর করে
চিত্র 2: রিটার্ন লস এবং ইনসার্টেশন লস পিসি বোর্ড লাইন ইম্পিডেন্সের সাপেক্ষে সংযোগকারী প্রতিবন্ধকতার উপর নির্ভর করে। (ছবির উৎস: Wü rth Elektronik)
ট্রান্সমিশন লস সংযোগকারীর মধ্য দিয়ে যাওয়া সিগন্যালের প্রশস্ততা হ্রাস করবে এবং পাথের দৈর্ঘ্য এবং সংযোগকারীর জ্যামিতিক কাঠামোর সমানুপাতিক। নিয়ার এন্ড ক্রসস্টালক (NEXT) বা ফায়ার এন্ড ক্রসস্টালক (FEXT)ও কিছু শক্তি ক্ষয় ঘটাতে পারে। রিটার্ন লস এবং ট্রান্সমিশন সহগ হল ফ্রিকোয়েন্সি নির্ভর পরামিতি যা সংযোগকারী প্রতিবন্ধকতা (একটি তারের মতো সিমুলেটেড) এবং সার্কিট বোর্ড ট্রান্সমিশন লাইন প্রতিবন্ধকতার মধ্যে পার্থক্যের উপর নির্ভর করে (এই উদাহরণে 50 Ω ধরে নেওয়া হয়েছে)। প্রতিফলন সহগ এবং ট্রান্সমিশন সহগ দেখানো সূত্র দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয়।
চিত্র 2 সংযোগকারীর (তারের) প্রতিবন্ধকতার সাথে এই পরামিতিগুলির তারতম্য দেখায়। যদি সংযোগকারীর প্রতিবন্ধকতা 50 Ω হয়, তাত্ত্বিক রিটার্ন লস শূন্য এবং ট্রান্সমিশন সহগ 100%, কোন ক্ষতি নির্দেশ করে। যদি সংযোগকারীর প্রতিবন্ধকতা 50 Ω থেকে বিচ্যুত হয়, তাহলে প্রাসঙ্গিক প্যারামিটারের পরিবর্তনগুলি 50 Ω থেকে সংযোগকারী প্রতিবন্ধকতার বিচ্যুতি মান এবং ফ্রিকোয়েন্সির সমানুপাতিক হবে। সংযোগকারীগুলিতে, প্রতিবন্ধকতা নির্ভর করে ব্যবহৃত নিরোধক উপাদান এবং প্রস্থ, দৈর্ঘ্য এবং দূরত্ব (ব্যবধান) সহ পিনের জ্যামিতিক কাঠামোর উপর। উপরন্তু, সংলগ্ন পিনের তারের উপরও প্রভাব ফেলতে পারে।
উচ্চ-গতির ডেটা প্রেরণের জন্য দুটি সাধারণ ওয়্যারিং কনফিগারেশন রয়েছে (চিত্র 3): একটি হল একটি একক শেষ কাঠামো, যেখানে ডেটা সংকেত স্থলে উল্লেখ করা হয়; আরেকটি প্রকার হল ডিফারেনশিয়াল স্ট্রাকচার, যা দুটি পরিপূরক সিগন্যাল লাইন ব্যবহার করে এবং ডেটা সিগন্যালের প্রশস্ততা হল দুটি সিগন্যাল লাইনের মধ্যে ভোল্টেজের পার্থক্য। দ্বৈত সংকেত লাইনে শব্দ এবং হস্তক্ষেপ কমাতে ডিফারেনশিয়াল সিগন্যাল ব্যবহার করা হয়। সাধারণভাবে বলতে গেলে, ডিফারেনশিয়াল সিগন্যালগুলি সর্বোচ্চ ডেটা হার সহ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য ব্যবহৃত হয়। শব্দ সংকেত কমাতে ডেটা সিগন্যালগুলি সাধারণত এক বা একাধিক গ্রাউন্ড সিগন্যালের সাথে যুক্ত করা হয়।