logo
ব্যানার

খবর বিস্তারিত

Created with Pixso. বাড়ি Created with Pixso. খবর Created with Pixso.

অ্যানালগ সিগন্যাল লাইনে কি ভায়া (vias) ব্যবহার করা যায়? কখন এটি ঠিক এবং কখন নয়?

অ্যানালগ সিগন্যাল লাইনে কি ভায়া (vias) ব্যবহার করা যায়? কখন এটি ঠিক এবং কখন নয়?

2026-04-14

ভূমিকা: একটি হতাশাজনক ডিবাগিং অভিজ্ঞতা

গত বছর, একটি প্রকল্পে, একটি 16-বিট ADC সেন্সর ডেটা অর্জন করছিল। পরিমাপ করা নয়েজ অত্যন্ত বেশি ছিল, SNR তাত্ত্বিক মানের চেয়ে প্রায় 15dB কম ছিল। সবকিছু পরীক্ষা করার পর, পাওয়ার সাপ্লাই রিপল ঠিক ছিল, রেফারেন্স ভোল্টেজ উৎস স্থিতিশীল ছিল এবং ADC-এর চারপাশে পর্যাপ্ত ডিকাপলিং ক্যাপাসিটর যোগ করা হয়েছিল। অবশেষে, সমস্যাটি একটি অস্পষ্ট জায়গায় আবিষ্কৃত হয়েছিল—একটি ভায়া অ্যানালগ ইনপুট সিগন্যাল লাইনের জন্য ব্যবহৃত হয়েছিল এবং এটি একটি অভ্যন্তরীণ স্তরে সরানো হয়েছিল।

সেই সময়ে, সেই ভায়াটি ডিজিটাল ক্লক ট্রেসের ভায়া থেকে 3mm এর কম দূরত্বে ছিল। পুনরায় নকশা করার পর, সমস্ত অ্যানালগ সিগন্যালকে টপ লেয়ারে স্থাপন করা অবিলম্বে সমস্যাটি সমাধান করে। এই অভিজ্ঞতাটি বেশ বেদনাদায়ক ছিল এবং আমাকে "অ্যানালগ সিগন্যাল লাইন ভায়াস" বিষয়ে গভীর ধারণা দিয়েছে।

আসলে, এই সমস্যাটি বেশ সাধারণ। PCB ডিজাইন করার সময় অনেক প্রকৌশলীর ভায়াস সম্পর্কে মেরুকৃত মনোভাব থাকে: হয় তারা সেগুলি ব্যবহার করতে ভয় পায়, সমস্ত ট্রেস একই স্তরে রুট করতে চায়; অথবা তারা সেগুলি অসাবধানতাবশত ব্যবহার করে, ভায়াসগুলিকে সম্পূর্ণভাবে উপেক্ষা করে। উভয় চরমই সমস্যার কারণ হতে পারে।

 

অ্যানালগ সিগন্যালের উপর ভায়াসের কী প্রভাব পড়ে?

কখন ভায়াস ব্যবহার করতে হবে এবং কখন করতে হবে না তা বোঝার জন্য, আমাদের প্রথমে বুঝতে হবে ভায়াসগুলি অ্যানালগ সিগন্যালের জন্য কী করে। একটি ভায়া কেবল একটি "তারের সংযোগ" নয়; এটি মূলত একটি পরজীবী ইন্ডাকট্যান্স এবং ক্যাপাসিট্যান্স সহ একটি কাঠামো।

সর্বশেষ কোম্পানির খবর অ্যানালগ সিগন্যাল লাইনে কি ভায়া (vias) ব্যবহার করা যায়? কখন এটি ঠিক এবং কখন নয়?  0

একটি 0.3mm ব্যাসের থ্রু-হোল ভায়ার প্রায় 0.5~1.2nH পরজীবী ইন্ডাকট্যান্স এবং 0.3~0.8pF পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্স থাকে। এই মানগুলি ছোট মনে হতে পারে, তবে অ্যানালগ সিগন্যালের উপর তাদের প্রভাব আপনি যা কল্পনা করতে পারেন তার চেয়ে অনেক বেশি হতে পারে।

 

পরজীবী ইন্ডাকট্যান্সের প্রভাব
পরজীবী ইন্ডাকট্যান্স সিগন্যাল পাথের ক্যাপাসিট্যান্সের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে একটি LC ফিল্টারিং প্রভাব তৈরি করে, যার ফলে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি উপাদানগুলির অ্যাটেনুয়েশন হয়। এই প্রভাবটি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যানালগ সিগন্যালের (যেমন RF ফ্রন্ট-এন্ড) জন্য তাৎপর্যপূর্ণ। আমার অভিজ্ঞতা অনুসারে, 500MHz এর উপরের ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে, একটি একক ভায়ার সন্নিবেশ ক্ষতি 0.2~0.5dB পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে।

আরও সমস্যা হল যে ইন্ডাকট্যান্স সিগন্যালের রাইজ এবং ফল এজগুলিকে ধীর করে দেয়। উচ্চ-গতির অ্যানালগ সিগন্যালের জন্য, এটি ব্যান্ডউইথ হ্রাসে পরিণত হয়। স্যাম্পলিং ক্লক সিগন্যালের জন্য, একটি ধীর এজ সরাসরি জিটার প্রবর্তন করে, যা ADC-এর SNR-কে প্রভাবিত করে।

 

পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্সের প্রভাব

পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্স আরও সূক্ষ্ম। ভায়া প্যাড এবং রেফারেন্স প্লেনের মধ্যে ক্যাপাসিট্যান্স তৈরি হয়, যা সিগন্যাল লাইনে প্রয়োগ করা হয়, যার ফলে ইম্পিডেন্স কমে যায়। উচ্চ-ইম্পিডেন্স নোডগুলির (যেমন অপ-অ্যাম্প ইনপুট) জন্য, এই ক্যাপাসিট্যান্স সোর্স ইম্পিডেন্সের সাথে একটি ভোল্টেজ ডিভাইডার তৈরি করে, যার ফলে সিগন্যাল অ্যাটেনুয়েশন হয়।

[কেস স্টাডি] একটি প্রিসিশন পরিমাপ সার্কিটে, অপ-অ্যাম্প ইনপুট ইম্পিডেন্স 1MΩ এবং ভায়া পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্স 0.5pF। 100kHz-এ, ক্যাপাসিটর ইম্পিডেন্স প্রায় 3.2MΩ এবং প্রভাব তাৎপর্যপূর্ণ নয়। তবে, 10MHz-এ, ক্যাপাসিটর ইম্পিডেন্স 32kΩ-এ নেমে আসে এবং সিগন্যাল 30 গুণ অ্যাটেনুয়েটেড হয়!

 

স্টাব এফেক্ট: একটি উপেক্ষিত ফাঁদ
যদি একটি ভায়া সম্পূর্ণরূপে ব্যবহার না করা হয় (যেমন, L1 থেকে L3 পর্যন্ত, কিন্তু ভায়াটি পুরো বোর্ড জুড়ে চলে), ভায়ার নীচের অর্ধেক একটি "স্টাব" হয়ে যায়। এই স্টাবটি একটি অ্যান্টেনার মতো কাজ করে, একটি নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সিতে অনুরণিত হয়।

সর্বশেষ কোম্পানির খবর অ্যানালগ সিগন্যাল লাইনে কি ভায়া (vias) ব্যবহার করা যায়? কখন এটি ঠিক এবং কখন নয়?  1

অনুরণন ফ্রিকোয়েন্সি গণনা করার সূত্র হল: f = c / (4 × L × √Dk_eff)

যেখানে L হল স্টাব দৈর্ঘ্য, এবং Dk_eff হল কার্যকর ডাইইলেকট্রিক ধ্রুবক। যখন স্টাব দৈর্ঘ্য এক-চতুর্থাংশ তরঙ্গদৈর্ঘ্যে পৌঁছায় তখন সন্নিবেশ ক্ষতি নাটকীয়ভাবে বৃদ্ধি পায়। একটি স্ট্যান্ডার্ড 1.6mm পুরু চার-লেয়ার বোর্ডের জন্য, স্টাব অনুরণন ফ্রিকোয়েন্সি প্রায় 10~15GHz। তবে, যদি বোর্ডটি পুরু হয় বা স্টাবটি দীর্ঘ হয়, তবে অনুরণন ফ্রিকোয়েন্সি কম হবে, যা উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি অ্যানালগ সিগন্যালগুলিকে প্রভাবিত করবে।

【সতর্কতা】স্টাবের প্রভাব রৈখিক নয়। অনুরণন ফ্রিকোয়েন্সির কাছাকাছি সিগন্যাল কোয়ালিটি নাটকীয়ভাবে খারাপ হয়। যদি আপনার অ্যানালগ সিগন্যাল ফ্রিকোয়েন্সি অনুরণন বিন্দুর কাছাকাছি পড়ে, তবে ফলাফল গুরুতর হতে পারে।

 

রিটার্ন পাথ ব্যাহত

এটি অ্যানালগ সিগন্যাল ভায়াসের সবচেয়ে বড় লুকানো বিপদ। যখন একটি সিগন্যাল স্তর পরিবর্তন করে, তখন রিটার্ন কারেন্টও স্তর পরিবর্তন করে। যদি সিগন্যালটি L1 থেকে L3-এ পরিবর্তিত হয়, তবে রিটার্ন কারেন্ট, যা মূলত L2-এর গ্রাউন্ড প্লেনে প্রবাহিত হচ্ছিল, এখন L3-এর সংশ্লিষ্ট গ্রাউন্ড প্লেনে ফিরে যাওয়ার পথ খুঁজে বের করতে হবে।

সর্বশেষ কোম্পানির খবর অ্যানালগ সিগন্যাল লাইনে কি ভায়া (vias) ব্যবহার করা যায়? কখন এটি ঠিক এবং কখন নয়?  2

মিলিত গ্রাউন্ডিং ভায়াস ছাড়া, রিটার্ন কারেন্টকে দীর্ঘ পথ নিতে হয়, একটি বড় কারেন্ট লুপ তৈরি করে। এই লুপটি একটি অ্যান্টেনার মতো কাজ করে, যা হস্তক্ষেপ প্রেরণ এবং গ্রহণ উভয়ই করে। দুর্বল অ্যানালগ সিগন্যালের জন্য এটি মারাত্মক।

 

কখন ভায়াস ব্যবহার করা যেতে পারে?

এত ঝুঁকি আলোচনা করার পর, এর মানে কি অ্যানালগ সিগন্যালগুলি একেবারেই ভায়াস ব্যবহার করতে পারে না? অপরিহার্য নয়। কিছু ক্ষেত্রে, ভায়াস ব্যবহার করা যুক্তিসঙ্গত, এমনকি প্রয়োজনীয়ও।

 

নিম্ন-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যানালগ সিগন্যালগুলি ভায়াস ব্যবহার করতে পারে।

10MHz এর নিচের ফ্রিকোয়েন্সির অ্যানালগ সিগন্যালগুলি ভায়াসের পরজীবী প্যারামিটারগুলির প্রতি খুব সংবেদনশীল নয়। সাধারণ অডিও সিগন্যাল, ডিসি বায়াস এবং লো-স্পিড সেন্সিং সিগন্যালগুলি নিরাপদে স্তর পরিবর্তনের জন্য ভায়াস ব্যবহার করতে পারে। শুধু খুব বেশি ব্যবহার না করার জন্য সতর্ক থাকুন।

ব্যক্তিগতভাবে, আমি মনে করি ডিসি এবং লো-ফ্রিকোয়েন্সি সিগন্যালের উপর ভায়াসের প্রভাব নগণ্য। যদি না আপনার সিগন্যাল অত্যন্ত দুর্বল হয় (মাইক্রোভোল্ট রেঞ্জে), তবে খুব বেশি চিন্তা করবেন না।

 

পাওয়ার এবং গ্রাউন্ড লাইন অবশ্যই ভায়াস ব্যবহার করবে।

পাওয়ার এবং গ্রাউন্ড লাইনের জন্য ভায়াস ব্যবহার করা অপরিহার্য, এবং আপনার অনেকগুলি ব্যবহার করা উচিত। পাওয়ার ডিস্ট্রিবিউশন নেটওয়ার্ক (PDNs) এর জন্য লো-ইম্পিডেন্স পাথের প্রয়োজন হয়, এবং ভায়া ইন্ডাকট্যান্স একটি বাধা। সমান্তরাল সংযোগের সাথে সমতুল্য ইন্ডাকট্যান্স হ্রাস পায়।

【সুপারিশ】পাওয়ার ভায়াসের জন্য, 1A কারেন্টের জন্য কমপক্ষে 2-3টি ভায়া সুপারিশ করা হয়। উচ্চ-কারেন্ট অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আরও ভায়া প্রয়োজন (যেমন, পাওয়ার মডিউল ইনপুট); জায়গার অভাব করবেন না।

 

মিলিত রিটার্ন পাথ থাকলে ভায়াস ব্যবহার করা যেতে পারে।

যদি একটি গ্রাউন্ড ভায়া একটি সিগন্যাল ভায়ার পাশে অবস্থিত থাকে এবং গ্রাউন্ড ভায়াটি সিগন্যাল ভায়ার খুব কাছাকাছি থাকে (আদর্শভাবে 100mil এর কম), তবে রিটার্ন পাথ সম্পূর্ণ হয়। এই ক্ষেত্রে, অ্যানালগ সিগন্যালের উপর ভায়াসের প্রভাব অনেক কমে যায়।

বিশেষভাবে, প্রতিবার একটি সিগন্যাল ভায়া স্তর পরিবর্তন করলে, পুরানো এবং নতুন স্তরের গ্রাউন্ড সংযোগ করার জন্য এর পাশে একটি গ্রাউন্ড ভায়া রাখুন। ডিফারেনশিয়াল সিগন্যালের জন্য, দুটি সিগন্যাল ভায়ার মধ্যে একটি গ্রাউন্ড ভায়া রাখা ভাল।

 

ব্লাইন্ড ভায়াস/বার্ইড ভায়াস ব্যবহার করা যেতে পারে।

ব্লাইন্ড ভায়াস শুধুমাত্র একটি বাইরের স্তরকে একটি অভ্যন্তরীণ স্তরের সাথে সংযুক্ত করে, এবং বার্ইড ভায়াস শুধুমাত্র একটি অভ্যন্তরীণ স্তরকে সংযুক্ত করে; তাদের পরজীবী প্যারামিটারগুলি থ্রু-হোল ভায়াসের চেয়ে অনেক ছোট। আরও গুরুত্বপূর্ণভাবে, ব্লাইন্ড এবং বার্ইড ভায়াস দীর্ঘ স্টাব তৈরি করে না, যা তাদের উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সিগন্যালের জন্য অনেক বেশি বন্ধুত্বপূর্ণ করে তোলে।

যদি খরচ অনুমতি দেয়, তবে উচ্চ-প্রিসিশন এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যানালগ সার্কিটের জন্য ব্লাইন্ড বা বার্ইড ভায়াস পছন্দ করা উচিত। বিশেষ করে 24-বিট এবং তার উপরের ADC এবং GHz-লেভেলের RF সার্কিটের জন্য, ব্লাইন্ড এবং বার্ইড ভায়াস প্রায় স্ট্যান্ডার্ড।

 

কখন ভায়াস ব্যবহার করা উচিত নয়?

কিছু ক্ষেত্রে, অ্যানালগ সিগন্যাল লাইনের জন্য ভায়াস এড়ানো বা অত্যন্ত সতর্ক থাকা ভাল।

 

উচ্চ-প্রিসিশন অ্যানালগ সিগন্যালের জন্য সতর্কতা প্রয়োজন।

16-বিট এবং তার উপরের ADC/DAC, বা 80dB এর বেশি সিগন্যাল-টু-নয়েজ রেশিও প্রয়োজনীয়তা সহ সিস্টেমগুলির জন্য, অ্যানালগ সিগন্যাল পাথ যতটা সম্ভব পরিষ্কার হওয়া উচিত। ভায়াস দ্বারা প্রবর্তিত পরজীবী প্যারামিটারগুলি কোয়ান্টাইজেশন ত্রুটি বৃদ্ধি এবং INL/DNL এর অবনতির কারণ হতে পারে।

[উদাহরণ] একটি 24-বিট ডেটা অধিগ্রহণ সিস্টেম ডিজাইন করা হয়েছিল যার তাত্ত্বিক SNR 112dB। প্রকৃত পরীক্ষায় মাত্র 95dB দেখা গেছে। তদন্তের পর, দেখা গেল যে অ্যানালগ ইনপুট লাইনগুলিতে ভায়াস ছিল এবং স্টাব অনুরণন বিন্দুটি সিগন্যাল ব্যান্ডউইথের প্রান্তে পড়েছিল। রাউটিং একই স্তরে পরিবর্তন করার পর, SNR 108dB-এ উন্নত হয়েছিল।

 

উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যানালগ সিগন্যালের সাথে সতর্ক থাকুন।

100MHz (RF, হাই-স্পিড ক্লক) এর উপরের অ্যানালগ সিগন্যালের জন্য, ভায়াসের পরজীবী ইন্ডাকট্যান্স একটি বাধা হয়ে দাঁড়াতে পারে। সিগন্যাল এজগুলি খারাপ হবে, ইম্পিডেন্সের বিচ্ছিন্নতা দেখা দেবে, যার ফলে প্রতিফলন ঘটবে।

RF সিগন্যাল স্তর পরিবর্তনের জন্য, বিশেষভাবে ডিজাইন করা ভায়া কাঠামো ব্যবহার করা ভাল, যা অ্যান্টি-প্যাড অপ্টিমাইজেশান এবং গ্রাউন্ড ভায়া ফেন্সিংয়ের সাথে মিলিত। সাধারণ ভায়াস সরাসরি স্থাপন করলে খারাপ VSWR হবে।

 

সংবেদনশীল অ্যানালগ এলাকার নিচে ভায়াস রাখবেন না।

ক্রিস্টাল অসিলেটর, ফেজ-লকড লুপ, রেফারেন্স ভোল্টেজ উৎস এবং উচ্চ-ইম্পিডেন্স ইনপুট নোডের মতো সংবেদনশীল সার্কিটের কাছাকাছি অযাচিত ভায়াস এড়িয়ে চলুন। ভায়াস গ্রাউন্ড প্লেনের অখণ্ডতা ব্যাহত করতে পারে এবং অন্যান্য স্তর থেকে নয়েজ "গাইড" করতে পারে।

【দ্রষ্টব্য】বিশেষ করে ডিজিটাল সিগন্যাল ভায়াসের জন্য, অ্যানালগ সার্কিট এলাকার মধ্য দিয়ে কখনই যাবেন না। ডিজিটাল সিগন্যালের উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি নয়েজ ভায়াসের পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্সের মাধ্যমে অ্যানালগ লাইনে কাপল হতে পারে। আমার অভিজ্ঞতা অনুসারে, ডিজিটাল ভায়াসগুলি সংবেদনশীল অ্যানালগ সার্কিট থেকে কমপক্ষে 10mm দূরে থাকা উচিত।

 

গ্রাউন্ড প্লেন ব্যাহত হলে সতর্ক থাকুন।

যদি ভায়াসগুলি ঘনভাবে প্যাক করা হয়, গ্রাউন্ড প্লেনে একটি বড় উইন্ডো (অ্যান্টি-প্যাড) তৈরি করে, তবে গ্রাউন্ড প্লেনের ধারাবাহিকতা ব্যাহত হয়। রিটার্ন কারেন্টকে ঘুরপথে যেতে বাধ্য করা হয়, একটি লুপ অ্যান্টেনা তৈরি করে।

এই সমস্যাটি মিশ্র-সিগন্যাল PCB-তে বিশেষভাবে গুরুতর। যদি অ্যানালগ গ্রাউন্ড প্লেন ভায়াস দ্বারা ব্যাহত হয়, তবে ডিজিটাল নয়েজ কাপলিং পাথের মাধ্যমে অ্যানালগ এলাকায় প্রবেশ করতে পারে।

 

ব্যবহারিক ডিজাইন বিবেচনা

নীতি এবং সীমানা শর্তাবলী বোঝার পর, আমরা প্রকৃত ডিজাইনে কীভাবে এগিয়ে যাব? এখানে কিছু ব্যক্তিগত টিপস রয়েছে:

 

স্তর পরিবর্তন কমাতে আপনার রাউটিং কৌশল পরিকল্পনা করুন।

সেরা ভায়াস হল সেগুলি যা ড্রিল করা হয় না। প্লেসমেন্ট পর্যায়ে, রাউটিং পাথ স্পষ্টভাবে সংজ্ঞায়িত করুন এবং গুরুত্বপূর্ণ অ্যানালগ সিগন্যালগুলি একই স্তরে সম্পন্ন হয়েছে তা নিশ্চিত করার চেষ্টা করুন। যদি স্তর পরিবর্তন একেবারে প্রয়োজনীয় হয়, তবে চিপ পিনের কাছাকাছি এটি পরিবর্তনকে অগ্রাধিকার দিন এবং ট্রেসের মাঝখানে হঠাৎ ভায়াস ড্রিল করা এড়িয়ে চলুন।

 

ভায়া প্যারামিটার অপ্টিমাইজ করুন

যদি ভায়াসগুলি প্রয়োজনীয় হয়, তবে সেগুলিকে চরমভাবে অপ্টিমাইজ করুন:

  • ক্ষুদ্রতম ভায়া ব্যাস:0.2mm বা তার কম, যার ফলে কম পরজীবী প্যারামিটার হয়।
  • উপযুক্তভাবে অ্যান্টি-প্যাডগুলি বড় করুন:স্ট্যান্ডার্ড হল 10mil, হাই-স্পিড সিগন্যালগুলি 20~30mil পর্যন্ত বড় করা যেতে পারে।
  • প্যাডগুলি খুব বড় হওয়া উচিত নয়:অতিরিক্ত বড় প্যাডগুলি পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্স বাড়ায় এবং জায়গা নেয়।

মিলিত রিটার্ন ভায়াস

প্রতিটি সিগন্যাল ভায়ার জন্য, রিটার্ন পাথের কথা বিবেচনা করুন। যদি সিগন্যালটি L1 থেকে L3-এ পরিবর্তিত হয় এবং গ্রাউন্ড প্লেন L2-এ থাকে, তবে L2 এবং L3-এর গ্রাউন্ড সংযোগ করার জন্য সিগন্যাল ভায়ার পাশে একটি গ্রাউন্ড ভায়া স্থাপন করা উচিত।

গ্রাউন্ড ভায়াটি সিগন্যাল ভায়ার যতটা সম্ভব কাছাকাছি হওয়া উচিত; 100mil এর মধ্যে একটি নিরাপদ পরিসীমা। 50mil এর মধ্যে আরও ভাল।

অ্যানালগ-ডিজিটাল পৃথকীকরণ এবং বিচ্ছিন্নতা

সর্বশেষ কোম্পানির খবর অ্যানালগ সিগন্যাল লাইনে কি ভায়া (vias) ব্যবহার করা যায়? কখন এটি ঠিক এবং কখন নয়?  3

মিশ্র-সিগন্যাল PCB-এর জন্য, অ্যানালগ এবং ডিজিটাল এলাকাগুলি শারীরিকভাবে বিচ্ছিন্ন করা আবশ্যক। ভায়াসগুলিও বিচ্ছিন্ন করা উচিত, অ্যানালগ ভায়াসগুলি অ্যানালগ এলাকায় এবং ডিজিটাল ভায়াসগুলি ডিজিটাল এলাকায়। ডিজিটাল ভায়াসগুলিকে অ্যানালগ এলাকা "অতিক্রম" করতে দেবেন না।

যদি ADC/DAC-এর মতো মিশ্র-সিগন্যাল ডিভাইস উপস্থিত থাকে, তবে অ্যানালগ সিগন্যালগুলিকে ডিজিটাল এলাকার মধ্য দিয়ে দীর্ঘ দূরত্ব ভ্রমণ করা থেকে বিরত রাখতে ডিভাইসগুলির কাছাকাছি ভায়াস রাখুন।

 

সিমুলেশন যাচাইকরণ:

উচ্চ-গতি, উচ্চ-প্রিসিশন ডিজাইনের জন্য, কেবল অভিজ্ঞতার উপর নির্ভর করবেন না। ভায়াসের ইম্পিডেন্স, প্রতিফলন এবং সন্নিবেশ ক্ষতি পরীক্ষা করতে SI সিমুলেশন সরঞ্জাম ব্যবহার করুন। বিশেষ করে স্টাব অনুরণন বিন্দু; সিমুলেশন এটি অবিলম্বে প্রকাশ করবে।

সাধারণ ভুল ধারণা স্পষ্ট করা:

  • "কম ভায়াস ভাল"

—সম্পূর্ণ সত্য নয়। সিগন্যাল ভায়াসগুলি অবশ্যই কম হওয়া উচিত, তবে পাওয়ার এবং গ্রাউন্ড ভায়াসগুলি আরও বেশি হওয়া উচিত। মূল বিষয় হল তাদের ভিন্নভাবে বিবেচনা করা।

  • "অ্যানালগ গ্রাউন্ড ডিজিটাল গ্রাউন্ড থেকে আলাদা হতে হবে"

—অপরিহার্য নয়। সাধারণ সিস্টেমগুলি প্রায়শই একটি সমন্বিত গ্রাউন্ড প্লেন থেকে উপকৃত হয়। জটিল সিস্টেমগুলির জন্য পৃথকীকরণের প্রয়োজন হয়, এবং এমনকি তখনও, একক-বিন্দু সংযোগ প্রয়োজন।

  • "ব্লাইন্ড ভায়াসগুলি খুব ব্যয়বহুল এবং অপ্রয়োজনীয়"

—এটি অ্যাপ্লিকেশনের উপর নির্ভর করে। 24-বিট ADC এবং GHz RF-এর জন্য, ব্লাইন্ড ভায়াস একটি মূল্যবান বিনিয়োগ। সাধারণ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য, সেগুলি সত্যিই অপ্রয়োজনীয়।

 

সারসংক্ষেপ:

অ্যানালগ সিগন্যাল লাইনগুলি কি ভায়াস ব্যবহার করতে পারে? উত্তর হল: এটি নির্ভর করে। নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সিগুলি সংবেদনশীল নয়, তাই ভায়াস ব্যবহার করা যেতে পারে; উচ্চ প্রিসিশনের জন্য সতর্কতা প্রয়োজন, তাই সম্ভব হলে ভায়াস এড়িয়ে চলুন; উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিগুলির জন্য বিশেষ হ্যান্ডলিং প্রয়োজন, এবং যদি ব্যবহার করা হয়, তবে প্যারামিটারগুলি অপ্টিমাইজ করা উচিত। মূল নীতিগুলি হল:

  • সম্ভব হলে ভায়াস এড়িয়ে চলুন;

স্তর পরিবর্তন কমাতে আপনার রাউটিং কৌশল ভালভাবে পরিকল্পনা করুন।

  • যদি আপনাকে ভায়াস ব্যবহার করতেই হয়, তবে সেগুলি ভালভাবে ব্যবহার করুন;

ভায়া ব্যাস, অ্যান্টি-প্যাডগুলি অপ্টিমাইজ করুন এবং মিলিত রিটার্ন ভায়াস ব্যবহার করুন।

  • সংবেদনশীল সিগন্যালগুলি ঘুরপথে পাঠান;

স্টাবগুলি এড়াতে উচ্চ-প্রিসিশন, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যানালগ সিগন্যালগুলি টপ লেয়ারে রুট করুন।

  • অ্যানালগ এবং ডিজিটাল সিগন্যালগুলি ভাগ করুন;

নয়েজ কাপলিং এড়াতে ভায়াস দিয়ে অঞ্চলগুলি অতিক্রম করবেন না।

  • সিমুলেট এবং যাচাই করুন;

উচ্চ-গতি, উচ্চ-প্রিসিশন ডিজাইনের জন্য কেবল অভিজ্ঞতার উপর নির্ভর করবেন না।

 

যদিও ভায়াসগুলি ছোট, শেখার অনেক কিছু আছে। নীতিগুলি বুঝুন, সীমানাগুলি ধরুন এবং অ্যানালগ সিগন্যাল ভায়াসগুলি আপনার ডিজাইনে ফাঁদ হয়ে দাঁড়াবে না। আশা করি এই অভিজ্ঞতা সহায়ক হবে।

ব্যানার
খবর বিস্তারিত
Created with Pixso. বাড়ি Created with Pixso. খবর Created with Pixso.

অ্যানালগ সিগন্যাল লাইনে কি ভায়া (vias) ব্যবহার করা যায়? কখন এটি ঠিক এবং কখন নয়?

অ্যানালগ সিগন্যাল লাইনে কি ভায়া (vias) ব্যবহার করা যায়? কখন এটি ঠিক এবং কখন নয়?

ভূমিকা: একটি হতাশাজনক ডিবাগিং অভিজ্ঞতা

গত বছর, একটি প্রকল্পে, একটি 16-বিট ADC সেন্সর ডেটা অর্জন করছিল। পরিমাপ করা নয়েজ অত্যন্ত বেশি ছিল, SNR তাত্ত্বিক মানের চেয়ে প্রায় 15dB কম ছিল। সবকিছু পরীক্ষা করার পর, পাওয়ার সাপ্লাই রিপল ঠিক ছিল, রেফারেন্স ভোল্টেজ উৎস স্থিতিশীল ছিল এবং ADC-এর চারপাশে পর্যাপ্ত ডিকাপলিং ক্যাপাসিটর যোগ করা হয়েছিল। অবশেষে, সমস্যাটি একটি অস্পষ্ট জায়গায় আবিষ্কৃত হয়েছিল—একটি ভায়া অ্যানালগ ইনপুট সিগন্যাল লাইনের জন্য ব্যবহৃত হয়েছিল এবং এটি একটি অভ্যন্তরীণ স্তরে সরানো হয়েছিল।

সেই সময়ে, সেই ভায়াটি ডিজিটাল ক্লক ট্রেসের ভায়া থেকে 3mm এর কম দূরত্বে ছিল। পুনরায় নকশা করার পর, সমস্ত অ্যানালগ সিগন্যালকে টপ লেয়ারে স্থাপন করা অবিলম্বে সমস্যাটি সমাধান করে। এই অভিজ্ঞতাটি বেশ বেদনাদায়ক ছিল এবং আমাকে "অ্যানালগ সিগন্যাল লাইন ভায়াস" বিষয়ে গভীর ধারণা দিয়েছে।

আসলে, এই সমস্যাটি বেশ সাধারণ। PCB ডিজাইন করার সময় অনেক প্রকৌশলীর ভায়াস সম্পর্কে মেরুকৃত মনোভাব থাকে: হয় তারা সেগুলি ব্যবহার করতে ভয় পায়, সমস্ত ট্রেস একই স্তরে রুট করতে চায়; অথবা তারা সেগুলি অসাবধানতাবশত ব্যবহার করে, ভায়াসগুলিকে সম্পূর্ণভাবে উপেক্ষা করে। উভয় চরমই সমস্যার কারণ হতে পারে।

 

অ্যানালগ সিগন্যালের উপর ভায়াসের কী প্রভাব পড়ে?

কখন ভায়াস ব্যবহার করতে হবে এবং কখন করতে হবে না তা বোঝার জন্য, আমাদের প্রথমে বুঝতে হবে ভায়াসগুলি অ্যানালগ সিগন্যালের জন্য কী করে। একটি ভায়া কেবল একটি "তারের সংযোগ" নয়; এটি মূলত একটি পরজীবী ইন্ডাকট্যান্স এবং ক্যাপাসিট্যান্স সহ একটি কাঠামো।

সর্বশেষ কোম্পানির খবর অ্যানালগ সিগন্যাল লাইনে কি ভায়া (vias) ব্যবহার করা যায়? কখন এটি ঠিক এবং কখন নয়?  0

একটি 0.3mm ব্যাসের থ্রু-হোল ভায়ার প্রায় 0.5~1.2nH পরজীবী ইন্ডাকট্যান্স এবং 0.3~0.8pF পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্স থাকে। এই মানগুলি ছোট মনে হতে পারে, তবে অ্যানালগ সিগন্যালের উপর তাদের প্রভাব আপনি যা কল্পনা করতে পারেন তার চেয়ে অনেক বেশি হতে পারে।

 

পরজীবী ইন্ডাকট্যান্সের প্রভাব
পরজীবী ইন্ডাকট্যান্স সিগন্যাল পাথের ক্যাপাসিট্যান্সের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে একটি LC ফিল্টারিং প্রভাব তৈরি করে, যার ফলে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি উপাদানগুলির অ্যাটেনুয়েশন হয়। এই প্রভাবটি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যানালগ সিগন্যালের (যেমন RF ফ্রন্ট-এন্ড) জন্য তাৎপর্যপূর্ণ। আমার অভিজ্ঞতা অনুসারে, 500MHz এর উপরের ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে, একটি একক ভায়ার সন্নিবেশ ক্ষতি 0.2~0.5dB পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে।

আরও সমস্যা হল যে ইন্ডাকট্যান্স সিগন্যালের রাইজ এবং ফল এজগুলিকে ধীর করে দেয়। উচ্চ-গতির অ্যানালগ সিগন্যালের জন্য, এটি ব্যান্ডউইথ হ্রাসে পরিণত হয়। স্যাম্পলিং ক্লক সিগন্যালের জন্য, একটি ধীর এজ সরাসরি জিটার প্রবর্তন করে, যা ADC-এর SNR-কে প্রভাবিত করে।

 

পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্সের প্রভাব

পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্স আরও সূক্ষ্ম। ভায়া প্যাড এবং রেফারেন্স প্লেনের মধ্যে ক্যাপাসিট্যান্স তৈরি হয়, যা সিগন্যাল লাইনে প্রয়োগ করা হয়, যার ফলে ইম্পিডেন্স কমে যায়। উচ্চ-ইম্পিডেন্স নোডগুলির (যেমন অপ-অ্যাম্প ইনপুট) জন্য, এই ক্যাপাসিট্যান্স সোর্স ইম্পিডেন্সের সাথে একটি ভোল্টেজ ডিভাইডার তৈরি করে, যার ফলে সিগন্যাল অ্যাটেনুয়েশন হয়।

[কেস স্টাডি] একটি প্রিসিশন পরিমাপ সার্কিটে, অপ-অ্যাম্প ইনপুট ইম্পিডেন্স 1MΩ এবং ভায়া পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্স 0.5pF। 100kHz-এ, ক্যাপাসিটর ইম্পিডেন্স প্রায় 3.2MΩ এবং প্রভাব তাৎপর্যপূর্ণ নয়। তবে, 10MHz-এ, ক্যাপাসিটর ইম্পিডেন্স 32kΩ-এ নেমে আসে এবং সিগন্যাল 30 গুণ অ্যাটেনুয়েটেড হয়!

 

স্টাব এফেক্ট: একটি উপেক্ষিত ফাঁদ
যদি একটি ভায়া সম্পূর্ণরূপে ব্যবহার না করা হয় (যেমন, L1 থেকে L3 পর্যন্ত, কিন্তু ভায়াটি পুরো বোর্ড জুড়ে চলে), ভায়ার নীচের অর্ধেক একটি "স্টাব" হয়ে যায়। এই স্টাবটি একটি অ্যান্টেনার মতো কাজ করে, একটি নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সিতে অনুরণিত হয়।

সর্বশেষ কোম্পানির খবর অ্যানালগ সিগন্যাল লাইনে কি ভায়া (vias) ব্যবহার করা যায়? কখন এটি ঠিক এবং কখন নয়?  1

অনুরণন ফ্রিকোয়েন্সি গণনা করার সূত্র হল: f = c / (4 × L × √Dk_eff)

যেখানে L হল স্টাব দৈর্ঘ্য, এবং Dk_eff হল কার্যকর ডাইইলেকট্রিক ধ্রুবক। যখন স্টাব দৈর্ঘ্য এক-চতুর্থাংশ তরঙ্গদৈর্ঘ্যে পৌঁছায় তখন সন্নিবেশ ক্ষতি নাটকীয়ভাবে বৃদ্ধি পায়। একটি স্ট্যান্ডার্ড 1.6mm পুরু চার-লেয়ার বোর্ডের জন্য, স্টাব অনুরণন ফ্রিকোয়েন্সি প্রায় 10~15GHz। তবে, যদি বোর্ডটি পুরু হয় বা স্টাবটি দীর্ঘ হয়, তবে অনুরণন ফ্রিকোয়েন্সি কম হবে, যা উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি অ্যানালগ সিগন্যালগুলিকে প্রভাবিত করবে।

【সতর্কতা】স্টাবের প্রভাব রৈখিক নয়। অনুরণন ফ্রিকোয়েন্সির কাছাকাছি সিগন্যাল কোয়ালিটি নাটকীয়ভাবে খারাপ হয়। যদি আপনার অ্যানালগ সিগন্যাল ফ্রিকোয়েন্সি অনুরণন বিন্দুর কাছাকাছি পড়ে, তবে ফলাফল গুরুতর হতে পারে।

 

রিটার্ন পাথ ব্যাহত

এটি অ্যানালগ সিগন্যাল ভায়াসের সবচেয়ে বড় লুকানো বিপদ। যখন একটি সিগন্যাল স্তর পরিবর্তন করে, তখন রিটার্ন কারেন্টও স্তর পরিবর্তন করে। যদি সিগন্যালটি L1 থেকে L3-এ পরিবর্তিত হয়, তবে রিটার্ন কারেন্ট, যা মূলত L2-এর গ্রাউন্ড প্লেনে প্রবাহিত হচ্ছিল, এখন L3-এর সংশ্লিষ্ট গ্রাউন্ড প্লেনে ফিরে যাওয়ার পথ খুঁজে বের করতে হবে।

সর্বশেষ কোম্পানির খবর অ্যানালগ সিগন্যাল লাইনে কি ভায়া (vias) ব্যবহার করা যায়? কখন এটি ঠিক এবং কখন নয়?  2

মিলিত গ্রাউন্ডিং ভায়াস ছাড়া, রিটার্ন কারেন্টকে দীর্ঘ পথ নিতে হয়, একটি বড় কারেন্ট লুপ তৈরি করে। এই লুপটি একটি অ্যান্টেনার মতো কাজ করে, যা হস্তক্ষেপ প্রেরণ এবং গ্রহণ উভয়ই করে। দুর্বল অ্যানালগ সিগন্যালের জন্য এটি মারাত্মক।

 

কখন ভায়াস ব্যবহার করা যেতে পারে?

এত ঝুঁকি আলোচনা করার পর, এর মানে কি অ্যানালগ সিগন্যালগুলি একেবারেই ভায়াস ব্যবহার করতে পারে না? অপরিহার্য নয়। কিছু ক্ষেত্রে, ভায়াস ব্যবহার করা যুক্তিসঙ্গত, এমনকি প্রয়োজনীয়ও।

 

নিম্ন-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যানালগ সিগন্যালগুলি ভায়াস ব্যবহার করতে পারে।

10MHz এর নিচের ফ্রিকোয়েন্সির অ্যানালগ সিগন্যালগুলি ভায়াসের পরজীবী প্যারামিটারগুলির প্রতি খুব সংবেদনশীল নয়। সাধারণ অডিও সিগন্যাল, ডিসি বায়াস এবং লো-স্পিড সেন্সিং সিগন্যালগুলি নিরাপদে স্তর পরিবর্তনের জন্য ভায়াস ব্যবহার করতে পারে। শুধু খুব বেশি ব্যবহার না করার জন্য সতর্ক থাকুন।

ব্যক্তিগতভাবে, আমি মনে করি ডিসি এবং লো-ফ্রিকোয়েন্সি সিগন্যালের উপর ভায়াসের প্রভাব নগণ্য। যদি না আপনার সিগন্যাল অত্যন্ত দুর্বল হয় (মাইক্রোভোল্ট রেঞ্জে), তবে খুব বেশি চিন্তা করবেন না।

 

পাওয়ার এবং গ্রাউন্ড লাইন অবশ্যই ভায়াস ব্যবহার করবে।

পাওয়ার এবং গ্রাউন্ড লাইনের জন্য ভায়াস ব্যবহার করা অপরিহার্য, এবং আপনার অনেকগুলি ব্যবহার করা উচিত। পাওয়ার ডিস্ট্রিবিউশন নেটওয়ার্ক (PDNs) এর জন্য লো-ইম্পিডেন্স পাথের প্রয়োজন হয়, এবং ভায়া ইন্ডাকট্যান্স একটি বাধা। সমান্তরাল সংযোগের সাথে সমতুল্য ইন্ডাকট্যান্স হ্রাস পায়।

【সুপারিশ】পাওয়ার ভায়াসের জন্য, 1A কারেন্টের জন্য কমপক্ষে 2-3টি ভায়া সুপারিশ করা হয়। উচ্চ-কারেন্ট অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আরও ভায়া প্রয়োজন (যেমন, পাওয়ার মডিউল ইনপুট); জায়গার অভাব করবেন না।

 

মিলিত রিটার্ন পাথ থাকলে ভায়াস ব্যবহার করা যেতে পারে।

যদি একটি গ্রাউন্ড ভায়া একটি সিগন্যাল ভায়ার পাশে অবস্থিত থাকে এবং গ্রাউন্ড ভায়াটি সিগন্যাল ভায়ার খুব কাছাকাছি থাকে (আদর্শভাবে 100mil এর কম), তবে রিটার্ন পাথ সম্পূর্ণ হয়। এই ক্ষেত্রে, অ্যানালগ সিগন্যালের উপর ভায়াসের প্রভাব অনেক কমে যায়।

বিশেষভাবে, প্রতিবার একটি সিগন্যাল ভায়া স্তর পরিবর্তন করলে, পুরানো এবং নতুন স্তরের গ্রাউন্ড সংযোগ করার জন্য এর পাশে একটি গ্রাউন্ড ভায়া রাখুন। ডিফারেনশিয়াল সিগন্যালের জন্য, দুটি সিগন্যাল ভায়ার মধ্যে একটি গ্রাউন্ড ভায়া রাখা ভাল।

 

ব্লাইন্ড ভায়াস/বার্ইড ভায়াস ব্যবহার করা যেতে পারে।

ব্লাইন্ড ভায়াস শুধুমাত্র একটি বাইরের স্তরকে একটি অভ্যন্তরীণ স্তরের সাথে সংযুক্ত করে, এবং বার্ইড ভায়াস শুধুমাত্র একটি অভ্যন্তরীণ স্তরকে সংযুক্ত করে; তাদের পরজীবী প্যারামিটারগুলি থ্রু-হোল ভায়াসের চেয়ে অনেক ছোট। আরও গুরুত্বপূর্ণভাবে, ব্লাইন্ড এবং বার্ইড ভায়াস দীর্ঘ স্টাব তৈরি করে না, যা তাদের উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সিগন্যালের জন্য অনেক বেশি বন্ধুত্বপূর্ণ করে তোলে।

যদি খরচ অনুমতি দেয়, তবে উচ্চ-প্রিসিশন এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যানালগ সার্কিটের জন্য ব্লাইন্ড বা বার্ইড ভায়াস পছন্দ করা উচিত। বিশেষ করে 24-বিট এবং তার উপরের ADC এবং GHz-লেভেলের RF সার্কিটের জন্য, ব্লাইন্ড এবং বার্ইড ভায়াস প্রায় স্ট্যান্ডার্ড।

 

কখন ভায়াস ব্যবহার করা উচিত নয়?

কিছু ক্ষেত্রে, অ্যানালগ সিগন্যাল লাইনের জন্য ভায়াস এড়ানো বা অত্যন্ত সতর্ক থাকা ভাল।

 

উচ্চ-প্রিসিশন অ্যানালগ সিগন্যালের জন্য সতর্কতা প্রয়োজন।

16-বিট এবং তার উপরের ADC/DAC, বা 80dB এর বেশি সিগন্যাল-টু-নয়েজ রেশিও প্রয়োজনীয়তা সহ সিস্টেমগুলির জন্য, অ্যানালগ সিগন্যাল পাথ যতটা সম্ভব পরিষ্কার হওয়া উচিত। ভায়াস দ্বারা প্রবর্তিত পরজীবী প্যারামিটারগুলি কোয়ান্টাইজেশন ত্রুটি বৃদ্ধি এবং INL/DNL এর অবনতির কারণ হতে পারে।

[উদাহরণ] একটি 24-বিট ডেটা অধিগ্রহণ সিস্টেম ডিজাইন করা হয়েছিল যার তাত্ত্বিক SNR 112dB। প্রকৃত পরীক্ষায় মাত্র 95dB দেখা গেছে। তদন্তের পর, দেখা গেল যে অ্যানালগ ইনপুট লাইনগুলিতে ভায়াস ছিল এবং স্টাব অনুরণন বিন্দুটি সিগন্যাল ব্যান্ডউইথের প্রান্তে পড়েছিল। রাউটিং একই স্তরে পরিবর্তন করার পর, SNR 108dB-এ উন্নত হয়েছিল।

 

উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যানালগ সিগন্যালের সাথে সতর্ক থাকুন।

100MHz (RF, হাই-স্পিড ক্লক) এর উপরের অ্যানালগ সিগন্যালের জন্য, ভায়াসের পরজীবী ইন্ডাকট্যান্স একটি বাধা হয়ে দাঁড়াতে পারে। সিগন্যাল এজগুলি খারাপ হবে, ইম্পিডেন্সের বিচ্ছিন্নতা দেখা দেবে, যার ফলে প্রতিফলন ঘটবে।

RF সিগন্যাল স্তর পরিবর্তনের জন্য, বিশেষভাবে ডিজাইন করা ভায়া কাঠামো ব্যবহার করা ভাল, যা অ্যান্টি-প্যাড অপ্টিমাইজেশান এবং গ্রাউন্ড ভায়া ফেন্সিংয়ের সাথে মিলিত। সাধারণ ভায়াস সরাসরি স্থাপন করলে খারাপ VSWR হবে।

 

সংবেদনশীল অ্যানালগ এলাকার নিচে ভায়াস রাখবেন না।

ক্রিস্টাল অসিলেটর, ফেজ-লকড লুপ, রেফারেন্স ভোল্টেজ উৎস এবং উচ্চ-ইম্পিডেন্স ইনপুট নোডের মতো সংবেদনশীল সার্কিটের কাছাকাছি অযাচিত ভায়াস এড়িয়ে চলুন। ভায়াস গ্রাউন্ড প্লেনের অখণ্ডতা ব্যাহত করতে পারে এবং অন্যান্য স্তর থেকে নয়েজ "গাইড" করতে পারে।

【দ্রষ্টব্য】বিশেষ করে ডিজিটাল সিগন্যাল ভায়াসের জন্য, অ্যানালগ সার্কিট এলাকার মধ্য দিয়ে কখনই যাবেন না। ডিজিটাল সিগন্যালের উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি নয়েজ ভায়াসের পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্সের মাধ্যমে অ্যানালগ লাইনে কাপল হতে পারে। আমার অভিজ্ঞতা অনুসারে, ডিজিটাল ভায়াসগুলি সংবেদনশীল অ্যানালগ সার্কিট থেকে কমপক্ষে 10mm দূরে থাকা উচিত।

 

গ্রাউন্ড প্লেন ব্যাহত হলে সতর্ক থাকুন।

যদি ভায়াসগুলি ঘনভাবে প্যাক করা হয়, গ্রাউন্ড প্লেনে একটি বড় উইন্ডো (অ্যান্টি-প্যাড) তৈরি করে, তবে গ্রাউন্ড প্লেনের ধারাবাহিকতা ব্যাহত হয়। রিটার্ন কারেন্টকে ঘুরপথে যেতে বাধ্য করা হয়, একটি লুপ অ্যান্টেনা তৈরি করে।

এই সমস্যাটি মিশ্র-সিগন্যাল PCB-তে বিশেষভাবে গুরুতর। যদি অ্যানালগ গ্রাউন্ড প্লেন ভায়াস দ্বারা ব্যাহত হয়, তবে ডিজিটাল নয়েজ কাপলিং পাথের মাধ্যমে অ্যানালগ এলাকায় প্রবেশ করতে পারে।

 

ব্যবহারিক ডিজাইন বিবেচনা

নীতি এবং সীমানা শর্তাবলী বোঝার পর, আমরা প্রকৃত ডিজাইনে কীভাবে এগিয়ে যাব? এখানে কিছু ব্যক্তিগত টিপস রয়েছে:

 

স্তর পরিবর্তন কমাতে আপনার রাউটিং কৌশল পরিকল্পনা করুন।

সেরা ভায়াস হল সেগুলি যা ড্রিল করা হয় না। প্লেসমেন্ট পর্যায়ে, রাউটিং পাথ স্পষ্টভাবে সংজ্ঞায়িত করুন এবং গুরুত্বপূর্ণ অ্যানালগ সিগন্যালগুলি একই স্তরে সম্পন্ন হয়েছে তা নিশ্চিত করার চেষ্টা করুন। যদি স্তর পরিবর্তন একেবারে প্রয়োজনীয় হয়, তবে চিপ পিনের কাছাকাছি এটি পরিবর্তনকে অগ্রাধিকার দিন এবং ট্রেসের মাঝখানে হঠাৎ ভায়াস ড্রিল করা এড়িয়ে চলুন।

 

ভায়া প্যারামিটার অপ্টিমাইজ করুন

যদি ভায়াসগুলি প্রয়োজনীয় হয়, তবে সেগুলিকে চরমভাবে অপ্টিমাইজ করুন:

  • ক্ষুদ্রতম ভায়া ব্যাস:0.2mm বা তার কম, যার ফলে কম পরজীবী প্যারামিটার হয়।
  • উপযুক্তভাবে অ্যান্টি-প্যাডগুলি বড় করুন:স্ট্যান্ডার্ড হল 10mil, হাই-স্পিড সিগন্যালগুলি 20~30mil পর্যন্ত বড় করা যেতে পারে।
  • প্যাডগুলি খুব বড় হওয়া উচিত নয়:অতিরিক্ত বড় প্যাডগুলি পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্স বাড়ায় এবং জায়গা নেয়।

মিলিত রিটার্ন ভায়াস

প্রতিটি সিগন্যাল ভায়ার জন্য, রিটার্ন পাথের কথা বিবেচনা করুন। যদি সিগন্যালটি L1 থেকে L3-এ পরিবর্তিত হয় এবং গ্রাউন্ড প্লেন L2-এ থাকে, তবে L2 এবং L3-এর গ্রাউন্ড সংযোগ করার জন্য সিগন্যাল ভায়ার পাশে একটি গ্রাউন্ড ভায়া স্থাপন করা উচিত।

গ্রাউন্ড ভায়াটি সিগন্যাল ভায়ার যতটা সম্ভব কাছাকাছি হওয়া উচিত; 100mil এর মধ্যে একটি নিরাপদ পরিসীমা। 50mil এর মধ্যে আরও ভাল।

অ্যানালগ-ডিজিটাল পৃথকীকরণ এবং বিচ্ছিন্নতা

সর্বশেষ কোম্পানির খবর অ্যানালগ সিগন্যাল লাইনে কি ভায়া (vias) ব্যবহার করা যায়? কখন এটি ঠিক এবং কখন নয়?  3

মিশ্র-সিগন্যাল PCB-এর জন্য, অ্যানালগ এবং ডিজিটাল এলাকাগুলি শারীরিকভাবে বিচ্ছিন্ন করা আবশ্যক। ভায়াসগুলিও বিচ্ছিন্ন করা উচিত, অ্যানালগ ভায়াসগুলি অ্যানালগ এলাকায় এবং ডিজিটাল ভায়াসগুলি ডিজিটাল এলাকায়। ডিজিটাল ভায়াসগুলিকে অ্যানালগ এলাকা "অতিক্রম" করতে দেবেন না।

যদি ADC/DAC-এর মতো মিশ্র-সিগন্যাল ডিভাইস উপস্থিত থাকে, তবে অ্যানালগ সিগন্যালগুলিকে ডিজিটাল এলাকার মধ্য দিয়ে দীর্ঘ দূরত্ব ভ্রমণ করা থেকে বিরত রাখতে ডিভাইসগুলির কাছাকাছি ভায়াস রাখুন।

 

সিমুলেশন যাচাইকরণ:

উচ্চ-গতি, উচ্চ-প্রিসিশন ডিজাইনের জন্য, কেবল অভিজ্ঞতার উপর নির্ভর করবেন না। ভায়াসের ইম্পিডেন্স, প্রতিফলন এবং সন্নিবেশ ক্ষতি পরীক্ষা করতে SI সিমুলেশন সরঞ্জাম ব্যবহার করুন। বিশেষ করে স্টাব অনুরণন বিন্দু; সিমুলেশন এটি অবিলম্বে প্রকাশ করবে।

সাধারণ ভুল ধারণা স্পষ্ট করা:

  • "কম ভায়াস ভাল"

—সম্পূর্ণ সত্য নয়। সিগন্যাল ভায়াসগুলি অবশ্যই কম হওয়া উচিত, তবে পাওয়ার এবং গ্রাউন্ড ভায়াসগুলি আরও বেশি হওয়া উচিত। মূল বিষয় হল তাদের ভিন্নভাবে বিবেচনা করা।

  • "অ্যানালগ গ্রাউন্ড ডিজিটাল গ্রাউন্ড থেকে আলাদা হতে হবে"

—অপরিহার্য নয়। সাধারণ সিস্টেমগুলি প্রায়শই একটি সমন্বিত গ্রাউন্ড প্লেন থেকে উপকৃত হয়। জটিল সিস্টেমগুলির জন্য পৃথকীকরণের প্রয়োজন হয়, এবং এমনকি তখনও, একক-বিন্দু সংযোগ প্রয়োজন।

  • "ব্লাইন্ড ভায়াসগুলি খুব ব্যয়বহুল এবং অপ্রয়োজনীয়"

—এটি অ্যাপ্লিকেশনের উপর নির্ভর করে। 24-বিট ADC এবং GHz RF-এর জন্য, ব্লাইন্ড ভায়াস একটি মূল্যবান বিনিয়োগ। সাধারণ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য, সেগুলি সত্যিই অপ্রয়োজনীয়।

 

সারসংক্ষেপ:

অ্যানালগ সিগন্যাল লাইনগুলি কি ভায়াস ব্যবহার করতে পারে? উত্তর হল: এটি নির্ভর করে। নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সিগুলি সংবেদনশীল নয়, তাই ভায়াস ব্যবহার করা যেতে পারে; উচ্চ প্রিসিশনের জন্য সতর্কতা প্রয়োজন, তাই সম্ভব হলে ভায়াস এড়িয়ে চলুন; উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিগুলির জন্য বিশেষ হ্যান্ডলিং প্রয়োজন, এবং যদি ব্যবহার করা হয়, তবে প্যারামিটারগুলি অপ্টিমাইজ করা উচিত। মূল নীতিগুলি হল:

  • সম্ভব হলে ভায়াস এড়িয়ে চলুন;

স্তর পরিবর্তন কমাতে আপনার রাউটিং কৌশল ভালভাবে পরিকল্পনা করুন।

  • যদি আপনাকে ভায়াস ব্যবহার করতেই হয়, তবে সেগুলি ভালভাবে ব্যবহার করুন;

ভায়া ব্যাস, অ্যান্টি-প্যাডগুলি অপ্টিমাইজ করুন এবং মিলিত রিটার্ন ভায়াস ব্যবহার করুন।

  • সংবেদনশীল সিগন্যালগুলি ঘুরপথে পাঠান;

স্টাবগুলি এড়াতে উচ্চ-প্রিসিশন, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যানালগ সিগন্যালগুলি টপ লেয়ারে রুট করুন।

  • অ্যানালগ এবং ডিজিটাল সিগন্যালগুলি ভাগ করুন;

নয়েজ কাপলিং এড়াতে ভায়াস দিয়ে অঞ্চলগুলি অতিক্রম করবেন না।

  • সিমুলেট এবং যাচাই করুন;

উচ্চ-গতি, উচ্চ-প্রিসিশন ডিজাইনের জন্য কেবল অভিজ্ঞতার উপর নির্ভর করবেন না।

 

যদিও ভায়াসগুলি ছোট, শেখার অনেক কিছু আছে। নীতিগুলি বুঝুন, সীমানাগুলি ধরুন এবং অ্যানালগ সিগন্যাল ভায়াসগুলি আপনার ডিজাইনে ফাঁদ হয়ে দাঁড়াবে না। আশা করি এই অভিজ্ঞতা সহায়ক হবে।