सर्किट घनत्व को बढ़ाते हुए प्रदर्शन में सुधार के लिए हाई-स्पीड बोर्ड टू बोर्ड कनेक्टर का उपयोग करना

इलेक्ट्रॉनिक उपकरण लगातार सिकुड़ रहे हैं, जबकि डाटा ट्रांसमिशन की दर लगातार बढ़ रही है।वे डेटा ट्रांसमिशन दर बनाए रखते हुए एक छोटी जगह में अधिक सर्किट को एकीकृत करने में सक्षम होना चाहिएविद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई) को यथासंभव कम करने के लिए डिजाइनरों को वायु शीतलन और भौतिक अलगाव के मुद्दों को भी संबोधित करना चाहिए।

प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (पीसी बोर्ड) को ढेर करना सर्किट घनत्व बढ़ाने के लिए एक आम विधि है। बेटी बोर्ड और सैंडविच बेटी बोर्ड का उपयोग करके, अधिक सर्किट बोर्ड स्थान प्राप्त किया जा सकता है,शीतलन और सिग्नल अलगाव मार्गों का निर्माण करते समय.

यह लेख उच्च गति वाले सर्किट डिजाइनरों के सामने आने वाली विभिन्न चुनौतियों का संक्षिप्त रूप से वर्णन करता है।फिर बोर्ड कनेक्टर्स के लिए बोर्ड कनेक्टर्स के लिए Würth Elektronik के बोर्ड का परिचय और कैसे इन कनेक्टर्स का उपयोग करने के लिए संकेत अखंडता बनाए रखते हुए विश्वसनीय संकेत कनेक्शन प्राप्त करने के लिए समझाने.

सैंडविच पैनल
सैंडविच पैनल का लेआउट दो समानांतर सर्किट बोर्डों से बना है जो ऊर्ध्वाधर रूप से ढेर हैं, जो बोर्ड से बोर्ड कनेक्टरों के माध्यम से विद्युत रूप से जुड़े हुए हैं (चित्र 1, बाएं) ।

बहु स्तंभ सैंडविच घुड़सवार सर्किट बोर्ड
चित्र 1: बायीं ओर की छवि में कई सैंडविच-माउंटेड प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (पीसीबी) के उदाहरण दिखाए गए हैं; दाईं ओर का चित्र सबबोर्ड की स्थापना विधि दिखाता है,जो कनेक्टरों के माध्यम से स्थापित किया जा सकता है, सतह माउंट तकनीक, या घुमावदार इन्सुलेशन कॉलम (छवि स्रोतः Würth Elektronik)

दो सर्किट बोर्डों से युक्त बोर्ड-टू-बोर्ड व्यवस्था सर्किट में अधिक भौतिक स्थान लाती है। इस संरचना का उपयोग वॉल्यूमेट्रिक दक्षता में सुधार, विनिमेयता प्राप्त करने,या वायु प्रवाह में सुधार और ईएमआई को कम करने के लिए भौतिक अलगाव का गठनबोर्ड से बोर्ड कनेक्टर सीधे केबल के उपयोग के बिना सर्किट बोर्ड से जुड़े होते हैं। सैंडविच पैनल कनेक्टर निर्धारित बोर्ड रिक्ति के साथ कई स्टैकिंग ऊंचाइयों को प्राप्त कर सकता है।ऊपरी सर्किट बोर्ड कनेक्टरों द्वारा समर्थित और तय किया जा सकता है, या कंपन और प्रभाव प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए सतह माउंट या घुमावदार अलगाव स्तंभों के साथ तय (चित्र 1, दाईं ओर) ।

सिग्नल अखंडता के लिए विचार कारक
सिग्नल अखंडता का वर्णन करता है कि एक सर्किट बोर्ड से दूसरे सर्किट बोर्ड में कनेक्टर के माध्यम से सिग्नल कैसे विकृत या कमजोर होते हैं। इनमें से कुछ प्रभाव, जैसे संपर्क प्रतिरोध,आवृत्ति स्वतंत्र हैं और गणना में आसानी से शामिल किया जा सकता है और सही कर रहे हैं.

हालांकि, आवृत्ति से संबंधित दो प्रमुख संकेत अखंडता मापदंड प्रतिबिंबन गुणांक (ρ) और संचरण गुणांक (t) हैं (चित्र 2) ।संचरण गुणांक आमतौर पर सम्मिलन हानि का उपयोग करके डेसिबल (डीबी) में व्यक्त किया जाता हैप्रतिबिंबन गुणांक (वापसी हानि) प्रतिबिंबित संकेतों के प्रतिबिंबन के कारण होता है जब प्रतिबाधा मूल्य चरणों का सामना करना पड़ता है।सम्मिलन हानि का उपयोग संचरण पथ के क्षीणन को मापने के लिए किया जाता हैदोनों कनेक्टर प्रतिबाधा (ZCAB) के सापेक्ष पीसी बोर्ड लाइन प्रतिबाधा (Zs) पर निर्भर करते हैं।

दोनों वापसी हानि और सम्मिलन हानि कनेक्टर के प्रतिबाधा पर निर्भर करता है
चित्र 2: रिटर्न हानि और सम्मिलन हानि पीसी बोर्ड लाइन प्रतिबाधा के सापेक्ष कनेक्टर प्रतिबाधा पर निर्भर करती है (छवि स्रोतः Würth Elektronik)

संचरण हानि कनेक्टर के माध्यम से गुजरने वाले सिग्नल के आयाम को कम करेगी और मार्ग की लंबाई और कनेक्टर की ज्यामितीय संरचना के आनुपातिक है।निकट अंत क्रॉसस्टॉक (NEXT) या दूर अंत क्रॉसस्टॉक (FEXT) भी कुछ ऊर्जा हानि का कारण बन सकता है. Return loss and transmission coefficient are frequency dependent parameters that depend on the difference between the connector impedance (simulated as a cable) and the circuit board transmission line impedance (assumed to be 50 Ω in this example)प्रतिबिंबन गुणांक और संचरण गुणांक दिखाए गए सूत्रों द्वारा परिभाषित किए जाते हैं।

चित्र 2 में कनेक्टर (केबल) के प्रतिबाधा के साथ इन मापदंडों का परिवर्तन दिखाया गया है। यदि कनेक्टर का प्रतिबाधा 50 Ω है,सैद्धांतिक प्रतिफल हानि शून्य है और संचरण गुणांक 100% हैयदि कनेक्टर का प्रतिबाधा 50 Ω से विचलित होता है,प्रासंगिक मापदंडों में परिवर्तन 50 Ω से कनेक्टर प्रतिबाधा के विचलन मूल्य और आवृत्ति के आनुपातिक होंगेकनेक्टर्स में, प्रतिबाधा उपयोग की जाने वाली इन्सुलेशन सामग्री और पिन की ज्यामितीय संरचना पर निर्भर करती है, जिसमें चौड़ाई, लंबाई और दूरी (अंतर) शामिल हैं। इसके अतिरिक्त,आसन्न पिनों का वायरिंग भी उस पर प्रभाव डाल सकता है.

उच्च गति डेटा प्रसारण के लिए दो सामान्य वायरिंग कॉन्फ़िगरेशन हैं (चित्र 3): एक एकल अंत संरचना है, जहां डेटा सिग्नल को जमीन पर संदर्भित किया जाता है;एक अन्य प्रकार अंतर संरचना है, जो दो पूरक संकेत लाइनों का उपयोग करता है, और डेटा संकेत का आयाम दो संकेत लाइनों के बीच वोल्टेज अंतर है।दोहरी सिग्नल लाइनों पर शोर और हस्तक्षेप को कम करने के लिए अंतर संकेतों का उपयोग किया जाता हैआम तौर पर, अंतर संकेतों का उपयोग उच्चतम डेटा दर वाले अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है। शोर पिकअप को कम करने के लिए डेटा संकेतों को आमतौर पर एक या अधिक ग्राउंड संकेतों के साथ जोड़ा जाता है।