CAN বাস প্রযুক্তি ক্রমশ বিস্তৃত হচ্ছে। যাইহোক, শিল্প সরঞ্জাম এবং শিল্প অটোমেশনের মতো ক্ষেত্রে গুরুতর ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপের কারণে, স্বাভাবিক CAN বাস যোগাযোগ নিশ্চিত করা বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ। এই নিবন্ধটি উচ্চ-গতির ক্যান এফডি ট্রান্সসিভার ব্যবহার করে বাস নেটওয়ার্কগুলিতে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপের কারণগুলি বিশ্লেষণ করবে, সেইসাথে উন্নতির জন্য নির্দিষ্ট সমাধানগুলি।
CAN FD নেটওয়ার্কে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক সামঞ্জস্য বিশ্লেষণ
ইলেকট্রনিক পণ্যের ডিজাইনে, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক কম্প্যাটিবিলিটি (EMC) পারফরম্যান্স সিস্টেমে একটি উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে এবং এর স্বাভাবিক ও স্থিতিশীল অপারেশনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ। ইলেকট্রনিক পণ্যের ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক সামঞ্জস্যের উপর বাধ্যতামূলক বিধিনিষেধ ইতিমধ্যে বিশ্বব্যাপী প্রয়োগ করা হয়েছে, এবং EMC কার্যকারিতা পণ্যের গুণমানের একটি প্রধান সূচক হয়ে উঠেছে।
ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক সামঞ্জস্য প্রাথমিকভাবে দুটি দিককে অন্তর্ভুক্ত করে: একটি হল পণ্যের দ্বারা উত্পন্ন প্রতিকূল ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপ, যা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফারেন্স ইমিশন (ইএমআই) নামে পরিচিত; অন্যটি হল বাহ্যিক ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক সিগন্যালের প্রতি পণ্যের সংবেদনশীলতা, যা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক সংবেদনশীলতা (ইএমএস) নামে পরিচিত। হস্তক্ষেপের উৎস, কাপলিং পাথ এবং সংবেদনশীল সরঞ্জাম হল ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক সামঞ্জস্যের তিনটি অপরিহার্য উপাদান এবং কোনোটিই বাদ দেওয়া যাবে না।
ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপ সংকেত দুটি পথের মাধ্যমে মিলিত হতে পারে: পরিচালিত এবং বিকিরণ। কাপলিং মেকানিজমের উপর নির্ভর করে, হস্তক্ষেপকে সাধারণ-মোড হস্তক্ষেপ এবং ডিফারেনশিয়াল-মোড হস্তক্ষেপে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়। সাধারণ-মোড হস্তক্ষেপ সমস্ত সিগন্যাল লাইনের (সিগন্যাল লাইন, ডেটা লাইন এবং পাওয়ার লাইন সহ) এবং গ্রাউন্ডের মধ্যে ঘটে, যখন ডিফারেনশিয়াল-মোড হস্তক্ষেপ সংকেত লাইনের মধ্যে ঘটে।
ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক কম্প্যাটিবিলিটি (EMC) উন্নত করার ব্যবস্থাগুলি তিনটি বিভাগে পড়ে: ইলেকট্রনিক সরঞ্জামের ইএমসি কর্মক্ষমতা বাড়ানো, বিকিরণযুক্ত কাপলিং দমন করার জন্য শিল্ডিং প্রযুক্তি ব্যবহার করা এবং পরিচালিত কাপলিংকে দমন করার জন্য বিচ্ছিন্নতা নিয়োগ করা।
1. EMC ডিজাইন
মাস্টার এবং স্লেভ সার্কিট বোর্ডের নকশা সিস্টেমের EMC-এর জন্য গুরুত্বপূর্ণ, এবং একটি সার্কিট বোর্ডের ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক রেডিয়েশন নির্গত ও গ্রহণ করার ক্ষমতা প্রায়ই সামঞ্জস্যপূর্ণ। অতএব, সার্কিট বোর্ডের হস্তক্ষেপের প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত করা তার ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক নির্গমনকেও দমন করে। PCB EMC ডিজাইনের মূল কারণগুলির মধ্যে নিম্নলিখিতগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে:
উপাদান নির্বাচন এবং বিন্যাস
ভাল EMC কর্মক্ষমতা সহ উপাদান নির্বাচন করুন এবং যখনই সম্ভব পৃষ্ঠের মাউন্ট প্যাকেজিং-কে অগ্রাধিকার দিন। যৌক্তিকভাবে উপাদানগুলি সাজান, অংশগুলির মধ্যে সীসার দৈর্ঘ্য কমানোর জন্য সম্পর্কিত উপাদানগুলিকে যতটা সম্ভব কাছাকাছি রাখুন। বিশেষত, মাইক্রোকন্ট্রোলার এবং CAN কন্ট্রোলারের জন্য ঘড়ির উৎস হিসাবে পরিবেশনকারী ক্রিস্টাল অসিলেটরগুলিকে স্পেসিফিকেশন অনুযায়ী স্থাপন করতে হবে; অন্যথায়, তারা দোলাতে ব্যর্থ হবে।
স্থল প্রতিবন্ধকতা কমাতে সঠিক গ্রাউন্ড লেআউট
স্থল সম্ভাবনা সমস্ত সংকেতের জন্য রেফারেন্স সম্ভাব্য হিসাবে কাজ করে। আদর্শভাবে, পিসিবি-তে সমস্ত গ্রাউন্ড পয়েন্ট একই সম্ভাবনা থাকা উচিত; তবে, স্থল প্রতিবন্ধকতার কারণে, স্থল বিন্দুর মধ্যে সম্ভাব্য পার্থক্য বিদ্যমান। অতএব, স্থল প্রতিবন্ধকতা যতটা সম্ভব কম করা উচিত। মাঝখানে একটি ডেডিকেটেড গ্রাউন্ড প্লেন সহ একটি মাল্টিলেয়ার বোর্ড ব্যবহার করা সবচেয়ে কার্যকর পদ্ধতি।
পাওয়ার সাপ্লাই স্থিতিশীল করা
লজিক গেট আউটপুট স্টেট ট্রানজিশনের সময় ক্ষণস্থায়ী প্রভাব এবং পাওয়ার লাইন ইম্পিডেন্সের উপস্থিতির মতো ইউনিডিয়াল অবস্থা, অনিবার্যভাবে পাওয়ার সাপ্লাই লাইনে শব্দের প্রবর্তন করে। এই গোলমাল শুধুমাত্র অস্বাভাবিক সার্কিট অপারেশনের কারণ নয় বরং উল্লেখযোগ্য ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক রেডিয়েশনও তৈরি করে। পাওয়ার লাইনের ইন্ডাকট্যান্স এবং প্রতিবন্ধকতা কমাতে পাওয়ার লাইন জাল ব্যবহার করার পাশাপাশি, স্টোরেজ ক্যাপাসিটারগুলিও নিযুক্ত করা যেতে পারে।
2. ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক রেডিয়েশন এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক শিল্ডিং
ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক শিল্ডিং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক সামঞ্জস্যের সমস্যাগুলি সমাধানের জন্য একটি মূল পদ্ধতি। এটি সার্কিটের স্বাভাবিক ক্রিয়াকলাপে হস্তক্ষেপ করে না এবং সার্কিট পরিবর্তনের প্রয়োজন হয় না। একটি ঢালের কার্যকারিতা পরিমাপ করা হয় এর শিল্ডিং কর্মক্ষমতা দ্বারা, যা দুটি উপাদান নিয়ে গঠিত: প্রতিফলন ক্ষতি এবং শোষণ ক্ষতি। ঢালের বৈদ্যুতিক ধারাবাহিকতা বজায় রাখা এর কার্যকারিতার জন্য গুরুত্বপূর্ণ। CAN বাস তারগুলি বিকিরণ এবং হস্তক্ষেপ গ্রহণ উভয়ের জন্য অত্যন্ত সংবেদনশীল।
একটি বাঁকানো{0}}জোড়া তারের মধ্যে দুটি তারের মধ্যে লুপ এলাকা খুবই ছোট, এবং যেকোনো দুটি সন্নিহিত লুপে প্রবর্তিত স্রোত বিপরীত দিকে থাকে, যার ফলে একে অপরকে বাতিল করে দেয়। পাকানো-জোড়া তারের মধ্যে যতটা শক্ত হবে, এই প্রভাব তত বেশি স্পষ্ট হবে। নেটওয়ার্ক সিস্টেমে দুটি CAN বাসের মধ্যে ক্রসস্ট্যাক কমাতে, প্রতিটি জোড়া পেঁচানো-জোড়া তারগুলিকে আলাদাভাবে ঢাল করতে হবে, এবং তারের অব্যবহৃত কন্ডাক্টরগুলিকে সিগন্যাল গ্রাউন্ডের সাথে সংযুক্ত করতে হবে।
মোচড়ের ঘনত্ব বৃদ্ধি; ঢাল মাটি
3. সঞ্চালিত হস্তক্ষেপ এবং সংকেত বিচ্ছিন্নতা
স্বাভাবিক সিস্টেম অপারেশন চলাকালীন, উপাদানগুলি যেগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে পরিচালিত হস্তক্ষেপ তৈরি করে তার মধ্যে রয়েছে সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাই, সার্ভো ড্রাইভ এবং I/O কন্ট্রোল ডিভাইস। যাইহোক, সবচেয়ে ক্ষতিকর ধরনের হস্তক্ষেপ হল ক্ষণস্থায়ী হস্তক্ষেপ, যা স্বল্প মেয়াদ, উচ্চ প্রশস্ততা এবং কম শক্তি দ্বারা চিহ্নিত করা হয়।
ক্ষণস্থায়ী হস্তক্ষেপের ফর্মগুলির মধ্যে রয়েছে: দ্রুত বৈদ্যুতিক পালস গ্রুপ তৈরি হয় যখন একটি মোটরের অবস্থা পরিবর্তিত হয়; তারের উপর বজ্রপাত বা উচ্চ-বিদ্যুতের স্যুইচিংয়ের কারণে সৃষ্ট ঢেউ; এবং ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক স্রাব (ESD) আনয়ন। সঞ্চালিত হস্তক্ষেপ প্রধানত সাধারণ-মোড, যদিও কিছু ডিফারেনশিয়াল-মোড হস্তক্ষেপও ঘটে। CAN বাস যোগাযোগের নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করতে সিস্টেমে ব্যবহৃত EMC ব্যবস্থাগুলির মধ্যে রয়েছে: সংকেত রক্ষাকারী, ক্ষণস্থায়ী ভোল্টেজ সাপ্রেসার (TVS) ডায়োড, বিচ্ছিন্ন ট্রান্সসিভার এবং অপটিক্যাল আইসোলেশন।
সংকেত রক্ষাকারী
বহিরাগত ডেডিকেটেড সংকেত রক্ষাকারী হস্তক্ষেপ দূর করে; উদাহরণস্বরূপ, ZF-12Y2 হস্তক্ষেপ শোষণ করে, এবং CANFDbridge একটি বিচ্ছিন্নকারী হিসাবে কাজ করে।
সংকেত রক্ষাকারী এবং CANFDBridge বিচ্ছিন্নতা
ক্ষণস্থায়ী ভোল্টেজ সাপ্রেসার (TVS)
ক্ষণস্থায়ী ভোল্টেজ দমনকারীগুলি সিগন্যাল লাইন এবং সিগন্যাল গ্রাউন্ডের মধ্যে সমান্তরালভাবে সংযুক্ত থাকে যাতে তারগুলিকে বজ্রপাত বা ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক স্রাবের কারণে উচ্চ-ভোল্টেজের বৃদ্ধি থেকে রক্ষা করা যায়। যখন TVS জুড়ে ভোল্টেজ একটি নির্দিষ্ট থ্রেশহোল্ড অতিক্রম করে, তখন ডিভাইসটি দ্রুত সঞ্চালন করে, যার ফলে ঢেউ শক্তি নষ্ট হয়ে যায় এবং ভোল্টেজের প্রশস্ততা একটি নির্দিষ্ট পরিসরে সীমাবদ্ধ হয়।
বিচ্ছিন্ন ট্রান্সসিভার
বিচ্ছিন্নতা পরিচালিত হস্তক্ষেপ মোকাবেলার জন্য একটি আদর্শ সমাধান, চমৎকার বৈদ্যুতিক নিরোধক এবং হস্তক্ষেপ প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করে। একটি বিচ্ছিন্ন ট্রান্সসিভার নির্বাচন করার সময়, ট্রান্সমিশন বিলম্ব প্রাথমিক বিবেচনা করা উচিত, কারণ এটি বাসের ট্রান্সমিশন দূরত্ব এবং গুণমান উভয়কেই প্রভাবিত করে। ইন্টারফেস ট্রান্সসিভার সার্কিট ডিজাইন করতে চৌম্বকীয়ভাবে বিচ্ছিন্ন CTM5MFD ব্যবহার করার পরামর্শ দেওয়া হয়।
অপটিক্যাল আইসোলেশন
অপটিক্যাল বিচ্ছিন্নতা পরিচালিত হস্তক্ষেপের সমস্যাগুলির সমাধানের জন্য একটি আদর্শ সমাধান, কারণ এটি চমৎকার বৈদ্যুতিক নিরোধক এবং হস্তক্ষেপ প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করে। অপটোকপলার নির্বাচন করার সময়, দুটি প্যারামিটার অবশ্যই বিবেচনা করা উচিত: প্রচার বিলম্ব এবং সাধারণ-মোড প্রত্যাখ্যান (CMR)। যদি প্রচারের বিলম্ব ডেটা কমিউনিকেশন বড রেট প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে, উচ্চ সাধারণ-মোড প্রত্যাখ্যান সহ মডেলগুলি যখনই সম্ভব নির্বাচন করা উচিত। একটি অপটোকপলারের সাধারণ-মোড প্রত্যাখ্যান ক্ষমতা পরিমাপের পদ্ধতি হল সর্বাধিক সাধারণ-মোড ভোল্টেজ বৃদ্ধি (পতন) হার (CMH/CML) যা আউটপুট উচ্চ (নিম্ন) থাকা অবস্থায় সহ্য করতে পারে। অপটিক্যাল আইসোলেশন বাস্তবায়নের পর, পাওয়ার সাপ্লাই আইসোলেশনও কাজে লাগাতে হবে।
সারাংশ
হস্তক্ষেপের বিভিন্ন উত্স থেকে বিকিরণ জটিল, এবং সম্পূর্ণরূপে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপ নির্মূল করা একটি অসম্ভব কাজ। যাইহোক, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক সামঞ্জস্যের মৌলিক নীতির উপর ভিত্তি করে, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপ কমানোর জন্য ব্যবস্থা নেওয়া যেতে পারে এবং এটি সিস্টেমের সহনীয় সীমার মধ্যে রাখতে পারে, যার ফলে সিস্টেম বা সরঞ্জামের নির্ভরযোগ্য অপারেশন নিশ্চিত করা যায়। উপরে বর্ণিত উন্নতির ব্যবস্থাগুলি CAN FD ডিভাইসগুলির ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক সামঞ্জস্যতা কার্যকারিতাকে কার্যকরভাবে উন্নত করতে পারে।