EMI کے مسائل کو حل کرنے کے بہت سے طریقے ہیں۔ EMI دبانے کے جدید طریقوں میں شامل ہیں: EMI سپریشن کوٹنگز کا استعمال، مناسب EMI دبانے والے پرزوں کا انتخاب، اور EMI سمولیشن ڈیزائن۔ سب سے بنیادی سے شروع کرنا پی سی بی ترتیب، یہ مضمون EMI تابکاری کو کنٹرول کرنے میں PCB پرتوں والے اسٹیکنگ کے کردار اور ڈیزائن کی تکنیکوں پر بحث کرتا ہے۔

IC کے پاور سپلائی پنوں کے قریب مناسب صلاحیت کے کیپسیٹرز رکھنا IC آؤٹ پٹ وولٹیج کو تیز تر بنا سکتا ہے۔ تاہم مسئلہ یہیں ختم نہیں ہوتا۔ کیپسیٹرز کے محدود فریکوئنسی ردعمل کی وجہ سے، یہ کیپسیٹرز مکمل فریکوئنسی بینڈ میں IC آؤٹ پٹ کو صاف طور پر چلانے کے لیے درکار ہارمونک پاور پیدا کرنے سے قاصر ہے۔ اس کے علاوہ، پاور بس بار پر بننے والا عارضی وولٹیج ڈیکپلنگ پاتھ کے انڈکٹر میں وولٹیج ڈراپ بنائے گا۔ یہ عارضی وولٹیج اہم عام موڈ EMI مداخلت کے ذرائع ہیں۔ ہمیں ان مسائل کو کیسے حل کرنا چاہئے؟

جہاں تک ہمارے سرکٹ بورڈ پر موجود IC کا تعلق ہے، IC کے ارد گرد موجود پاور لیئر کو ایک بہترین ہائی فریکوئنسی کپیسیٹر کے طور پر شمار کیا جا سکتا ہے، جو مجرد کپیسیٹر سے لیک ہونے والی توانائی کے اس حصے کو اکٹھا کر سکتا ہے جو صاف کرنے کے لیے ہائی فریکوئنسی توانائی فراہم کرتا ہے۔ آؤٹ پٹ اس کے علاوہ، ایک اچھی پاور لیئر کا انڈکٹنس چھوٹا ہونا چاہیے، اس لیے انڈکٹنس کے ذریعے ترکیب شدہ عارضی سگنل بھی چھوٹا ہوتا ہے، اس طرح کامن موڈ EMI کو کم کرتا ہے۔

بلاشبہ، پاور لیئر اور آئی سی پاور پن کے درمیان کنکشن جتنا ممکن ہو چھوٹا ہونا چاہیے، کیونکہ ڈیجیٹل سگنل کا بڑھتا ہوا کنارہ تیز سے تیز تر ہوتا جا رہا ہے، اور اسے براہ راست پیڈ سے جوڑنا بہتر ہے جہاں آئی سی پاور پن واقع ہے. اس پر الگ سے بات کرنے کی ضرورت ہے۔

کامن موڈ EMI کو کنٹرول کرنے کے لیے، پاور پلین کو ڈیکپلنگ میں مدد کرنی چاہیے اور اس میں کافی حد تک کم انڈکٹنس ہونا چاہیے۔ یہ پاور طیارہ ایک اچھی طرح سے ڈیزائن کردہ پاور طیاروں کا جوڑا ہونا چاہیے۔ کوئی پوچھے، اچھا کتنا اچھا ہے؟ سوال کا جواب پاور سپلائی کی تہہ بندی، تہوں کے درمیان مواد، اور آپریٹنگ فریکوئنسی (یعنی IC کے بڑھنے کے وقت کا ایک فنکشن) پر منحصر ہے۔ عام طور پر، پاور لیئر کا فاصلہ 6mil ہے، اور انٹرلیئر FR4 میٹریل ہے، پاور لیئر کی مساوی گنجائش فی مربع انچ تقریباً 75pF ہے۔ ظاہر ہے، پرت کا فاصلہ جتنا چھوٹا ہوگا، گنجائش اتنی ہی زیادہ ہوگی۔

100 سے 300 پی ایس کے اضافے کے وقت کے ساتھ بہت سے آلات نہیں ہیں، لیکن موجودہ آئی سی کی ترقی کی رفتار کے مطابق، 100 سے 300 پی ایس کی حد میں اضافے کے وقت والے آلات زیادہ تناسب پر قبضہ کریں گے. 100 سے 300 پی ایس کے اضافے کے وقت والے سرکٹس کے لیے، 3 ملی لیئر اسپیسنگ زیادہ تر ایپلی کیشنز کے لیے موزوں نہیں رہے گی۔ اس وقت، لیئرنگ ٹیکنالوجی کا استعمال کرنا ضروری تھا جس کی تہہ کے وقفے کے ساتھ 1 mil سے کم ہو، اور FR4 ڈائی الیکٹرک میٹریل کو ہائی ڈائی الیکٹرک کنسٹنٹ والے مواد سے بدلنا ضروری تھا۔ اب، سیرامکس اور سیرامک ​​پلاسٹک 100 سے 300 پی ایس رائز ٹائم سرکٹس کی ڈیزائن کی ضروریات کو پورا کر سکتے ہیں۔

اگرچہ مستقبل میں نئے مواد اور نئے طریقے استعمال کیے جا سکتے ہیں، لیکن آج کے عام 1 سے 3ns کے اضافے کے وقت کے سرکٹس، 3 سے 6 ملی لیئر اسپیسنگ اور FR4 ڈائی الیکٹرک مواد کے لیے، یہ عام طور پر ہائی اینڈ ہارمونکس کو سنبھالنے اور عارضی سگنل کو کافی کم کرنے کے لیے کافی ہوتا ہے۔ ، یعنی کامن موڈ EMI کو بہت کم کم کیا جا سکتا ہے۔ اس آرٹیکل میں دی گئی پی سی بی لیئرڈ اسٹیکنگ ڈیزائن کی مثالیں 3 سے 6 ملی میٹر کی پرت کا فاصلہ فرض کریں گی۔

برقی شیلڈنگ

سگنل ٹریس کے نقطہ نظر سے، ایک اچھی تہہ بندی کی حکمت عملی یہ ہونی چاہیے کہ تمام سگنل ٹریس کو ایک یا زیادہ تہوں پر رکھا جائے، یہ پرتیں پاور لیئر یا گراؤنڈ لیئر کے ساتھ ہیں۔ پاور سپلائی کے لیے، ایک اچھی لیئرنگ حکمت عملی یہ ہونی چاہیے کہ پاور لیئر زمینی تہہ سے متصل ہو، اور پاور لیئر اور گراؤنڈ لیئر کے درمیان فاصلہ جتنا ممکن ہو کم ہو۔ اسے ہم “پرت لگانے” کی حکمت عملی کہتے ہیں۔

پی سی بی اسٹیکنگ

کس قسم کی اسٹیکنگ حکمت عملی EMI کو بچانے اور دبانے میں مدد کر سکتی ہے؟ درج ذیل پرتوں والی اسٹیکنگ اسکیم یہ فرض کرتی ہے کہ بجلی کی فراہمی کا کرنٹ ایک ہی پرت پر بہتا ہے، اور ایک ہی پرت کے مختلف حصوں میں ایک وولٹیج یا ایک سے زیادہ وولٹیج تقسیم کیے جاتے ہیں۔ متعدد پاور پرتوں کے معاملے پر بعد میں بات کی جائے گی۔

4-پرت بورڈ

4-پرت بورڈ کے ڈیزائن کے ساتھ کئی ممکنہ مسائل ہیں۔ سب سے پہلے، روایتی چار پرت والا بورڈ جس کی موٹائی 62 ملی میٹر ہے، چاہے سگنل کی تہہ بیرونی پرت پر ہی کیوں نہ ہو، اور پاور اور زمینی تہہ اندرونی تہہ پر ہو، پاور لیئر اور زمینی تہہ کے درمیان فاصلہ۔ اب بھی بہت بڑا ہے.

اگر لاگت کی ضرورت سب سے پہلے ہے، تو آپ روایتی 4-پرت والے بورڈ کے لیے درج ذیل دو متبادلات پر غور کر سکتے ہیں۔ یہ دو حل EMI دبانے کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتے ہیں، لیکن یہ صرف ان ایپلی کیشنز کے لیے موزوں ہیں جہاں بورڈ پر اجزاء کی کثافت کافی کم ہو اور اجزاء کے ارد گرد کافی جگہ موجود ہو (مطلوبہ پاور کاپر کی تہہ لگائیں)۔

پہلا آپشن پہلا انتخاب ہے۔ پی سی بی کی بیرونی پرتیں تمام زمینی پرتیں ہیں، اور درمیانی دو پرتیں سگنل/پاور لیئرز ہیں۔ سگنل لیئر پر پاور سپلائی کو ایک وسیع لائن کے ساتھ روٹ کیا جاتا ہے، جو پاور سپلائی کرنٹ کے راستے کی رکاوٹ کو کم کر سکتی ہے، اور سگنل مائکروسٹریپ پاتھ کی رکاوٹ بھی کم ہے۔ EMI کنٹرول کے نقطہ نظر سے، یہ دستیاب بہترین 4-پرت PCB ڈھانچہ ہے۔ دوسری سکیم میں، بیرونی پرت طاقت اور زمین کا استعمال کرتی ہے، اور درمیانی دو تہیں سگنل استعمال کرتی ہیں۔ روایتی 4-پرت والے بورڈ کے مقابلے میں، بہتری چھوٹی ہے، اور انٹرلیئر مائبادا روایتی 4-لیئر بورڈ کی طرح ناقص ہے۔

اگر آپ ٹریس مائبادا کو کنٹرول کرنا چاہتے ہیں تو، اوپر کی اسٹیکنگ اسکیم کو طاقت اور زمینی تانبے کے جزیروں کے نیچے نشانات کو ترتیب دینے کے لیے بہت محتاط رہنا چاہیے۔ اس کے علاوہ، بجلی کی فراہمی یا زمینی تہہ پر موجود تانبے کے جزیروں کو DC اور کم فریکوئنسی کنیکٹیویٹی کو یقینی بنانے کے لیے زیادہ سے زیادہ ایک دوسرے سے منسلک ہونا چاہیے۔

6-پرت بورڈ

اگر 4 پرتوں والے بورڈ پر اجزاء کی کثافت نسبتاً زیادہ ہے، تو 6 پرت والا بورڈ بہترین ہے۔ تاہم، 6 لیئر بورڈ کے ڈیزائن میں کچھ اسٹیکنگ اسکیمیں برقی مقناطیسی فیلڈ کو بچانے کے لیے کافی اچھی نہیں ہیں، اور پاور بس کے عارضی سگنل کی کمی پر ان کا بہت کم اثر پڑتا ہے۔ ذیل میں دو مثالیں زیر بحث ہیں۔

پہلی صورت میں، بجلی کی فراہمی اور زمین بالترتیب دوسری اور پانچویں تہوں پر رکھی جاتی ہے۔ بجلی کی فراہمی کی تانبے کی کوٹنگ کی اعلی رکاوٹ کی وجہ سے، یہ عام موڈ EMI تابکاری کو کنٹرول کرنے کے لئے بہت ناموافق ہے۔ تاہم، سگنل مائبادا کنٹرول کے نقطہ نظر سے، یہ طریقہ بہت درست ہے.