In اعلی تعدد پی سی بی بورڈ، مداخلت کی ایک زیادہ اہم قسم بجلی کی فراہمی شور ہے. ہائی فریکوئنسی پی سی بی بورڈز پر پاور شور کی خصوصیات اور وجوہات کا منظم طریقے سے تجزیہ کرتے ہوئے، مصنف انجینئرنگ ایپلی کیشنز کے ساتھ مل کر کچھ انتہائی موثر اور آسان حل پیش کرتا ہے۔

بجلی کی فراہمی کے شور کا تجزیہ

بجلی کی فراہمی کے شور سے مراد وہ شور ہے جو خود بجلی کی فراہمی سے پیدا ہوتا ہے یا خلل کی وجہ سے پیدا ہوتا ہے۔ مداخلت مندرجہ ذیل پہلوؤں سے ظاہر ہوتی ہے:

1) خود بجلی کی فراہمی کی موروثی رکاوٹ کی وجہ سے تقسیم شدہ شور۔ اعلی تعدد سرکٹس میں، بجلی کی فراہمی کے شور کا اعلی تعدد سگنلز پر زیادہ اثر پڑتا ہے۔ لہذا، سب سے پہلے کم شور والی بجلی کی فراہمی کی ضرورت ہے۔ صاف ستھرا زمین اتنا ہی اہم ہے جتنا کہ ایک صاف طاقت کا ذریعہ۔ طاقت کی خصوصیت کو تصویر 1 میں دکھایا گیا ہے۔

پاور ویوفارم

جیسا کہ شکل 1 سے دیکھا جا سکتا ہے، مثالی حالات میں بجلی کی فراہمی میں کوئی رکاوٹ نہیں ہے، اس لیے کوئی شور نہیں ہے۔ تاہم، اصل بجلی کی فراہمی میں ایک خاص رکاوٹ ہے، اور یہ رکاوٹ پوری بجلی کی فراہمی پر تقسیم کی جاتی ہے، لہذا، شور کو بھی بجلی کی فراہمی پر سپرد کیا جائے گا۔ لہذا، بجلی کی فراہمی کی رکاوٹ کو جتنا ممکن ہو کم کیا جانا چاہئے، اور یہ بہتر ہے کہ ایک وقف شدہ پاور پرت اور زمینی تہہ ہو۔ ہائی فریکوینسی سرکٹ ڈیزائن میں، عام طور پر پاور سپلائی کو بس کی شکل میں ایک پرت کی شکل میں ڈیزائن کرنا بہتر ہے، تاکہ لوپ ہمیشہ کم سے کم رکاوٹ کے ساتھ راستے پر چل سکے۔ اس کے علاوہ، پاور بورڈ کو پی سی بی پر تمام پیدا شدہ اور موصول ہونے والے سگنلز کے لیے ایک سگنل لوپ بھی فراہم کرنا چاہیے، تاکہ سگنل لوپ کو کم سے کم کیا جا سکے، اس طرح شور کو کم کیا جا سکے۔

2) کامن موڈ فیلڈ مداخلت۔ بجلی کی فراہمی اور زمین کے درمیان شور سے مراد۔ یہ مداخلت شدہ سرکٹ اور کسی خاص پاور سپلائی کی عام حوالہ سطح کے ذریعہ بننے والے لوپ کی وجہ سے عام موڈ وولٹیج کی وجہ سے مداخلت ہے۔ اس کی قدر کا انحصار برقی میدان اور مقناطیسی میدان پر ہے۔ طاقت کا انحصار طاقت پر ہے۔ جیسا کہ شکل 2 میں دکھایا گیا ہے۔

عام موڈ میں مداخلت

اس چینل پر، Ic میں کمی کی وجہ سے سیریز کے کرنٹ لوپ میں کامن موڈ وولٹیج ہو گا، جو وصول کرنے والے حصے کو متاثر کرے گا۔ اگر مقناطیسی میدان غالب ہے، تو سیریز گراؤنڈ لوپ میں پیدا ہونے والے کامن موڈ وولٹیج کی قدر ہے:

کامن موڈ وولٹیج

فارمولہ (1) میں، ΔB مقناطیسی بہاؤ کثافت میں تبدیلی ہے، Wb/m2؛ S علاقہ ہے، m2۔

اگر یہ ایک برقی مقناطیسی فیلڈ ہے، جب اس کی برقی فیلڈ ویلیو معلوم ہوتی ہے، تو اس کی حوصلہ افزائی وولٹیج ہے

دلکش وولٹیج

مساوات (2) عام طور پر L=150/F یا اس سے کم پر لاگو ہوتی ہے، جہاں F MHz میں برقی مقناطیسی لہروں کی تعدد ہے۔

مصنف کا تجربہ ہے: اگر اس حد سے تجاوز کیا جائے تو، زیادہ سے زیادہ حوصلہ افزائی وولٹیج کا حساب اس طرح آسان کیا جا سکتا ہے:

زیادہ سے زیادہ حوصلہ افزائی وولٹیج

3) تفریق موڈ فیلڈ مداخلت۔ بجلی کی فراہمی اور ان پٹ اور آؤٹ پٹ پاور لائنوں کے درمیان مداخلت کا حوالہ دیتا ہے۔ اصل PCB ڈیزائن میں، مصنف نے محسوس کیا کہ پاور سپلائی شور میں اس کا تناسب بہت کم ہے، اس لیے یہاں اس پر بات کرنے کی ضرورت نہیں ہے۔

4) انٹر لائن مداخلت۔ پاور لائنوں کے درمیان مداخلت کا حوالہ دیتا ہے. جب دو مختلف متوازی سرکٹس کے درمیان باہمی capacitance C اور mutual inductance M1-2 ہوں، اگر مداخلتی سورس سرکٹ میں وولٹیج VC اور کرنٹ IC ہوں تو مداخلت شدہ سرکٹ ظاہر ہوگا:

A. capacitive impedance کے ذریعے جوڑا جانے والا وولٹیج ہے۔

وولٹیج capacitive impedance کے ذریعے مل کر

فارمولہ (4) میں، RV قریب کے آخر میں مزاحمت کی متوازی قدر اور مداخلت شدہ سرکٹ کی دور کے آخر میں مزاحمت ہے۔

B. انڈکٹیو کپلنگ کے ذریعے سیریز کی مزاحمت

انڈکٹیو کپلنگ کے ذریعے سیریز کی مزاحمت

اگر مداخلت کے ذریعہ میں عام موڈ شور ہے، تو لائن سے لائن مداخلت عام طور پر کامن موڈ اور ڈیفرینشل موڈ کی شکل اختیار کر لیتی ہے۔

5) پاور لائن کپلنگ۔ یہ اس رجحان کی طرف اشارہ کرتا ہے کہ AC یا DC پاور کی ہڈی کے برقی مقناطیسی مداخلت کا نشانہ بننے کے بعد، پاور کی ہڈی مداخلت کو دوسرے آلات میں منتقل کرتی ہے۔ یہ اعلی تعدد سرکٹ کو بجلی کی فراہمی کے شور کی بالواسطہ مداخلت ہے۔ واضح رہے کہ بجلی کی فراہمی کا شور ضروری نہیں کہ خود ہی پیدا ہو، بلکہ بیرونی مداخلت سے پیدا ہونے والا شور بھی ہو سکتا ہے، اور پھر اس شور کو خود سے پیدا ہونے والے شور (تابکاری یا ترسیل) سے دوسرے سرکٹس میں مداخلت کرنے کے لیے سپرمپوز کریں۔ یا آلات.

بجلی کی فراہمی میں شور کی مداخلت کو ختم کرنے کے لیے انسدادی اقدامات

اوپر تجزیہ کیے گئے پاور سپلائی شور کی مداخلت کے مختلف مظاہر اور اسباب کے پیش نظر، جن حالات میں یہ واقع ہوتا ہے ان کو ہدفی انداز میں تباہ کیا جا سکتا ہے، اور پاور سپلائی شور کی مداخلت کو مؤثر طریقے سے دبایا جا سکتا ہے۔ حل مندرجہ ذیل ہیں: 1) بورڈ پر سوراخ کے ذریعے توجہ دینا. تھرو ہول کو پاور لیئر پر ایک سوراخ کرنے کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ تھرو ہول سے گزرنے کے لیے جگہ چھوڑی جا سکے۔ اگر پاور پرت کا افتتاح بہت بڑا ہے، تو یہ لامحالہ سگنل لوپ کو متاثر کرے گا، سگنل کو بائی پاس کرنے پر مجبور کیا جائے گا، لوپ کا علاقہ بڑھ جائے گا، اور شور بڑھ جائے گا۔ ایک ہی وقت میں، اگر کچھ سگنل لائنیں کھلنے کے قریب مرکوز ہیں اور اس لوپ کو شیئر کرتی ہیں، تو عام رکاوٹ کراس اسٹالک کا سبب بنے گی۔ تصویر 3 دیکھیں۔

سگنل سرکٹ کے مشترکہ راستے کو بائی پاس کریں۔

2) کنکشن کی تاروں کے لیے کافی زمینی تاروں کی ضرورت ہے۔ ہر سگنل کا اپنا مخصوص سگنل لوپ ہونا ضروری ہے، اور سگنل اور لوپ کا لوپ ایریا جتنا ممکن ہو چھوٹا ہو، یعنی سگنل اور لوپ متوازی ہونا چاہیے۔

3) بجلی کی فراہمی کا شور فلٹر رکھیں۔ یہ بجلی کی فراہمی کے اندر شور کو مؤثر طریقے سے دبا سکتا ہے اور نظام کی مداخلت اور حفاظت کو بہتر بنا سکتا ہے۔ اور یہ ایک دو طرفہ ریڈیو فریکوئنسی فلٹر ہے، جو نہ صرف پاور لائن (دوسرے آلات سے مداخلت کو روکنے کے لیے) سے متعارف کرائے جانے والے شور کی مداخلت کو فلٹر کر سکتا ہے، بلکہ خود سے پیدا ہونے والے شور کو بھی فلٹر کر سکتا ہے (دوسرے آلات میں مداخلت سے بچنے کے لیے۔ )، اور سیریل موڈ کامن موڈ میں مداخلت کریں۔ دونوں میں روک تھام کا اثر ہے۔

4) پاور آئسولیشن ٹرانسفارمر۔ پاور لوپ یا سگنل کیبل کے کامن موڈ گراؤنڈ لوپ کو الگ کریں، یہ ہائی فریکوئنسی میں پیدا ہونے والے کامن موڈ لوپ کرنٹ کو مؤثر طریقے سے الگ کر سکتا ہے۔

5) پاور سپلائی ریگولیٹر۔ کلینر پاور سپلائی کو دوبارہ حاصل کرنے سے پاور سپلائی کے شور کی سطح کو بہت کم کیا جا سکتا ہے۔

6) وائرنگ۔ پاور سپلائی کی ان پٹ اور آؤٹ پٹ لائنوں کو ڈائی الیکٹرک بورڈ کے کنارے پر نہیں بچھایا جانا چاہیے، ورنہ تابکاری پیدا کرنا اور دوسرے سرکٹس یا آلات میں مداخلت کرنا آسان ہے۔

7) ینالاگ اور ڈیجیٹل پاور سپلائی کو الگ کیا جانا چاہئے۔ ہائی فریکوئنسی والے آلات عام طور پر ڈیجیٹل شور کے لیے بہت حساس ہوتے ہیں، اس لیے دونوں کو بجلی کی فراہمی کے دروازے پر الگ اور ایک ساتھ جوڑا جانا چاہیے۔ اگر سگنل کو ینالاگ اور ڈیجیٹل دونوں حصوں میں پھیلانے کی ضرورت ہے تو، لوپ ایریا کو کم کرنے کے لیے سگنل اسپین پر ایک لوپ رکھا جا سکتا ہے۔ جیسا کہ شکل 4 میں دکھایا گیا ہے۔

لوپ ایریا کو کم کرنے کے لیے سگنل کراسنگ پر ایک لوپ رکھیں

8) مختلف تہوں کے درمیان الگ الگ پاور سپلائی کو اوور لیپ کرنے سے گریز کریں۔ ان کو زیادہ سے زیادہ لڑکھڑاتے ہیں، بصورت دیگر بجلی کی فراہمی کا شور آسانی سے طفیلی اہلیت کے ذریعے مل جاتا ہے۔

9) حساس اجزاء کو الگ تھلگ کریں۔ کچھ اجزاء، جیسے کہ فیز لاکڈ لوپس (PLL)، بجلی کی فراہمی کے شور کے لیے بہت حساس ہوتے ہیں۔ انہیں ہر ممکن حد تک بجلی کی فراہمی سے دور رکھیں۔

10) بجلی کی ہڈی رکھیں۔ سگنل لوپ کو کم کرنے کے لیے، پاور لائن کو سگنل لائن کے کنارے پر رکھ کر شور کو کم کیا جا سکتا ہے، جیسا کہ شکل 5 میں دکھایا گیا ہے۔

پاور کی ہڈی کو سگنل لائن کے آگے رکھیں

11) بجلی کی فراہمی کے شور کو سرکٹ بورڈ کے ساتھ مداخلت کرنے اور بجلی کی فراہمی میں بیرونی مداخلت کی وجہ سے جمع ہونے والے شور کو روکنے کے لئے، مداخلت کے راستے میں ایک بائی پاس کیپسیٹر کو زمین سے جوڑا جا سکتا ہے (سوائے تابکاری کے)، تاکہ دوسرے آلات اور آلات میں مداخلت سے بچنے کے لیے شور کو زمین پر چھوڑا جا سکتا ہے۔

بجلی کی فراہمی کا شور براہ راست یا بالواسطہ طور پر بجلی کی فراہمی سے پیدا ہوتا ہے اور سرکٹ میں مداخلت کرتا ہے۔ سرکٹ پر اس کے اثرات کو دباتے وقت، ایک عام اصول پر عمل کیا جانا چاہیے۔ ایک طرف، بجلی کی فراہمی کے شور کو ہر ممکن حد تک روکنا چاہیے۔ دوسری طرف، سرکٹ کے اثر و رسوخ کو بجلی کی فراہمی پر بیرونی دنیا یا سرکٹ کے اثر کو بھی کم کرنا چاہئے، تاکہ بجلی کی فراہمی کا شور خراب نہ ہو۔