کے ڈیزائن اعلی تعدد پی سی بی ایک پیچیدہ عمل ہے، اور بہت سے عوامل اعلی تعدد سرکٹ کی کام کرنے کی کارکردگی کو براہ راست متاثر کر سکتے ہیں۔ ہائی فریکوئنسی سرکٹ ڈیزائن اور وائرنگ پورے ڈیزائن کے لیے بہت اہم ہیں۔ ہائی فریکوئنسی سرکٹ پی سی بی ڈیزائن کے لیے درج ذیل دس نکات خاص طور پر تجویز کیے جاتے ہیں۔

1. ملٹی لیئر بورڈ کی وائرنگ

اعلی تعدد سرکٹس میں اعلی انضمام اور اعلی وائرنگ کثافت ہوتی ہے۔ ملٹی لیئر بورڈز کا استعمال نہ صرف وائرنگ کے لیے ضروری ہے بلکہ مداخلت کو کم کرنے کا ایک موثر ذریعہ بھی ہے۔ پی سی بی لے آؤٹ مرحلے میں، پرتوں کی ایک خاص تعداد کے ساتھ پرنٹ شدہ بورڈ کے سائز کا معقول انتخاب شیلڈ کو ترتیب دینے، قریبی گراؤنڈنگ کو بہتر طور پر محسوس کرنے، اور پرجیوی انڈکٹنس کو مؤثر طریقے سے کم کرنے اور سگنل کو مختصر کرنے کے لیے انٹرمیڈیٹ پرت کا مکمل استعمال کر سکتا ہے۔ ٹرانسمیشن کی لمبائی، بڑے پیمانے پر برقرار رکھتے ہوئے یہ تمام طریقے ہائی فریکوئنسی سرکٹس کی وشوسنییتا کے لیے فائدہ مند ہیں، جیسے سگنل کراس مداخلت کے طول و عرض میں کمی۔ کچھ اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ جب ایک ہی مواد استعمال کیا جاتا ہے، تو چار پرت والے بورڈ کا شور دو طرفہ بورڈ کے مقابلے میں 20dB کم ہوتا ہے۔ تاہم، ایک مسئلہ بھی ہے. پی سی بی کی نصف تہوں کی تعداد جتنی زیادہ ہوگی، مینوفیکچرنگ کا عمل اتنا ہی پیچیدہ ہوگا، اور یونٹ کی قیمت اتنی ہی زیادہ ہوگی۔ اس کے لیے ہمیں پی سی بی لے آؤٹ کو انجام دیتے وقت پرتوں کی مناسب تعداد کے ساتھ پی سی بی بورڈز کو منتخب کرنے کی ضرورت ہے۔ مناسب اجزاء کی ترتیب کی منصوبہ بندی، اور ڈیزائن کو مکمل کرنے کے لیے وائرنگ کے صحیح اصول استعمال کریں۔

2. تیز رفتار الیکٹرانک آلات کے پنوں کے درمیان سیسہ جتنا کم ہو، اتنا ہی بہتر ہے۔

ہائی فریکوینسی سرکٹ وائرنگ کی لیڈ وائر پوری سیدھی لائن کو اپنانے کے لیے بہترین ہے، جسے موڑنے کی ضرورت ہے۔ اسے 45 ڈگری کی ٹوٹی ہوئی لکیر یا سرکلر آرک کے ذریعے موڑا جا سکتا ہے۔ یہ ضرورت صرف کم تعدد والے سرکٹس میں تانبے کے ورق کی فکسنگ کی طاقت کو بہتر بنانے کے لیے استعمال کی جاتی ہے، جبکہ زیادہ تعدد والے سرکٹس میں، یہ ضرورت پوری ہوتی ہے۔ ایک ضرورت بیرونی اخراج اور اعلی تعدد سگنلز کے باہمی جوڑے کو کم کر سکتی ہے۔

3. ہائی فریکوینسی سرکٹ ڈیوائس کے پنوں کے درمیان لیڈ جتنا چھوٹا ہو، اتنا ہی بہتر

سگنل کی تابکاری کی شدت سگنل لائن کی ٹریس کی لمبائی کے متناسب ہے۔ ہائی فریکوئنسی سگنل لیڈ جتنا لمبا ہوگا، اس کے قریب کے اجزاء کو جوڑنا اتنا ہی آسان ہوگا۔ اس لیے، سگنل کلاک کے لیے، کرسٹل آسکیلیٹر، ڈی ڈی آر ڈیٹا، ایل وی ڈی ایس لائنز، یو ایس بی لائنز، ایچ ڈی ایم آئی لائنز اور دیگر ہائی فریکوئنسی سگنل لائنوں کا جتنا ممکن ہو چھوٹا ہونا ضروری ہے۔

4. ہائی فریکوینسی سرکٹ ڈیوائس کے پنوں کے درمیان سیسہ کی تہہ جتنی کم ہو، اتنا ہی بہتر

نام نہاد “لیڈز کا انٹر لیئر الٹرنیشن جتنا کم ہوگا، اتنا ہی بہتر” کا مطلب ہے کہ اجزاء کے کنکشن کے عمل میں جتنے کم ویاس (ویا) استعمال کیے جائیں گے، اتنا ہی بہتر ہے۔ سائیڈ کے مطابق، ون ویا تقریباً 0.5pF تقسیم شدہ گنجائش لا سکتا ہے، اور ویاس کی تعداد کو کم کرنے سے رفتار میں نمایاں اضافہ ہو سکتا ہے اور ڈیٹا کی غلطیوں کے امکان کو کم کیا جا سکتا ہے۔

5. قریبی متوازی روٹنگ میں سگنل لائن کے ذریعے متعارف کرائے گئے “کراسسٹالک” پر توجہ دیں۔

ہائی فریکوینسی سرکٹ وائرنگ کو سگنل لائنوں کی قریبی متوازی روٹنگ کے ذریعے متعارف کرائے گئے “کراسسٹالک” پر توجہ دینی چاہیے۔ Crosstalk سگنل لائنوں کے درمیان جوڑے کے رجحان سے مراد ہے جو براہ راست منسلک نہیں ہیں. چونکہ ہائی فریکوئنسی سگنلز ٹرانسمیشن لائن کے ساتھ برقی مقناطیسی لہروں کی شکل میں منتقل ہوتے ہیں، اس لیے سگنل لائن ایک اینٹینا کے طور پر کام کرے گی، اور برقی مقناطیسی فیلڈ کی توانائی ٹرانسمیشن لائن کے گرد خارج ہوگی۔ سگنلز کے درمیان برقی مقناطیسی شعبوں کے باہمی جوڑے کی وجہ سے ناپسندیدہ شور کے سگنل پیدا ہوتے ہیں۔ کراسسٹالک (Crosstalk) کہلاتا ہے۔ پی سی بی پرت کے پیرامیٹرز، سگنل لائنوں کا وقفہ، ڈرائیونگ اینڈ اور وصول کرنے والے اختتام کی برقی خصوصیات، اور سگنل لائن ختم کرنے کا طریقہ ان سب کا کراسسٹالک پر ایک خاص اثر پڑتا ہے۔ لہٰذا، ہائی فریکوئنسی سگنلز کے کراس اسٹالک کو کم کرنے کے لیے، وائرنگ کرتے وقت مندرجہ ذیل کو زیادہ سے زیادہ کرنے کی ضرورت ہے:

اگر وائرنگ کی جگہ اجازت دیتی ہے تو، زیادہ سنگین کراسسٹالک کے ساتھ دو تاروں کے درمیان گراؤنڈ وائر یا زمینی طیارہ ڈالنا تنہائی میں کردار ادا کر سکتا ہے اور کراسسٹالک کو کم کر سکتا ہے۔ جب سگنل لائن کے آس پاس کی جگہ میں وقت کے لحاظ سے برقی مقناطیسی میدان موجود ہو، اگر متوازی تقسیم سے گریز نہیں کیا جا سکتا، تو مداخلت کو بہت کم کرنے کے لیے متوازی سگنل لائن کے مخالف سمت میں “زمین” کا ایک بڑا حصہ ترتیب دیا جا سکتا ہے۔

اس بنیاد کے تحت کہ وائرنگ کی جگہ اجازت دیتی ہے، ملحقہ سگنل لائنوں کے درمیان فاصلہ بڑھائیں، سگنل لائنوں کی متوازی لمبائی کو کم کریں، اور گھڑی کی لائن کو متوازی کے بجائے کلیدی سگنل لائن پر کھڑا کرنے کی کوشش کریں۔ اگر ایک ہی تہہ میں متوازی وائرنگ تقریباً ناگزیر ہے، تو دو ملحقہ تہوں میں، وائرنگ کی سمتیں ایک دوسرے کے ساتھ کھڑی ہونی چاہئیں۔

ڈیجیٹل سرکٹس میں، عام گھڑی کے سگنلز تیز رفتار تبدیلیوں کے ساتھ سگنل ہوتے ہیں، جن میں بیرونی کراسسٹالک زیادہ ہوتا ہے۔ لہذا، ڈیزائن میں، گھڑی کی لائن کو زمینی لکیر سے گھیرنا چاہیے اور تقسیم شدہ گنجائش کو کم کرنے کے لیے مزید زمینی لائن کے سوراخوں کو پنچ کرنا چاہیے، اس طرح کراسسٹالک کو کم کرنا چاہیے۔ ہائی فریکوئنسی سگنل گھڑیوں کے لیے، کم وولٹیج کے فرق والی گھڑی کے سگنل استعمال کرنے کی کوشش کریں اور گراؤنڈ موڈ کو لپیٹیں، اور پیکیج گراؤنڈ پنچنگ کی سالمیت پر توجہ دیں۔

غیر استعمال شدہ ان پٹ ٹرمینل کو معطل نہیں کیا جانا چاہیے، لیکن گراؤنڈ یا پاور سپلائی سے منسلک ہونا چاہیے (بجلی کی فراہمی ہائی فریکوئنسی سگنل لوپ میں بھی گراؤنڈ ہوتی ہے)، کیونکہ معطل لائن ٹرانسمٹنگ اینٹینا کے برابر ہو سکتی ہے، اور گراؤنڈنگ روک سکتی ہے۔ اخراج مشق نے ثابت کیا ہے کہ کراسسٹالک کو ختم کرنے کے لیے اس طریقہ کو استعمال کرنے سے بعض اوقات فوری نتائج برآمد ہوتے ہیں۔

6. انٹیگریٹڈ سرکٹ بلاک کے پاور سپلائی پن میں ہائی فریکوئنسی ڈیکپلنگ کیپسیٹر شامل کریں

قریبی ہر انٹیگریٹڈ سرکٹ بلاک کے پاور سپلائی پن میں ایک ہائی فریکوئنسی ڈیکپلنگ کیپسیٹر شامل کیا جاتا ہے۔ پاور سپلائی پن کے ہائی فریکوئنسی ڈیکپلنگ کیپسیٹر کو بڑھانا پاور سپلائی پن پر ہائی فریکوئنسی ہارمونکس کی مداخلت کو مؤثر طریقے سے دبا سکتا ہے۔

7. ہائی فریکوینسی ڈیجیٹل سگنل اور اینالاگ سگنل گراؤنڈ وائر کے گراؤنڈ وائر کو الگ کریں

جب اینالاگ گراؤنڈ وائر، ڈیجیٹل گراؤنڈ وائر وغیرہ پبلک گراؤنڈ وائر سے منسلک ہوتے ہیں، تو ہائی فریکوئنسی چوک میگنیٹک بیڈز کو جوڑنے یا براہ راست الگ تھلگ کرنے کے لیے استعمال کریں اور سنگل پوائنٹ انٹر کنکشن کے لیے مناسب جگہ کا انتخاب کریں۔ اعلی تعدد ڈیجیٹل سگنل کے زمینی تار کی زمینی صلاحیت عام طور پر متضاد ہے۔ براہ راست دونوں کے درمیان اکثر وولٹیج کا ایک خاص فرق ہوتا ہے۔ مزید برآں، ہائی فریکوئینسی ڈیجیٹل سگنل کے گراؤنڈ وائر میں اکثر ہائی فریکوئنسی سگنل کے بہت بھرپور ہارمونک اجزاء ہوتے ہیں۔ جب ڈیجیٹل سگنل گراؤنڈ وائر اور اینالاگ سگنل گراؤنڈ وائر براہ راست جڑے ہوتے ہیں، تو ہائی فریکوئنسی سگنل کے ہارمونکس گراؤنڈ وائر کپلنگ کے ذریعے اینالاگ سگنل میں مداخلت کریں گے۔ لہذا، عام حالات میں، ہائی فریکوئنسی ڈیجیٹل سگنل کے گراؤنڈ وائر اور اینالاگ سگنل کے گراؤنڈ وائر کو الگ تھلگ کیا جانا چاہیے، اور ایک مناسب مقام پر ایک پوائنٹ انٹرکنکشن کا طریقہ استعمال کیا جا سکتا ہے، یا ہائی فریکوئنسی کا طریقہ استعمال کیا جا سکتا ہے۔ فریکوئنسی چوک مقناطیسی مالا انٹرکنکشن استعمال کیا جا سکتا ہے.

8. وائرنگ سے بننے والے لوپس سے بچیں۔

تمام قسم کے ہائی فریکوئنسی سگنل کے نشانات کو جتنا ممکن ہو ایک لوپ نہیں بنانا چاہیے۔ اگر یہ ناگزیر ہے تو، لوپ ایریا جتنا ممکن ہو چھوٹا ہونا چاہیے۔

9. اچھے سگنل مائبادا ملاپ کو یقینی بنانا چاہیے۔

سگنل ٹرانسمیشن کے عمل میں، جب رکاوٹ مماثل نہیں ہوتی ہے، سگنل ٹرانسمیشن چینل میں منعکس ہو گا، اور انعکاس کی وجہ سے ترکیب شدہ سگنل ایک اوور شوٹ بنائے گا، جس کی وجہ سے سگنل منطقی حد کے قریب اتار چڑھاؤ آتا ہے۔

عکاسی کو ختم کرنے کا بنیادی طریقہ یہ ہے کہ ٹرانسمیشن سگنل کی رکاوٹ کو اچھی طرح سے ملایا جائے۔ چونکہ لوڈ امپیڈنس اور ٹرانسمیشن لائن کی خصوصیت کی رکاوٹ کے درمیان جتنا زیادہ فرق ہوگا، عکاسی بھی اتنی ہی زیادہ ہوگی، اس لیے سگنل ٹرانسمیشن لائن کی خصوصیت کی رکاوٹ کو جتنا ممکن ہو بوجھ کی رکاوٹ کے برابر بنایا جائے۔ اس کے ساتھ ہی، براہ کرم نوٹ کریں کہ پی سی بی پر ٹرانسمیشن لائن میں اچانک تبدیلیاں یا کونے نہیں ہو سکتے، اور ٹرانسمیشن لائن کے ہر پوائنٹ کی رکاوٹ کو مسلسل رکھنے کی کوشش کریں، ورنہ ٹرانسمیشن لائن کے مختلف حصوں کے درمیان انعکاس ہوگا۔ اس کے لیے ضروری ہے کہ تیز رفتار پی سی بی وائرنگ کے دوران، وائرنگ کے درج ذیل اصولوں کا مشاہدہ کیا جانا چاہیے۔

USB وائرنگ کے قواعد۔ USB سگنل ڈیفرینشل روٹنگ کی ضرورت ہے، لائن کی چوڑائی 10mil ہے، لائن کا فاصلہ 6mil ہے، اور گراؤنڈ لائن اور سگنل لائن کا وقفہ 6mil ہے۔

HDMI وائرنگ کے قواعد۔ HDMI سگنل ڈیفرینشل روٹنگ کی ضرورت ہے، لائن کی چوڑائی 10mil ہے، لائن سپیسنگ 6mil ہے، اور HDMI ڈیفرینشل سگنل جوڑوں کے ہر دو سیٹوں کے درمیان فاصلہ 20mil سے زیادہ ہے۔

LVDS وائرنگ کے قواعد۔ LVDS سگنل کی تفریق روٹنگ کی ضرورت ہوتی ہے، لائن کی چوڑائی 7mil ہے، لائن میں وقفہ کاری 6mil ہے، مقصد HDMI کے 100+-15% ohm کے فرق کے سگنل کی رکاوٹ کو کنٹرول کرنا ہے۔

DDR وائرنگ کے قوانین۔ DDR1 ٹریس کے لیے سگنلز کی ضرورت ہوتی ہے کہ وہ زیادہ سے زیادہ سوراخوں سے نہ گزریں، سگنل لائنز مساوی چوڑائی کی ہیں، اور لائنیں مساوی فاصلے پر ہیں۔ سگنلز کے درمیان کراسسٹالک کو کم کرنے کے لیے نشانات کو 2W اصول پر پورا اترنا چاہیے۔ DDR2 اور اس سے اوپر کے تیز رفتار آلات کے لیے، ہائی فریکوئنسی ڈیٹا بھی درکار ہے۔ لائنوں کی لمبائی برابر ہوتی ہے تاکہ سگنل کی مائبادا مماثلت کو یقینی بنایا جا سکے۔

10. ٹرانسمیشن کی سالمیت کی ضمانت

سگنل ٹرانسمیشن کی سالمیت کو برقرار رکھیں اور زمینی تقسیم کی وجہ سے ہونے والے “گراؤنڈ باؤنس رجحان” کو روکیں۔