ٹرانسمیشن لائن کے اثر سے کیسے بچا جائے تیز رفتار پی سی بی ڈیزائن

1. برقی مقناطیسی مداخلت کو دبانے کے طریقے۔

سگنل سالمیت کے مسئلے کا ایک اچھا حل پی سی بی بورڈ کی برقی مقناطیسی مطابقت (EMC) کو بہتر بنائے گا۔ سب سے اہم میں سے ایک یہ یقینی بنانا ہے کہ پی سی بی بورڈ کی اچھی گراؤنڈنگ ہے۔ گراؤنڈ لیئر والی سگنل لیئر پیچیدہ ڈیزائن کے لیے ایک بہت ہی موثر طریقہ ہے۔ اس کے علاوہ ، سرکٹ بورڈ کی بیرونی ترین پرت کی سگنل کثافت کو کم کرنا بھی برقی مقناطیسی تابکاری کو کم کرنے کا ایک اچھا طریقہ ہے۔ یہ طریقہ “سرفیس ایریا” ٹیکنالوجی “بلڈ اپ” پی سی بی ڈیزائن کے استعمال سے حاصل کیا جا سکتا ہے۔ سطح کے علاقے کی پرت پتلی موصلیت کی تہوں اور مائیکرو پورس کے امتزاج کو شامل کرکے حاصل کی جاتی ہے جو ان پرتوں کو عام عمل کے پی سی بی پر گھسنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ مزاحمت اور گنجائش کو سطح کے نیچے دفن کیا جا سکتا ہے ، اور فی یونٹ رقبے کی لکیری کثافت تقریبا double دگنی ہو جاتی ہے ، اس طرح پی سی بی کا حجم کم ہو جاتا ہے۔ پی سی بی کے رقبے کی کمی کا روٹنگ کی ٹوپولوجی پر بہت بڑا اثر پڑتا ہے ، جس کا مطلب ہے کہ موجودہ لوپ کم ہو گیا ہے ، برانچ روٹنگ کی لمبائی کم ہو گئی ہے ، اور برقی مقناطیسی تابکاری موجودہ لوپ کے علاقے کے تقریبا متناسب ہے۔ At the same time, the small size characteristics mean that high-density pin packages can be used, which in turn reduces the length of the wire, thus reducing the current loop and improving emc characteristics.

2. Strictly control the cable lengths of key network cables

If the design has a high speed jump edge, the transmission line effect on the PCB must be considered. آج کل عام طور پر استعمال ہونے والی ہائی کلاک ریٹ فاسٹ انٹیگریٹڈ سرکٹ چپس اور بھی زیادہ پریشان کن ہیں۔ اس مسئلے کو حل کرنے کے لیے کچھ بنیادی اصول ہیں: اگر CMOS یا TTL سرکٹس ڈیزائن کے لیے استعمال ہوتے ہیں تو آپریٹنگ فریکوئنسی 10MHz سے کم ہوتی ہے اور وائرنگ کی لمبائی 7 انچ سے زیادہ نہیں ہونی چاہیے۔ If the operating frequency is 50MHz, the cable length should not be greater than 1.5 inches. Wiring length should be 1 inch if operating frequency reaches or exceeds 75MHz. GaAs چپس کے لیے وائرنگ کی زیادہ سے زیادہ لمبائی 0.3 انچ ہونی چاہیے۔ اگر یہ حد سے تجاوز کر جائے تو ٹرانسمیشن لائن کا مسئلہ ہے۔

3. مناسب طریقے سے کیبلنگ کی ٹوپولوجی کی منصوبہ بندی کریں۔

ٹرانسمیشن لائن اثر کو حل کرنے کا ایک اور طریقہ یہ ہے کہ صحیح روٹنگ پاتھ اور ٹرمینل ٹوپولوجی کا انتخاب کیا جائے۔ کیبلنگ ٹوپولوجی سے مراد ایک نیٹ ورک کیبل کی ترتیب اور ترتیب ہے۔ جب تیز رفتار منطقی آلات استعمال کیے جاتے ہیں ، تیزی سے بدلتے ہوئے کناروں کے ساتھ سگنل سگنل ٹرنک کی شاخوں سے بگاڑ دیا جائے گا جب تک کہ شاخ کی لمبائی بہت کم نہ رکھی جائے۔ عام طور پر ، پی سی بی روٹنگ دو بنیادی ٹوپولوجی اختیار کرتی ہے ، یعنی ڈیزی چین روٹنگ اور سٹار ڈسٹری بیوشن۔

ڈیزی چین وائرنگ کے لیے ، وائرنگ ڈرائیور کے اختتام پر شروع ہوتی ہے اور باری باری ہر وصول کنندہ تک پہنچتی ہے۔ اگر ایک سیریز ریزسٹر سگنل کی خصوصیات کو تبدیل کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے تو ، سیریز ریزسٹر کی پوزیشن ڈرائیونگ کے اختتام کے قریب ہونی چاہیے۔ ڈیزی چین کیبلنگ کیبلنگ کے اعلی ہارمونک مداخلت کو کنٹرول کرنے میں بہترین ہے۔ تاہم ، اس قسم کی وائرنگ میں سب سے کم ٹرانسمیشن ریٹ ہے اور اسے 100٪ پاس کرنا آسان نہیں ہے۔ اصل ڈیزائن میں ، ہم ڈیزی چین وائرنگ میں شاخ کی لمبائی کو جتنا ممکن ہو مختصر کرنا چاہتے ہیں ، اور محفوظ لمبائی کی قیمت ہونی چاہیے: اسٹب تاخیر < = Trt * 0.1

مثال کے طور پر ، تیز رفتار ٹی ٹی ایل سرکٹس میں شاخ کا اختتام 1.5 انچ سے کم ہونا چاہیے۔ یہ ٹوپولوجی وائرنگ کی کم جگہ لیتی ہے اور اسے ایک ہی ریزسٹر مماثلت سے ختم کیا جاسکتا ہے۔ تاہم ، یہ وائرنگ ڈھانچہ مختلف سگنل وصول کرنے والے پر سگنل وصول کرنے کو ہم آہنگ نہیں بناتا ہے۔

The star topology can effectively avoid the problem of clock signal synchronization, but it is very difficult to finish the wiring manually on the PCB with high density. خودکار کیبلر کا استعمال ستارہ کیبلنگ کو مکمل کرنے کا بہترین طریقہ ہے۔ A terminal resistor is required on each branch. The value of the terminal resistance should match the characteristic impedance of the wire. یہ دستی طور پر یا CAD ٹولز کے ذریعے کیا جا سکتا ہے تاکہ امتیازی سلوک کی اقدار اور ٹرمینل سے ملنے والی مزاحمت کی اقدار کا حساب لگایا جا سکے۔

While simple terminal resistors are used in the two examples above, a more complex matching terminal is optional in practice. پہلا آپشن آر سی میچ ٹرمینل ہے۔ آر سی میچنگ ٹرمینلز بجلی کی کھپت کو کم کر سکتے ہیں ، لیکن صرف اس وقت استعمال کیا جا سکتا ہے جب سگنل آپریشن نسبتا مستحکم ہو۔ یہ طریقہ کلاک لائن سگنل مماثل پروسیسنگ کے لیے انتہائی موزوں ہے۔ نقصان یہ ہے کہ RC میچنگ ٹرمینل میں گنجائش سگنل کی شکل اور پھیلاؤ کی رفتار کو متاثر کر سکتی ہے۔

The series resistor matching terminal incurs no additional power consumption, but slows down signal transmission. This approach is used in bus-driven circuits where time delays are not significant. سیریز ریزسٹر میچنگ ٹرمینل میں بورڈ پر استعمال ہونے والے آلات کی تعداد اور کنکشن کی کثافت کو کم کرنے کا بھی فائدہ ہے۔

The final method is to separate the matching terminal, in which the matching element needs to be placed near the receiving end. اس کا فائدہ یہ ہے کہ یہ سگنل نیچے نہیں کھینچے گا ، اور شور سے بچنے کے لیے بہت اچھا ہو سکتا ہے۔ عام طور پر TTL ان پٹ سگنلز (ACT ، HCT ، FAST) کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

In addition, the package type and installation type of the terminal matching resistor must be considered. SMD surface mount resistors generally have lower inductance than through-hole components, so SMD package components are preferred. There are also two installation modes for ordinary straight plug resistors: vertical and horizontal.

عمودی بڑھتے ہوئے موڈ میں ، مزاحمت میں ایک چھوٹا بڑھتا ہوا پن ہوتا ہے ، جو مزاحمت اور سرکٹ بورڈ کے درمیان تھرمل مزاحمت کو کم کرتا ہے اور مزاحمت کی حرارت کو زیادہ آسانی سے ہوا میں خارج کرتا ہے۔ لیکن ایک لمبی عمودی تنصیب ریزسٹر کی شمولیت میں اضافہ کرے گی۔ افقی تنصیب کم تنصیب کی وجہ سے کم انڈکٹینس ہے۔ However, the overheated resistance will drift, and in the worst case, the resistance will become open, resulting in PCB wiring termination matching failure, becoming a potential failure factor.

4. دیگر قابل اطلاق ٹیکنالوجیز

آئی سی پاور سپلائی پر عارضی وولٹیج اوور شوٹ کو کم کرنے کے لیے ، آئی سی چپ میں ڈیکوپلنگ کیپسیٹر شامل کیا جانا چاہیے۔ یہ بجلی کی فراہمی پر بررس کے اثر کو مؤثر طریقے سے ہٹاتا ہے اور پرنٹ بورڈ پر پاور لوپ سے تابکاری کو کم کرتا ہے۔

برر ہموار کرنے کا اثر اس وقت بہترین ہوتا ہے جب ڈیکوپلنگ کیپسیٹر پاور سپلائی پرت کے بجائے مربوط سرکٹ کی پاور سپلائی ٹانگ سے براہ راست جڑا ہو۔ یہی وجہ ہے کہ کچھ ڈیوائسز کے ساکٹ میں ڈیکوپلنگ کیپسیٹر ہوتے ہیں ، جبکہ دیگر کو ڈیکوپلنگ کیپسیٹر اور ڈیوائس کے درمیان فاصلہ کافی چھوٹا ہونا چاہیے۔

بجلی کی فراہمی کے وولٹیج کے عارضی اوور شوٹ کو کم کرنے کے لیے کسی بھی تیز رفتار اور زیادہ بجلی کی کھپت والے آلات کو ایک ساتھ رکھنا چاہیے۔

بجلی کی پرت کے بغیر ، لمبی بجلی کی لائنیں سگنل اور لوپ کے درمیان ایک لوپ بناتی ہیں ، جو تابکاری کے ذریعہ اور ایک دلکش سرکٹ کے طور پر کام کرتی ہیں۔

ایک لوپ بنانا جو ایک ہی نیٹ ورک کیبل یا دیگر کیبلنگ سے نہیں گزرتا اسے اوپن لوپ کہا جاتا ہے۔ اگر لوپ اسی نیٹ ورک کیبل سے گزرتا ہے ، دوسرے راستے بند لوپ بناتے ہیں۔ دونوں صورتوں میں ، اینٹینا اثر (لائن اینٹینا اور رنگ اینٹینا) ہوسکتا ہے۔