site logo

عملی نقطہ نظر سے پی سی بی کو کیسے ڈیزائن کیا جائے

پی سی بی ( چھپی سرکٹ بورڈ ) تیز رفتار سرکٹس میں وائرنگ کلیدی کردار ادا کرتی ہے۔ یہ مقالہ بنیادی طور پر عملی نقطہ نظر سے تیز رفتار سرکٹس کی وائرنگ کے مسئلے پر بحث کرتا ہے۔ بنیادی مقصد نئے صارفین کو بہت سے مختلف مسائل سے آگاہ کرنے میں مدد کرنا ہے جن پر تیز رفتار سرکٹس کے لیے پی سی بی وائرنگ کو ڈیزائن کرتے وقت غور کرنے کی ضرورت ہے۔ ایک اور مقصد ان صارفین کے لیے ریفریشر میٹریل فراہم کرنا ہے جو کچھ عرصے سے پی سی بی وائرنگ کے سامنے نہیں آئے ہیں۔ محدود جگہ کی وجہ سے ، اس مضمون میں تمام مسائل کا تفصیل سے احاطہ کرنا ممکن نہیں ہے ، لیکن ہم ان اہم حصوں پر تبادلہ خیال کریں گے جو سرکٹ کی کارکردگی کو بہتر بنانے ، ڈیزائن کے وقت کو کم کرنے اور ترمیم کے وقت کو بچانے پر سب سے زیادہ اثر ڈالتے ہیں۔

آئی پی سی بی

عملی نقطہ نظر سے پی سی بی کو کیسے ڈیزائن کیا جائے۔

اگرچہ یہاں توجہ ہائی سپیڈ آپریشنل امپلیفائرز سے متعلق سرکٹس پر ہے ، لیکن یہاں زیر بحث مسائل اور طریقے عام طور پر زیادہ تر دیگر تیز رفتار ینالاگ سرکٹس کی وائرنگ پر لاگو ہوتے ہیں۔ جب آپریشنل یمپلیفائرز بہت زیادہ ریڈیو فریکوئنسی (آر ایف) بینڈ میں کام کرتے ہیں تو سرکٹ کی کارکردگی زیادہ تر پی سی بی وائرنگ پر منحصر ہوتی ہے۔ “ڈرائنگ بورڈ” پر ایک اچھا ہائی پرفارمنس سرکٹ ڈیزائن کی طرح لگتا ہے اگر یہ میلا وائرنگ کا شکار ہو تو معمولی کارکردگی کے ساتھ ختم ہو سکتا ہے۔ وائرنگ کے پورے عمل میں اہم تفصیلات پر پہلے سے غور اور توجہ مطلوبہ سرکٹ کی کارکردگی کو یقینی بنانے میں مدد دے گی۔

یوجنابدق آریھ

اگرچہ اچھی اسکیمیٹکس اچھی وائرنگ کی ضمانت نہیں دیتی ، اچھی وائرنگ اچھی اسکیمیٹکس سے شروع ہوتی ہے۔ اسکیمیٹک ڈایاگرام کو احتیاط سے تیار کیا جانا چاہئے اور پورے سرکٹ کی سگنل سمت پر غور کرنا ضروری ہے۔ اگر آپ کے پاس اسکیمیٹک میں بائیں سے دائیں عام ، مستحکم سگنل کا بہاؤ ہے ، تو آپ کو پی سی بی پر سگنل کا اتنا ہی اچھا بہاؤ ہونا چاہیے۔ اسکیمیٹک پر زیادہ سے زیادہ مفید معلومات دیں۔ کیونکہ بعض اوقات سرکٹ ڈیزائن انجینئر دستیاب نہیں ہوتا ، گاہک ہم سے سرکٹ کے مسئلے کو حل کرنے میں مدد کے لیے کہے گا۔ یہ کام کرنے والے ڈیزائنرز ، ٹیکنیشنز اور انجینئرز ہم سمیت بہت شکر گزار ہوں گے۔

معمول کے حوالے سے شناخت کنندگان ، بجلی کی کھپت ، اور غلطی برداشت کرنے کے علاوہ ، ایک منصوبہ بندی میں دوسری کون سی معلومات دی جانی چاہیے؟ ایک عام اسکیمیٹک کو فرسٹ کلاس اسکیمیٹک میں تبدیل کرنے کے لیے کچھ تجاویز یہ ہیں۔ ویوفارم ، شیل کے بارے میں مکینیکل معلومات ، چھپی ہوئی لائن کی لمبائی ، خالی جگہ شامل کریں۔ اس بات کی نشاندہی کریں کہ پی سی بی پر کن کن اجزاء کو رکھنے کی ضرورت ہے۔ ایڈجسٹمنٹ کی معلومات ، جزو کی قیمت کی حد ، گرمی کی کھپت کی معلومات ، کنٹرول مائبادا پرنٹ شدہ لائنیں ، نوٹ ، جامع سرکٹ ایکشن کی تفصیل دیں… (دوسروں کے درمیان).

کسی پر اعتبار نہ کرو

اگر آپ اپنی وائرنگ خود نہیں بناتے ہیں تو ، کیبلر کے ڈیزائن کو چیک کرنے کے لیے کافی وقت دینا یقینی بنائیں۔ تھوڑی سی روک تھام یہاں سو گنا علاج کے قابل ہے۔ کیبل لگانے والے سے یہ سمجھنے کی توقع نہ کریں کہ آپ کیا سوچ رہے ہیں۔ وائرنگ ڈیزائن کے عمل کے آغاز میں آپ کا ان پٹ اور رہنمائی سب سے اہم ہے۔ جتنی زیادہ معلومات آپ فراہم کر سکتے ہیں اور وائرنگ کے عمل میں آپ جتنا زیادہ ملوث ہوں گے ، اس کے نتیجے میں پی سی بی بہتر ہوگا۔ کیبلنگ ڈیزائن انجینئر کے لیے عارضی تکمیل کا مقام مقرر کریں – کیبلنگ پروگریس رپورٹ کی فوری جانچ جو آپ چاہتے ہیں۔ یہ “بند لوپ” نقطہ نظر وائرنگ کو گمراہ ہونے سے روکتا ہے اور اس طرح دوبارہ کام کرنے کے امکان کو کم کرتا ہے۔

وائرنگ انجینئرز کے لیے ہدایات میں شامل ہیں: سرکٹ افعال کی مختصر تفصیل ، پی سی بی کے خاکے جو ان پٹ اور آؤٹ پٹ پوزیشنز کی نشاندہی کرتے ہیں ، پی سی بی کیسکیڈنگ معلومات (مثلا board بورڈ کتنا موٹا ہے ، کتنی تہیں ہیں ، ہر سگنل لیئر اور گرائونڈنگ ہوائی جہاز کی تفصیلات – بجلی کی کھپت ، گراؤنڈ ، ینالاگ ، ڈیجیٹل اور آر ایف سگنل) تہوں کو ان اشاروں کی ضرورت ہے۔ اہم اجزاء کی جگہ کا تقاضا بائی پاس عنصر کا صحیح مقام کون سی چھپی ہوئی لائنیں اہم ہیں کون سی لائنوں کو رکاوٹ پرنٹ شدہ لائنوں کو کنٹرول کرنے کی ضرورت ہے۔ کون سی لائنوں کو لمبائی سے ملنے کی ضرورت ہے اجزاء کے طول و عرض؛ کون سی چھپی ہوئی لائنوں کو ایک دوسرے سے دور (یا قریب) ہونا ضروری ہے کون سی لائنوں کو ایک دوسرے سے دور (یا قریب) ہونا ضروری ہے کون سے اجزاء کو ایک دوسرے سے (یا قریب) دور رکھنے کی ضرورت ہے۔ کون سے اجزاء کو اوپر رکھنا چاہیے اور کون سا پی سی بی کے نیچے؟ کسی کو بہت زیادہ معلومات دینے کے بارے میں کبھی شکایت نہ کریں – بہت کم؟ ہے؛ بہت زیادہ؟ بالکل نہیں.

ایک سیکھنے والا سبق: تقریبا 10 XNUMX سال پہلے ، میں نے ایک ملٹی لیئر سرفیس ماؤنٹ سرکٹ بورڈ ڈیزائن کیا تھا-بورڈ کے دونوں اطراف کے اجزاء تھے۔ پلیٹوں کو سونے سے چڑھایا ہوا ایلومینیم شیل لگایا جاتا ہے (سخت شاک پروف خصوصیات کی وجہ سے)۔ پنز جو تعصب فیڈ کے ذریعے بورڈ سے گزرتے ہیں۔ پن ایک ویلڈنگ تار کے ذریعے پی سی بی سے جڑا ہوا ہے۔ یہ ایک بہت پیچیدہ آلہ ہے۔ بورڈ کے کچھ اجزاء ٹیسٹ سیٹنگ (SAT) کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ لیکن میں نے بالکل وضاحت کی ہے کہ یہ اجزاء کہاں ہیں۔ کیا آپ اندازہ لگا سکتے ہیں کہ یہ اجزاء کہاں نصب ہیں؟ بورڈ کے نیچے ، ویسے۔ پروڈکٹ انجینئرز اور ٹیکنیشنز خوش نہیں ہوتے ہیں جب انہیں پوری چیز کو الگ کرنا پڑتا ہے اور اسے ترتیب دینے کے بعد اسے ایک ساتھ رکھنا پڑتا ہے۔ تب سے میں نے یہ غلطی نہیں کی۔

محل وقوع

پی سی بی کی طرح ، محل وقوع ہی سب کچھ ہے۔ جہاں پی سی بی پر ایک سرکٹ لگایا جاتا ہے ، جہاں اس کے مخصوص سرکٹ کے اجزاء نصب ہوتے ہیں ، اور اس سے ملحقہ کون سے دوسرے سرکٹس بہت اہم ہوتے ہیں۔

عام طور پر ، ان پٹ ، آؤٹ پٹ اور پاور سپلائی کی پوزیشن پہلے سے طے شدہ ہوتی ہے ، لیکن ان کے درمیان سرکٹری کو “تخلیقی” ہونا ضروری ہے۔ یہی وجہ ہے کہ وائرنگ کی تفصیلات پر توجہ دینے سے بہت زیادہ منافع مل سکتا ہے۔ کلیدی اجزاء کے مقام سے شروع کریں ، سرکٹ اور پورے پی سی بی پر غور کریں۔ کلیدی اجزاء کے مقام اور شروع سے سگنلز کے راستے کی وضاحت اس بات کو یقینی بنانے میں مدد دیتی ہے کہ ڈیزائن مطلوبہ کام کرتا ہے۔ پہلی بار ڈیزائن حاصل کرنا لاگت اور دباؤ کو کم کرتا ہے – اور اس طرح ترقیاتی چکر۔

بجلی کی فراہمی کو بائی پاس کریں۔

شور کو کم کرنے کے لیے یمپلیفائر کے پاور سائیڈ کو بائی پاس کرنا پی سی بی ڈیزائن کے عمل کا ایک اہم پہلو ہے-دونوں تیز رفتار آپریشنل یمپلیفائرز اور دیگر تیز رفتار سرکٹس کے لیے۔ بائی پاس ہائی سپیڈ آپریشنل یمپلیفائرز کی دو عام ترتیبیں ہیں۔

پاور گراؤنڈنگ: یہ طریقہ زیادہ تر معاملات میں سب سے زیادہ کارآمد ہے ، ایک سے زیادہ شنٹ کیپسیٹرز کا استعمال کرتے ہوئے اوپ ایم پی کے پاور پنوں کو براہ راست گراؤنڈ کریں۔ دو شنٹ کیپسیٹرز عام طور پر کافی ہوتے ہیں – لیکن کچھ سرکٹس کے لیے شنٹ کیپسیٹرز کا اضافہ فائدہ مند ثابت ہوسکتا ہے۔

مختلف کیپسیٹینس ویلیوز کے ساتھ متوازی کیپسیٹرز اس بات کو یقینی بنانے میں مدد دیتے ہیں کہ پاور سپلائی پنز ایک وسیع بینڈ پر صرف کم اے سی مائبادا دیکھیں۔ یہ خاص طور پر آپریشنل یمپلیفائر پاور مسترد کرنے کا تناسب (PSR) کم کرنے کی فریکوئنسی میں اہم ہے۔ کیپسیٹر یمپلیفائر کے کم پی ایس آر کی تلافی میں مدد کرتا ہے۔ زمینی راستے جو کئی ٹینکس رینجز پر کم رکاوٹ کو برقرار رکھتے ہیں اس بات کو یقینی بنانے میں مدد کریں گے کہ نقصان دہ شور آپریشنل یمپلیفائر میں داخل نہ ہو۔ چترا 1 متعدد برقی برتنوں کے استعمال کے فوائد کی وضاحت کرتا ہے۔ کم تعدد پر ، بڑے کیپسیٹرز کم رکاوٹ زمینی رسائی فراہم کرتے ہیں۔ لیکن ایک بار جب فریکوئنسی اپنی گونج والی فریکوئنسی تک پہنچ جاتی ہے تو ، کیپسیٹرز کم کیپسیٹیو بن جاتے ہیں اور زیادہ حساسیت اختیار کرتے ہیں۔ یہی وجہ ہے کہ ایک سے زیادہ کیپسیٹرز رکھنا ضروری ہے: جیسے ہی ایک کیپسیٹر کا فریکوئنسی رسپانس کم ہونا شروع ہوتا ہے ، دوسرے کیپسیٹر کا فریکوئنسی رسپانس عمل میں آتا ہے ، اس طرح کئی دس اوکٹیوز پر بہت کم اے سی رکاوٹ برقرار رہتی ہے۔

آپریشنل یمپلیفائر کے پاور پن سے براہ راست شروع کریں کم سے کم گنجائش اور کم سے کم جسمانی سائز والے کیپسیٹرز کو پی سی بی کے اسی جانب رکھا جانا چاہیے جیسا کہ آپریشنل یمپلیفائر – جتنا ممکن ہو یمپلیفائر کے قریب۔ کیپسیٹر کا گراؤنڈنگ ٹرمینل براہ راست سب سے چھوٹی پن یا چھپی ہوئی تار سے گراؤنڈنگ ہوائی جہاز سے منسلک ہوگا۔ مذکورہ گراؤنڈنگ کنکشن ایمپلیفائر کے لوڈ اینڈ کے ممکنہ حد تک قریب ہوگا تاکہ پاور اور گراؤنڈنگ اینڈ کے درمیان مداخلت کو کم کیا جاسکے۔ شکل 2 اس رابطے کے طریقے کی وضاحت کرتا ہے۔

یہ عمل sublarge capacitors کے لیے دہرایا جانا چاہیے۔ کم از کم 0.01 μF کی گنجائش کے ساتھ شروع کرنا اور اس کے قریب 2.2 μF (یا اس سے زیادہ) کی کم مساوی سیریز مزاحمت (ESR) کے ساتھ ایک الیکٹرولائٹک کیپسیٹر رکھنا بہتر ہے۔ 0.01،0508 ہاؤسنگ سائز کے ساتھ XNUMX μF کیپسیٹر میں بہت کم سیریز انڈکٹینس اور بہترین ہائی فریکوئنسی پرفارمنس ہے۔

پاور ٹو پاور: ایک اور کنفیگریشن آپریشنل یمپلیفائر کے مثبت اور منفی پاور سروں کے درمیان منسلک ایک یا زیادہ بائی پاس کیپسیٹرز استعمال کرتی ہے۔ یہ طریقہ اکثر استعمال کیا جاتا ہے جب سرکٹ میں چار کیپسیٹرز کو کنفیگر کرنا مشکل ہو۔ نقصان یہ ہے کہ کیپسیٹر ہاؤسنگ کا سائز بڑھ سکتا ہے کیونکہ کیپسیٹر کے پار وولٹیج سنگل پاور بائی پاس طریقہ سے دوگنا ہے۔ وولٹیج بڑھانے کے لیے ڈیوائس کے ریٹیڈ بریک ڈاؤن وولٹیج کو بڑھانے کی ضرورت ہوتی ہے ، جس کا مطلب ہے ہاؤسنگ کا سائز بڑھانا۔ تاہم ، یہ نقطہ نظر PSR اور تحریف کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے۔

چونکہ ہر سرکٹ اور وائرنگ مختلف ہوتی ہے ، کیپسیٹرز کی ترتیب ، تعداد اور گنجائش کی قیمت اصل سرکٹ کی ضروریات پر منحصر ہوگی۔

پرجیوی اثرات۔

پرجیوی اثرات لفظی خرابیاں ہیں جو آپ کے پی سی بی میں گھس جاتی ہیں اور سرکٹ پر تباہی ، سر درد اور ناقابل وضاحت تباہی پھیلاتی ہیں۔ وہ چھپے ہوئے پرجیوی کیپسیٹرز اور انڈکٹر ہیں جو تیز رفتار سرکٹس میں گھس جاتے ہیں۔ جس میں پیکیج پن اور پرنٹڈ تار سے بننے والی پرجیوی انڈکٹینس شامل ہے۔ پرجیوی اہلیت پیڈ سے گراؤنڈ ، پیڈ سے پاور ہوائی جہاز اور پیڈ ٹو پرنٹ لائن کے درمیان تشکیل دی گئی۔ سوراخوں کے درمیان تعامل ، اور بہت سے دوسرے ممکنہ اثرات۔