پی سی بی مصنوعات کی EMC کارکردگی کا تعین کرنے کے لیے اسٹیکنگ ایک اہم عنصر ہے۔ پی سی بی لوپ (ڈیفرنشل موڈ ایمیشن) کے ساتھ ساتھ بورڈ سے منسلک کیبلز (کامن موڈ ایمیشن) سے تابکاری کو کم کرنے میں اچھی لیئرنگ بہت کارآمد ثابت ہوسکتی ہے۔

دوسری طرف ، ایک خراب جھرن دونوں میکانزم کی تابکاری کو بہت بڑھا سکتا ہے۔ پلیٹ اسٹیکنگ پر غور کرنے کے لیے چار عوامل اہم ہیں:

1. تہوں کی تعداد

2. استعمال شدہ تہوں کی تعداد اور قسم (طاقت اور/یا زمین)؛

3. تہوں کی ترتیب یا ترتیب؛

4. تہوں کے درمیان وقفہ۔

عام طور پر صرف تہوں کی تعداد پر غور کیا جاتا ہے۔ بہت سے معاملات میں ، دیگر تین عوامل یکساں طور پر اہم ہیں ، اور چوتھا کبھی کبھی پی سی بی ڈیزائنر کو بھی معلوم نہیں ہوتا ہے۔ تہوں کی تعداد کا تعین کرتے وقت ، درج ذیل پر غور کریں:

1. سگنل کی مقدار اور وائرنگ کی قیمت

2. تعدد؛

3. کیا مصنوعات کو کلاس A یا کلاس B کی لانچنگ کی ضروریات کو پورا کرنا ہوگا؟

4. پی سی بی ڈھال دار یا غیر محفوظ گھر میں ہے۔

5. ڈیزائن ٹیم کی EMC انجینئرنگ کی مہارت۔

عام طور پر صرف پہلی اصطلاح پر غور کیا جاتا ہے۔ در حقیقت ، تمام اشیاء اہم تھیں اور انہیں یکساں طور پر سمجھا جانا چاہئے۔ یہ آخری آئٹم خاص طور پر اہم ہے اور اگر کم سے کم وقت اور لاگت میں زیادہ سے زیادہ ڈیزائن حاصل کیا جائے تو اسے نظر انداز نہیں کیا جانا چاہیے۔

گراؤنڈ اور/یا پاور ہوائی جہاز کا استعمال کرتے ہوئے ایک ملٹی لیئر پلیٹ دو پرت پلیٹ کے مقابلے میں تابکاری کے اخراج میں نمایاں کمی فراہم کرتی ہے۔ انگوٹھے کا عام اصول یہ ہے کہ فور پلائی پلیٹ دو پلی پلیٹ سے 15 ڈی بی کم تابکاری پیدا کرتی ہے ، باقی تمام عوامل برابر ہوتے ہیں۔ ایک فلیٹ سطح والا بورڈ مندرجہ ذیل وجوہات کی بنا پر فلیٹ سطح کے بغیر بورڈ سے بہت بہتر ہے۔

1. وہ سگنلز کو مائیکرو اسٹریپ لائنز (یا ربن لائنز) کے طور پر منتقل کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔ یہ ڈھانچے کنٹرول شدہ رکاوٹ ٹرانسمیشن لائنز ہیں جو کہ دو پرت والے بورڈز پر استعمال ہونے والی بے ترتیب وائرنگ کے مقابلے میں بہت کم تابکاری کے ساتھ ہیں۔

2. زمینی طیارہ نمایاں طور پر زمینی رکاوٹ کو کم کرتا ہے (اور اس وجہ سے زمینی شور)۔

اگرچہ 20-25 میگاہرٹز کے غیر محفوظ شدہ دیواروں میں دو پلیٹیں کامیابی کے ساتھ استعمال ہوچکی ہیں ، یہ معاملات اصول کے بجائے استثناء ہیں۔ تقریبا 10-15 میگاہرٹز کے اوپر ، ملٹی لیئر پینلز پر عام طور پر غور کیا جانا چاہیے۔

ملٹی لیئر بورڈ استعمال کرتے وقت پانچ اہداف حاصل کرنے کی کوشش کرنی چاہیے۔ وہ ہیں:

1. سگنل کی پرت ہمیشہ ہوائی جہاز سے ملحق ہونی چاہیے۔

2. سگنل پرت کو اس کے ملحقہ طیارے کے ساتھ مضبوطی سے جوڑا جانا چاہیے۔

3 ، پاور ہوائی جہاز اور زمینی ہوائی جہاز کو قریب سے جوڑا جانا چاہیے۔

4 ، تیز رفتار سگنل کو دو طیاروں کے درمیان لائن میں دفن کیا جانا چاہیے ، ہوائی جہاز بچانے والا کردار ادا کرسکتا ہے ، اور تیز رفتار پرنٹڈ لائن کی تابکاری کو دبا سکتا ہے۔

5. ایک سے زیادہ گراؤنڈنگ طیاروں کے بہت سے فوائد ہیں کیونکہ وہ بورڈ کی گراؤنڈنگ (حوالہ طیارہ) کی رکاوٹ کو کم کریں گے اور عام موڈ کی تابکاری کو کم کریں گے۔

عام طور پر ، ہمیں سگنل/ہوائی جہاز کی قربت (مقصد 2) اور پاور/زمینی طیارے کی قربت کے جوڑے (مقصد 3) کے درمیان انتخاب کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ روایتی پی سی بی کی تعمیراتی تکنیک کے ساتھ ، ملحقہ بجلی کی فراہمی اور زمینی طیارے کے درمیان فلیٹ پلیٹ کیپسیٹنسی 500 میگا ہرٹز سے کم ڈیکوپلنگ فراہم کرنے کے لیے ناکافی ہے۔

لہذا ، ڈیکوپلنگ کو دوسرے ذرائع سے حل کیا جانا چاہئے ، اور ہمیں عام طور پر سگنل اور موجودہ ریٹرن ہوائی جہاز کے درمیان سخت جوڑے کا انتخاب کرنا چاہئے۔ سگنل لیئر اور موجودہ ریٹرن ہوائی جہاز کے مابین سخت جوڑے کے فوائد طیاروں کے مابین گنجائش کے معمولی نقصان کی وجہ سے ہونے والے نقصانات سے زیادہ ہوں گے۔

آٹھ تہوں تہوں کی کم از کم تعداد ہے جو ان پانچوں اہداف کو حاصل کرنے کے لیے استعمال کی جا سکتی ہے۔ ان میں سے کچھ اہداف کو چار اور چھ پلائی بورڈ پر سمجھوتہ کرنا پڑے گا۔ ان شرائط کے تحت ، آپ کو اس بات کا تعین کرنا ہوگا کہ ہاتھ میں ڈیزائن کے لیے کون سے اہداف اہم ہیں۔

مندرجہ بالا پیراگراف کا مطلب یہ نہیں لیا جانا چاہیے کہ آپ چار یا چھ درجے کے بورڈ پر اچھا EMC ڈیزائن نہیں کر سکتے ، جیسا کہ آپ کر سکتے ہیں۔ یہ صرف ظاہر کرتا ہے کہ تمام مقاصد ایک ساتھ حاصل نہیں کیے جا سکتے اور یہ کہ کسی قسم کے سمجھوتے کی ضرورت ہے۔

چونکہ تمام مطلوبہ EMC اہداف آٹھ تہوں سے حاصل کیے جا سکتے ہیں ، اس لیے آٹھ سے زیادہ تہوں کو استعمال کرنے کی کوئی وجہ نہیں ہے سوائے اضافی سگنل روٹنگ تہوں کے۔

میکانی نقطہ نظر سے ، ایک اور مثالی ہدف یہ ہے کہ پی سی بی بورڈ کے کراس سیکشن کو توازن (یا متوازن) بنایا جائے تاکہ وارپنگ کو روکا جاسکے۔

مثال کے طور پر ، آٹھ پرت والے بورڈ پر ، اگر دوسری پرت ایک طیارہ ہے ، تو ساتویں پرت بھی ایک طیارہ ہونی چاہیے۔

لہذا ، یہاں پیش کی گئی تمام ترتیبیں سڈول یا متوازن ڈھانچے کا استعمال کرتی ہیں۔ اگر غیر متناسب یا غیر متوازن ڈھانچے کی اجازت ہے تو ، یہ ممکن ہے کہ دیگر جھڑپوں کی تشکیل کی جائے۔

فور لیئر بورڈ۔

سب سے عام چار تہوں والی پلیٹ کا ڈھانچہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے (بجلی کا طیارہ اور زمینی طیارہ قابل تبادلہ ہیں)۔ یہ اندرونی طاقت کے طیارے اور زمینی ہوائی جہاز کے ساتھ چار یکساں فاصلے والی تہوں پر مشتمل ہے۔ یہ دو بیرونی وائرنگ تہوں میں عام طور پر آرتھوگونل وائرنگ کی سمت ہوتی ہے۔

اگرچہ یہ تعمیر ڈبل پینلز سے بہت بہتر ہے ، اس میں کچھ کم مطلوبہ خصوصیات ہیں۔

حصہ 1 میں اہداف کی فہرست کے لیے ، یہ اسٹیک صرف ہدف (1) کو پورا کرتا ہے۔ اگر تہوں کو یکساں طور پر فاصلے پر رکھا جائے تو سگنل پرت اور موجودہ ریٹرن ہوائی جہاز کے درمیان ایک بڑا فرق ہے۔ پاور ہوائی جہاز اور زمینی ہوائی جہاز کے درمیان بھی بڑا فرق ہے۔

فور پلائی بورڈ کے لیے ، ہم ایک ہی وقت میں دونوں خرابیوں کو درست نہیں کر سکتے ، اس لیے ہمیں فیصلہ کرنا چاہیے کہ ہمارے لیے کون سا سب سے اہم ہے۔

جیسا کہ پہلے ذکر کیا گیا ہے ، ملحقہ بجلی کی فراہمی اور زمینی طیارے کے مابین انٹرلیئر کیپسیٹنسی روایتی پی سی بی مینوفیکچرنگ تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے مناسب ڈیکوپلنگ فراہم کرنے کے لیے ناکافی ہے۔

ڈیکوپلنگ کو دوسرے طریقوں سے سنبھالا جانا چاہیے ، اور ہمیں سگنل اور موجودہ ریٹرن ہوائی جہاز کے درمیان سخت جوڑے کا انتخاب کرنا چاہیے۔ سگنل لیئر اور موجودہ ریٹرن ہوائی جہاز کے درمیان سخت جوڑے کے فوائد انٹرلیئر کیپسیٹنس کے معمولی نقصان کے نقصانات سے کہیں زیادہ ہوں گے۔

لہذا ، چار پرت والی پلیٹ کی EMC کارکردگی کو بہتر بنانے کا آسان ترین طریقہ یہ ہے کہ سگنل کی پرت کو ممکنہ حد تک جہاز کے قریب لایا جائے۔ 10mil) ، اور پاور سورس اور زمینی طیارے (> کے درمیان ایک بڑا ڈائی الیکٹرک کور استعمال کرتا ہے۔ 40 ملی) ، جیسا کہ شکل 2 میں دکھایا گیا ہے۔

اس کے تین فوائد اور چند نقصانات ہیں۔ سگنل لوپ ایریا چھوٹا ہے ، لہذا کم امتیازی موڈ تابکاری پیدا ہوتی ہے۔ وائرنگ پرت اور ہوائی جہاز کی پرت کے درمیان 5 میل کے وقفے کے معاملے میں ، 10dB یا اس سے زیادہ کی لوپ تابکاری کی کمی کو مساوی فاصلے والے اسٹیک ڈھانچے کے مقابلے میں حاصل کیا جاسکتا ہے۔

دوسرا ، سگنل وائرنگ کو زمین پر مضبوط جوڑنے سے پلانر امپیڈنس (انڈکٹانس) کم ہوجاتا ہے ، اس طرح بورڈ سے منسلک کیبل کے کامن موڈ ریڈی ایشن کو کم کیا جاتا ہے۔

تیسرا ، ہوائی جہاز میں وائرنگ کا سخت جوڑ وائرنگ کے درمیان کراس اسٹاک کو کم کردے گا۔ فکسڈ کیبل اسپیسنگ کے لیے ، کراس اسٹاک کیبل اونچائی کے مربع کے متناسب ہے۔ یہ چار پرتوں والے پی سی بی سے تابکاری کو کم کرنے کا سب سے آسان ، سستا اور سب سے زیادہ نظر انداز کردہ طریقہ ہے۔

اس جھرن کے ڈھانچے سے ، ہم دونوں مقاصد (1) اور (2) کو پورا کرتے ہیں۔

چار پرت پرتدار ڈھانچے کے لیے اور کیا امکانات ہیں؟ ٹھیک ہے ، ہم تھوڑا سا غیر روایتی ڈھانچہ استعمال کر سکتے ہیں ، یعنی شکل 2A میں سگنل پرت اور ہوائی جہاز کی پرت کو تبدیل کرنا تاکہ شکل 3A میں دکھایا گیا جھرن تیار کیا جاسکے۔

اس لیمینیشن کا بنیادی فائدہ یہ ہے کہ بیرونی طیارہ اندرونی پرت پر سگنل روٹنگ کے لیے شیلڈنگ فراہم کرتا ہے۔ نقصان یہ ہے کہ پی سی بی پر ہائی ڈینسٹی جزو پیڈ سے زمینی طیارے کو بہت زیادہ کاٹا جا سکتا ہے۔ ہوائی جہاز کو الٹ کر ، طاقت کے طیارے کو عنصر کی طرف رکھ کر ، اور زمینی طیارے کو بورڈ کے دوسری طرف رکھ کر اس کو کم کیا جا سکتا ہے۔

دوسرا ، کچھ لوگ بے نقاب پاور ہوائی جہاز رکھنا پسند نہیں کرتے ، اور تیسرا ، دفن شدہ سگنل تہوں سے بورڈ کو دوبارہ کام کرنا مشکل ہوجاتا ہے۔ جھرن مقصد (1) ، (2) ، اور جزوی طور پر مقصد (4) کو پورا کرتا ہے۔

ان تین مسائل میں سے دو کو ایک جھرن سے کم کیا جا سکتا ہے جیسا کہ شکل 3B میں دکھایا گیا ہے ، جہاں دو بیرونی طیارے زمینی طیارے ہیں اور بجلی کی فراہمی سگنل کے طیارے پر بطور وائرنگ کی جاتی ہے۔سگنل پرت میں وسیع نشانات کا استعمال کرتے ہوئے بجلی کی فراہمی کو راسٹر روٹ کیا جائے گا۔

اس جھرن کے دو اضافی فوائد ہیں:

(1) دو زمینی طیارے بہت کم زمینی رکاوٹ فراہم کرتے ہیں ، اس طرح عام موڈ کیبل تابکاری کو کم کرتے ہیں۔

(2) دو زمینی طیاروں کو پلیٹ کے اطراف میں ایک ساتھ سلائی کیا جا سکتا ہے تاکہ فیراڈے کے پنجرے میں سگنل کے تمام نشانات کو سیل کیا جا سکے۔

ای ایم سی کے نقطہ نظر سے ، اگر یہ لیئرنگ اچھی طرح سے کی گئی ہو تو ، چار تہوں والے پی سی بی کی بہترین لیئرنگ ہو سکتی ہے۔ اب ہم نے اہداف (1) ، (2) ، (4) اور (5) صرف ایک چار پرت والے بورڈ سے حاصل کیے ہیں۔

چترا 4 ایک چوتھا امکان ظاہر کرتا ہے ، عام طور پر نہیں ، بلکہ ایک ایسا جو اچھی کارکردگی کا مظاہرہ کر سکے۔ یہ شکل 2 کی طرح ہے ، لیکن پاور ہوائی جہاز کے بجائے زمینی طیارہ استعمال کیا جاتا ہے ، اور بجلی کی فراہمی وائرنگ کے لیے سگنل پرت پر ٹریس کا کام کرتی ہے۔

یہ جھرن مذکورہ بالا کام کے مسئلے پر قابو پاتا ہے اور دو زمینی طیاروں کی وجہ سے کم زمینی رکاوٹ بھی فراہم کرتا ہے۔ تاہم ، یہ طیارے کوئی ڈھال فراہم نہیں کرتے ہیں۔ یہ ترتیب اہداف (1) ، (2) ، اور (5) کو پورا کرتی ہے ، لیکن اہداف (3) یا (4) کو پورا نہیں کرتی ہے۔

لہذا ، جیسا کہ آپ دیکھ سکتے ہیں کہ چار تہوں کی تہہ بندی کے لیے آپشن پہلے سے کہیں زیادہ ہیں ، اور یہ ممکن ہے کہ ہمارے پانچ میں سے چار اہداف کو چار پرتوں کے پی سی بی ایس سے پورا کیا جائے۔ EMC کے نقطہ نظر سے ، اعداد و شمار 2 ، 3b ، اور 4 کی تہہ بندی سب اچھی طرح کام کرتی ہے۔

6 پرت بورڈ

زیادہ تر چھ پرت والے بورڈ چار سگنل وائرنگ تہوں اور دو ہوائی تہوں پر مشتمل ہوتے ہیں ، اور چھ پرت والے بورڈ عام طور پر EMC کے نقطہ نظر سے چار پرت والے بورڈوں سے بہتر ہوتے ہیں۔

چترا 5 ایک جھرن والا ڈھانچہ دکھاتا ہے جسے چھ پرت والے بورڈ پر استعمال نہیں کیا جا سکتا۔

یہ طیارے سگنل پرت کے لیے شیلڈنگ فراہم نہیں کرتے ، اور سگنل پرتوں میں سے دو (1 اور 6) ہوائی جہاز سے متصل نہیں ہیں۔ یہ بندوبست صرف تب کام کرتا ہے جب تمام ہائی فریکوئنسی سگنلز پرتوں 2 اور 5 پر روٹ کیے جائیں ، اور صرف بہت کم فریکوئنسی سگنلز ، یا اس سے بھی بہتر ، کوئی سگنل تاروں بالکل نہیں (صرف سولڈر پیڈ) پرت 1 اور 6 پر روٹ کیے جاتے ہیں۔

اگر استعمال کیا جائے تو ، فرش 1 اور 6 پر کوئی بھی غیر استعمال شدہ علاقہ ہموار کیا جائے اور زیادہ سے زیادہ مقامات پر مرکزی منزل کے ساتھ viAS منسلک کیا جائے۔

یہ ترتیب ہمارے اصل مقاصد میں سے صرف ایک کو پورا کرتی ہے (ہدف 3)۔

چھ پرتیں دستیاب ہونے کے ساتھ ، تیز رفتار سگنل کے لیے دو دفن تہوں کی فراہمی کا اصول (جیسا کہ شکل 3 میں دکھایا گیا ہے) آسانی سے نافذ کیا جاتا ہے ، جیسا کہ شکل 6 میں دکھایا گیا ہے۔ یہ ترتیب کم رفتار سگنلز کے لیے دو سطحی تہیں بھی فراہم کرتی ہے۔

یہ شاید چھ پرتوں کا سب سے عام ڈھانچہ ہے اور اگر برقی مقناطیسی اخراج کو کنٹرول کرنے میں بہت مؤثر ثابت ہوسکتا ہے۔ یہ ترتیب گول 1,2,4،3,5،XNUMX کو پورا کرتی ہے ، لیکن ہدف XNUMX،XNUMX نہیں۔ اس کا بنیادی نقصان پاور پلین اور زمینی طیارے کی علیحدگی ہے۔

اس علیحدگی کی وجہ سے ، پاور ہوائی جہاز اور زمینی ہوائی جہاز کے درمیان زیادہ انٹرپلین کیپسیٹنس نہیں ہے ، اس لیے اس صورتحال سے نمٹنے کے لیے محتاط ڈیکوپلنگ ڈیزائن کیا جانا چاہیے۔ ڈیکوپلنگ کے بارے میں مزید معلومات کے لیے ، ہماری ڈیکوپلنگ ٹیکنیک ٹپس دیکھیں۔

تقریبا almost ایک جیسی ، اچھی طرح سے برتاؤ کرنے والی چھ تہہ دار پرتدار ساخت شکل 7 میں دکھائی گئی ہے۔

H1 سگنل 1 کی افقی روٹنگ پرت کی نمائندگی کرتا ہے ، V1 سگنل 1 کی عمودی روٹنگ پرت کی نمائندگی کرتا ہے ، H2 اور V2 سگنل 2 کے ایک ہی معنی کی نمائندگی کرتے ہیں ، اور اس ڈھانچے کا فائدہ یہ ہے کہ آرتھوگونل روٹنگ سگنل ہمیشہ ایک ہی جہاز کا حوالہ دیتے ہیں۔

یہ سمجھنے کے لیے کہ یہ کیوں ضروری ہے ، حصہ 6 میں سگنل ٹو ریفرنس طیاروں کا سیکشن دیکھیں۔ نقصان یہ ہے کہ پرت 1 اور پرت 6 سگنل محفوظ نہیں ہیں۔

لہذا ، سگنل پرت اس کے ملحقہ طیارے کے بہت قریب ہونی چاہیے اور پلیٹ کی مطلوبہ موٹائی بنانے کے لیے ایک موٹی درمیانی کور پرت استعمال کی جانی چاہیے۔ عام طور پر 0.060 انچ موٹی پلیٹ کا فاصلہ 0.005 “/ 0.005″/ 0.040 “/ 0.005″/ 0.005 “/ 0.005” ہونے کا امکان ہے۔ یہ ڈھانچہ اہداف 1 اور 2 کو پورا کرتا ہے ، لیکن اہداف 3 ، 4 یا 5 نہیں۔

ایک اور چھ پرت پلیٹ جس میں عمدہ کارکردگی ہے شکل 8 میں دکھایا گیا ہے۔ یہ پانچوں مقاصد کو پورا کرنے کے لیے دو سگنل دفن شدہ تہیں اور ملحقہ طاقت اور زمینی طیارے فراہم کرتا ہے۔ تاہم ، سب سے بڑی خرابی یہ ہے کہ اس میں وائرنگ کی صرف دو پرتیں ہیں ، لہذا یہ اکثر استعمال نہیں ہوتا ہے۔

چار پرت والی پلیٹ کے مقابلے میں چھ پرت والی پلیٹ اچھی برقی مقناطیسی مطابقت حاصل کرنا آسان ہے۔ ہمارے پاس دو تک محدود ہونے کی بجائے چار سگنل روٹنگ تہوں کا بھی فائدہ ہے۔

جیسا کہ فور لیئر سرکٹ بورڈ کا معاملہ تھا ، چھ پرت پی سی بی نے ہمارے پانچ میں سے چار اہداف پورے کیے۔ تمام پانچ اہداف پورے ہو سکتے ہیں اگر ہم اپنے آپ کو دو سگنل روٹنگ تہوں تک محدود رکھیں۔ شکل 6 ، شکل 7 ، اور شکل 8 میں ڈھانچے EMC کے نقطہ نظر سے اچھی طرح کام کرتے ہیں۔