PCB ڈیزائن میں، برقی مقناطیسی مطابقت (EMC) اور متعلقہ الیکٹرو میگنیٹک مداخلت (EMI) ہمیشہ سے دو بڑے مسائل رہے ہیں جو انجینئرز کو سر درد میں مبتلا کرتے ہیں، خاص طور پر آج کل کے سرکٹ بورڈ کے ڈیزائن اور اجزاء کی پیکیجنگ سکڑ رہی ہے، اور OEMs کو تیز رفتار نظام کی ضرورت ہوتی ہے۔

1. کراسسٹالک اور وائرنگ اہم نکات ہیں۔

کرنٹ کے عام بہاؤ کو یقینی بنانے کے لیے وائرنگ خاص طور پر اہم ہے۔ اگر کرنٹ کسی آسکیلیٹر یا اسی طرح کے دوسرے آلے سے آتا ہے، تو یہ خاص طور پر ضروری ہے کہ کرنٹ کو زمینی جہاز سے الگ رکھا جائے، یا کرنٹ کو کسی دوسرے ٹریس کے متوازی چلنے نہ دیا جائے۔ دو متوازی تیز رفتار سگنل EMC اور EMI پیدا کریں گے، خاص طور پر کراسسٹالک۔ مزاحمتی راستہ سب سے چھوٹا ہونا چاہیے، اور واپسی کا موجودہ راستہ جتنا ممکن ہو چھوٹا ہونا چاہیے۔ واپسی کے راستے کے ٹریس کی لمبائی بھیجے جانے والے ٹریس کی لمبائی کے برابر ہونی چاہیے۔

EMI کے لیے، ایک کو "خلاف ورزی شدہ وائرنگ" اور دوسری کو "متاثرہ وائرنگ" کہا جاتا ہے۔ برقی مقناطیسی شعبوں کی موجودگی کی وجہ سے انڈکٹنس اور کیپیسیٹینس کا جوڑا "شکار" ٹریس کو متاثر کرے گا، اس طرح "شکار ٹریس" پر آگے اور ریورس کرنٹ پیدا ہوگا۔ اس صورت میں، لہریں ایک مستحکم ماحول میں پیدا ہوں گی جہاں سگنل کی ترسیل کی لمبائی اور استقبال کی لمبائی تقریباً برابر ہوتی ہے۔

ایک اچھی طرح سے متوازن اور مستحکم وائرنگ ماحول میں، کراسسٹالک کو ختم کرنے کے لیے حوصلہ افزائی کرنٹ کو ایک دوسرے کو منسوخ کرنا چاہیے۔ تاہم، ہم ایک نامکمل دنیا میں ہیں، اور ایسی چیزیں نہیں ہوں گی۔ لہذا، ہمارا مقصد تمام نشانات کے کراس اسٹال کو کم سے کم رکھنا ہے۔ اگر متوازی لائنوں کے درمیان چوڑائی لائنوں کی چوڑائی سے دوگنا ہو تو کراسسٹالک کے اثر کو کم کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، اگر ٹریس کی چوڑائی 5 ملی میٹر ہے، تو دو متوازی چلنے والے نشانات کے درمیان کم از کم فاصلہ 10 میل یا اس سے زیادہ ہونا چاہیے۔

جیسا کہ نئے مواد اور نئے اجزاء ظاہر ہوتے رہتے ہیں، پی سی بی ڈیزائنرز کو برقی مقناطیسی مطابقت اور مداخلت کے مسائل سے نمٹنا جاری رکھنا چاہیے۔

2. ڈیکپلنگ کیپسیٹر

ڈیکپلنگ کیپسیٹرز کراسسٹالک کے منفی اثرات کو کم کر سکتے ہیں۔ انہیں پاور سپلائی پن اور ڈیوائس کے گراؤنڈ پن کے درمیان ہونا چاہیے تاکہ کم AC رکاوٹ کو یقینی بنایا جا سکے اور شور اور کراسسٹالک کو کم کیا جا سکے۔ ایک وسیع فریکوئنسی رینج پر کم مائبادا حاصل کرنے کے لیے، ایک سے زیادہ ڈیکپلنگ کیپسیٹرز کا استعمال کیا جانا چاہیے۔

decoupling capacitors رکھنے کے لیے ایک اہم اصول یہ ہے کہ ٹریس پر انڈکٹنس اثر کو کم کرنے کے لیے سب سے چھوٹی اہلیت کی قدر کے ساتھ کیپسیٹر آلہ کے زیادہ سے زیادہ قریب ہونا چاہیے۔ یہ خاص کپیسیٹر آلہ کے پاور پن یا پاور ٹریس کے جتنا ممکن ہو قریب ہے، اور کیپسیٹر کے پیڈ کو براہ راست ذریعے یا زمینی جہاز سے جوڑتا ہے۔ اگر ٹریس لمبا ہے تو، زمینی رکاوٹ کو کم کرنے کے لیے متعدد ویاس استعمال کریں۔

3. پی سی بی کو گراؤنڈ کریں۔

EMI کو کم کرنے کا ایک اہم طریقہ پی سی بی کے گراؤنڈ ہوائی جہاز کو ڈیزائن کرنا ہے۔ پہلا قدم پی سی بی سرکٹ بورڈ کے کل رقبے کے اندر گراؤنڈنگ ایریا کو زیادہ سے زیادہ بڑا بنانا ہے جس سے اخراج، کراس اسٹالک اور شور کو کم کیا جا سکتا ہے۔ ہر جزو کو گراؤنڈ پوائنٹ یا گراؤنڈ پلین سے جوڑتے وقت خاص خیال رکھنا چاہیے۔ اگر ایسا نہیں کیا جاتا ہے تو، ایک قابل اعتماد زمینی طیارے کے بے اثر اثر کو مکمل طور پر استعمال نہیں کیا جائے گا۔

ایک خاص طور پر پیچیدہ پی سی بی ڈیزائن میں کئی مستحکم وولٹیج ہوتے ہیں۔ مثالی طور پر، ہر حوالہ وولٹیج کا اپنا متعلقہ زمینی طیارہ ہوتا ہے۔ تاہم، اگر زمینی تہہ بہت زیادہ ہے، تو اس سے پی سی بی کی مینوفیکچرنگ لاگت بڑھ جائے گی اور قیمت بہت زیادہ ہو جائے گی۔ سمجھوتہ یہ ہے کہ زمینی طیاروں کو تین سے پانچ مختلف پوزیشنوں میں استعمال کیا جائے، اور ہر زمینی جہاز متعدد زمینی حصوں پر مشتمل ہو سکتا ہے۔ یہ نہ صرف سرکٹ بورڈ کی مینوفیکچرنگ لاگت کو کنٹرول کرتا ہے بلکہ EMI اور EMC کو بھی کم کرتا ہے۔

اگر آپ EMC کو کم سے کم کرنا چاہتے ہیں تو کم مائبادی گراؤنڈنگ سسٹم بہت اہم ہے۔ ملٹی لیئر پی سی بی میں، تانبے کی چوری یا بکھرے ہوئے زمینی طیارے کے بجائے ایک قابل اعتماد زمینی طیارہ رکھنا بہتر ہے، کیونکہ اس میں کم رکاوٹ ہے، موجودہ راستہ فراہم کر سکتا ہے، ریورس سگنل کا بہترین ذریعہ ہے۔

سگنل کے زمین پر واپس آنے کا وقت بھی بہت اہم ہے۔ سگنل اور سگنل کے منبع کے درمیان وقت برابر ہونا چاہیے، ورنہ یہ اینٹینا جیسا رجحان پیدا کرے گا، جس سے ریڈی ایٹ انرجی EMI کا حصہ بن جائے گی۔ اسی طرح، وہ نشانات جو کرنٹ کو سگنل کے منبع سے/سے منتقل کرتے ہیں جتنا ممکن ہو چھوٹا ہونا چاہیے۔ اگر سورس پاتھ کی لمبائی اور واپسی کا راستہ برابر نہیں ہے، تو گراؤنڈ باؤنس ہوگا، جو EMI بھی پیدا کرے گا۔

4. 90° زاویہ سے بچیں۔

EMI کو کم کرنے کے لیے، وائرنگ، ویاس اور 90° زاویہ بنانے والے دیگر اجزاء سے بچیں، کیونکہ صحیح زاویہ تابکاری پیدا کرے گا۔ اس کونے پر، گنجائش بڑھے گی، اور خصوصیت کی رکاوٹ بھی بدل جائے گی، جس کے نتیجے میں عکاسی اور پھر EMI۔ 90° زاویوں سے بچنے کے لیے، نشانات کو کم از کم دو 45° زاویوں پر کونوں تک پہنچانا چاہیے۔

5. احتیاط کے ساتھ ویاس استعمال کریں۔

تقریبا تمام پی سی بی لے آؤٹ میں، مختلف تہوں کے درمیان کنڈکٹیو کنکشن فراہم کرنے کے لیے ویاس کا استعمال کیا جانا چاہیے۔ پی سی بی لے آؤٹ انجینئرز کو خاص طور پر محتاط رہنے کی ضرورت ہے کیونکہ ویاس انڈکٹنس اور کیپیسیٹینس پیدا کرے گا۔ بعض صورتوں میں، وہ عکاسی بھی پیدا کریں گے، کیونکہ جب ٹریس میں via بنایا جائے گا تو خصوصیت کی رکاوٹ بدل جائے گی۔

یہ بھی یاد رکھیں کہ ویاس ٹریس کی لمبائی میں اضافہ کرے گا اور اسے ملانے کی ضرورت ہے۔ اگر یہ ایک تفریق ٹریس ہے تو، ویاس سے حتی الامکان بچنا چاہیے۔ اگر اس سے بچا نہیں جا سکتا تو سگنل اور واپسی کے راستے میں تاخیر کی تلافی کے لیے دونوں نشانات میں ویاس کا استعمال کریں۔

6. کیبل اور فزیکل شیلڈنگ

ڈیجیٹل سرکٹس اور اینالاگ کرنٹ لے جانے والی کیبلز پرجیوی کیپیسیٹینس اور انڈکٹنس پیدا کریں گی، جس سے EMC سے متعلق بہت سے مسائل پیدا ہوں گے۔ اگر بٹی ہوئی جوڑی والی کیبل استعمال کی جاتی ہے، تو جوڑے کی سطح کو کم رکھا جائے گا اور پیدا ہونے والی مقناطیسی فیلڈ کو ختم کر دیا جائے گا۔ ہائی فریکوئنسی سگنلز کے لیے، ایک شیلڈ کیبل کا استعمال کیا جانا چاہیے، اور EMI کی مداخلت کو ختم کرنے کے لیے کیبل کے اگلے اور پچھلے حصے کو گراؤنڈ کیا جانا چاہیے۔

EMI کو PCB سرکٹ میں داخل ہونے سے روکنے کے لیے جسمانی ڈھال نظام کے پورے یا حصے کو دھاتی پیکج سے لپیٹنا ہے۔ اس قسم کی شیلڈنگ ایک بند گراؤنڈ کنڈکٹیو کنٹینر کی طرح ہوتی ہے، جو اینٹینا لوپ کا سائز کم کرتا ہے اور EMI کو جذب کرتا ہے۔