اگر اینالاگ سرکٹ (RF) اور ڈیجیٹل سرکٹ (مائیکرو کنٹرولر) انفرادی طور پر اچھی طرح کام کرتے ہیں، لیکن ایک بار جب آپ دونوں کو ایک ہی سرکٹ بورڈ پر لگاتے ہیں اور ایک ساتھ کام کرنے کے لیے ایک ہی پاور سپلائی کا استعمال کرتے ہیں، تو پورا نظام غیر مستحکم ہونے کا امکان ہے۔ اس کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ ڈیجیٹل سگنل اکثر زمین اور مثبت پاور سپلائی (سائز 3 V) کے درمیان جھومتا رہتا ہے، اور مدت خاص طور پر مختصر ہوتی ہے، اکثر این ایس لیول۔ بڑے طول و عرض اور چھوٹے سوئچنگ ٹائم کی وجہ سے، ان ڈیجیٹل سگنلز میں بڑی تعداد میں اعلی تعدد والے اجزاء ہوتے ہیں جو سوئچنگ فریکوئنسی سے آزاد ہوتے ہیں۔ اینالاگ حصے میں، اینٹینا ٹیوننگ لوپ سے وائرلیس ڈیوائس کے وصول کرنے والے حصے تک سگنل عام طور پر 1μV سے کم ہوتا ہے۔
حساس لائنوں اور شور والی سگنل لائنوں کی ناکافی تنہائی ایک اکثر مسئلہ ہے۔ جیسا کہ اوپر ذکر کیا گیا ہے، ڈیجیٹل سگنلز کا جھول بہت زیادہ ہوتا ہے اور ان میں بڑی تعداد میں ہائی فریکوئنسی ہارمونکس ہوتے ہیں۔ اگر پی سی بی پر ڈیجیٹل سگنل کی وائرنگ حساس اینالاگ سگنلز سے متصل ہے، تو ہائی فریکوئنسی ہارمونکس ماضی میں جوڑے جا سکتے ہیں۔ RF ڈیوائسز کے حساس نوڈس عام طور پر فیز لاکڈ لوپ (PLL) کے لوپ فلٹر سرکٹ، ایکسٹرنل وولٹیج کنٹرولڈ آسکیلیٹر (VCO) انڈکٹر، کرسٹل ریفرنس سگنل اور اینٹینا ٹرمینل ہوتے ہیں اور سرکٹ کے ان حصوں کا علاج کیا جانا چاہیے۔ خصوصی دیکھ بھال کے ساتھ.
چونکہ ان پٹ/آؤٹ پٹ سگنل میں کئی V کا جھول ہوتا ہے، اس لیے ڈیجیٹل سرکٹس عام طور پر پاور سپلائی شور (50 mV سے کم) کے لیے قابل قبول ہوتے ہیں۔ اینالاگ سرکٹس پاور سپلائی کے شور کے لیے حساس ہوتے ہیں، خاص طور پر برر وولٹیجز اور دیگر ہائی فریکوئنسی ہارمونکس کے لیے۔ لہذا، RF (یا دیگر اینالاگ) سرکٹس پر مشتمل پی سی بی بورڈ پر پاور لائن کی روٹنگ کو عام ڈیجیٹل سرکٹ بورڈ کی وائرنگ سے زیادہ محتاط ہونا چاہیے، اور خودکار روٹنگ سے گریز کرنا چاہیے۔ یہ بھی واضح رہے کہ ایک مائیکرو کنٹرولر (یا دیگر ڈیجیٹل سرکٹ) جدید مائیکرو کنٹرولرز کے CMOS پروسیس ڈیزائن کی وجہ سے، ہر اندرونی گھڑی کے چکر کے دوران قلیل مدت کے لیے اچانک زیادہ تر کرنٹ کو چوس لے گا۔
RF سرکٹ بورڈ میں ہمیشہ پاور سپلائی کے منفی الیکٹروڈ سے جڑی ہوئی گراؤنڈ لائن پرت ہونی چاہیے، جس کو صحیح طریقے سے سنبھالا نہ جانے پر کچھ عجیب و غریب واقعات پیدا ہو سکتے ہیں۔ ڈیجیٹل سرکٹ ڈیزائنر کے لیے یہ سمجھنا مشکل ہو سکتا ہے، کیونکہ زیادہ تر ڈیجیٹل سرکٹس گراؤنڈنگ لیئر کے بغیر بھی اچھی طرح کام کرتے ہیں۔ RF بینڈ میں، یہاں تک کہ ایک چھوٹی تار بھی انڈکٹر کی طرح کام کرتی ہے۔ موٹے حساب سے، فی ملی میٹر لمبائی تقریباً 1 nH ہے، اور 434 میگاہرٹز پر 10 ملی میٹر پی سی بی لائن کا انڈکٹینس تقریباً 27 Ω ہے۔ اگر گراؤنڈ لائن پرت استعمال نہیں کی جاتی ہے تو، زیادہ تر زمینی لائنیں لمبی ہوں گی اور سرکٹ ڈیزائن کی خصوصیات کی ضمانت نہیں دے گا۔
یہ اکثر سرکٹس میں نظر انداز کیا جاتا ہے جس میں ریڈیو فریکوئنسی اور دیگر حصے ہوتے ہیں۔ آر ایف حصے کے علاوہ، بورڈ پر عام طور پر دوسرے اینالاگ سرکٹس ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر، بہت سے مائیکرو کنٹرولرز میں اینالاگ سے ڈیجیٹل کنورٹرز (ADCs) ہوتے ہیں جو اینالاگ ان پٹ کے ساتھ ساتھ بیٹری وولٹیج یا دیگر پیرامیٹرز کی پیمائش کرتے ہیں۔ اگر RF ٹرانسمیٹر کا اینٹینا اس PCB کے قریب (یا اس پر) واقع ہے، تو خارج ہونے والا ہائی فریکوئنسی سگنل ADC کے اینالاگ ان پٹ تک پہنچ سکتا ہے۔ یہ نہ بھولیں کہ کوئی بھی سرکٹ لائن اینٹینا کی طرح RF سگنل بھیج یا وصول کر سکتی ہے۔ اگر ADC ان پٹ پر صحیح طریقے سے کارروائی نہیں کی جاتی ہے تو، RF سگنل ADC کو ESD ڈایڈڈ ان پٹ میں خود پر جوش کر سکتا ہے، جس سے ADC انحراف ہو سکتا ہے۔
زمینی تہہ سے تمام کنکشن ممکنہ حد تک مختصر ہونے چاہئیں، اور گراؤنڈ تھرو ہول کو جزو کے پیڈ (یا بہت قریب) رکھا جانا چاہیے۔ دو گراؤنڈ سگنلز کو کبھی بھی گراؤنڈ تھرو ہول کا اشتراک کرنے کی اجازت نہ دیں، جو تھرو ہول کنکشن کی رکاوٹ کی وجہ سے دو پیڈ کے درمیان کراسسٹالک کا سبب بن سکتا ہے۔ decoupling capacitor کو پن کے جتنا ممکن ہو قریب رکھا جانا چاہیے، اور capacitor decoupling کو ہر اس پن پر استعمال کیا جانا چاہیے جسے decoupled کرنے کی ضرورت ہے۔ اعلی معیار کے سیرامک کیپسیٹرز کا استعمال کرتے ہوئے، ڈائی الیکٹرک قسم "NPO" ہے، "X7R" بھی زیادہ تر ایپلی کیشنز میں اچھی طرح کام کرتی ہے۔ منتخب کیپیسیٹینس کی مثالی قدر ایسی ہونی چاہیے کہ اس کی سیریز کی گونج سگنل فریکوئنسی کے برابر ہو۔
مثال کے طور پر، 434 میگاہرٹز پر، SMD ماونٹڈ 100 pF capacitor اچھی طرح سے کام کرے گا، اس فریکوئنسی پر، capacitive reactance تقریباً 4 Ω ہے، اور سوراخ کا انڈکٹو ری ایکٹینس اسی حد میں ہے۔ کیپیسیٹر اور سیریز میں سوراخ سگنل فریکوئنسی کے لیے ایک نوچ فلٹر بناتے ہیں، جس سے اسے مؤثر طریقے سے ڈیکپل کیا جا سکتا ہے۔ 868 میگاہرٹز پر، 33 پی ایف کیپسیٹرز ایک مثالی انتخاب ہیں۔ RF ڈیکوپلڈ چھوٹی ویلیو کیپسیٹر کے علاوہ، کم فریکوئنسی کو ڈیکوپل کرنے کے لیے پاور لائن پر ایک بڑی ویلیو کاپاکیٹر بھی رکھا جانا چاہیے، 2.2 μF سیرامک یا 10μF ٹینٹلم کپیسیٹر کا انتخاب کر سکتے ہیں۔
سٹار وائرنگ اینالاگ سرکٹ ڈیزائن میں ایک معروف تکنیک ہے۔ سٹار وائرنگ - بورڈ پر موجود ہر ماڈیول کی عام پاور سپلائی پاور پوائنٹ سے اپنی پاور لائن ہوتی ہے۔ اس صورت میں، سٹار وائرنگ کا مطلب ہے کہ سرکٹ کے ڈیجیٹل اور RF حصوں کی اپنی پاور لائنیں ہونی چاہئیں، اور ان پاور لائنوں کو IC کے قریب الگ سے ڈیکپل کیا جانا چاہیے۔ یہ نمبروں سے علیحدگی ہے۔
RF حصے سے جزوی اور بجلی کی فراہمی کے شور کے لیے ایک مؤثر طریقہ۔ اگر شدید شور والے ماڈیولز کو ایک ہی بورڈ پر رکھا جائے تو، انڈکٹر (مقناطیسی مالا) یا چھوٹی مزاحمتی مزاحمت (10 Ω) کو پاور لائن اور ماڈیول کے درمیان سیریز میں منسلک کیا جا سکتا ہے، اور کم از کم 10 μF کا ٹینٹلم کپیسیٹر۔ ان ماڈیولز کی پاور سپلائی ڈیکپلنگ کے طور پر استعمال کیا جانا چاہیے۔ ایسے ماڈیولز RS 232 ڈرائیورز یا سوئچنگ پاور سپلائی ریگولیٹرز ہیں۔
شور ماڈیول اور آس پاس کے اینالاگ حصے سے مداخلت کو کم کرنے کے لیے، بورڈ پر ہر سرکٹ ماڈیول کی ترتیب اہم ہے۔ مداخلت سے بچنے کے لیے حساس ماڈیولز (RF پارٹس اور انٹینا) کو ہمیشہ شور مچانے والے ماڈیولز (مائیکروکنٹرولرز اور RS 232 ڈرائیورز) سے دور رکھنا چاہیے۔ جیسا کہ اوپر ذکر کیا گیا ہے، RF سگنل دوسرے حساس اینالاگ سرکٹ ماڈیولز جیسے کہ ADCs میں مداخلت کا سبب بن سکتے ہیں جب وہ بھیجے جاتے ہیں۔ زیادہ تر مسائل نچلے آپریٹنگ بینڈز (جیسے 27 میگاہرٹز) کے ساتھ ساتھ ہائی پاور آؤٹ پٹ لیول میں ہوتے ہیں۔ زمین سے جڑے RF ڈیکپلنگ کیپسیٹر (100p F) کے ساتھ حساس پوائنٹس کو ڈیکپل کرنا ایک اچھا ڈیزائن پریکٹس ہے۔
اگر آپ RF بورڈ کو بیرونی ڈیجیٹل سرکٹ سے جوڑنے کے لیے کیبلز استعمال کر رہے ہیں، تو بٹی ہوئی جوڑی والی کیبلز استعمال کریں۔ ہر سگنل کیبل کو GND کیبل (DIN/ GND، DOUT/ GND، CS/ GND، PWR _ UP/ GND) کے ساتھ جڑواں ہونا چاہیے۔ RF سرکٹ بورڈ اور ڈیجیٹل ایپلیکیشن سرکٹ بورڈ کو بٹی ہوئی جوڑی والی کیبل کی GND کیبل سے جوڑنا یاد رکھیں، اور کیبل کی لمبائی ممکن حد تک کم ہونی چاہیے۔ وہ وائرنگ جو RF بورڈ کو طاقت دیتی ہے اسے GND (VDD/GND) کے ساتھ بھی موڑا جانا چاہیے۔
