پی سی بی امپیڈینس کنٹرول

جیسا کہپی سی بی سگنل سوئچنگ کی رفتار میں اضافہ جاری ہے، آج کے پی سی بی ڈیزائنرز کو پی سی بی کے نشانات کی رکاوٹ کو سمجھنے اور کنٹرول کرنے کی ضرورت ہے۔ جدید ڈیجیٹل سرکٹس کے کم سگنلنگ اوقات اور اعلی گھڑی کی شرحوں کے ساتھ، پی سی بی کے نشانات اب سادہ کنکشن نہیں ہیں، بلکہ ٹرانسمیشن لائنز ہیں۔

عملی طور پر، 1ns سے زیادہ یا 300Mhz سے زیادہ ینالاگ فریکوئنسیوں پر ڈیجیٹل مارجنل رفتار پر ٹریس مائبادی کو کنٹرول کرنا ضروری ہے۔ پی سی بی ٹریس کے اہم پیرامیٹرز میں سے ایک ان کی خصوصیت کی رکاوٹ ہے (یعنی، سگنل ٹرانسمیشن لائن کے ساتھ سفر کرتے ہوئے لہر کے کرنٹ سے وولٹیج کا تناسب)۔ پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ کنڈکٹر کی خصوصیت کی رکاوٹ سرکٹ بورڈ کے ڈیزائن کا ایک اہم اشارہ ہے، خاص طور پرپی سی بی ڈیزائناعلی تعدد والے سرکٹس میں، اس بات پر غور کیا جانا چاہیے کہ کنڈکٹر کی خصوصیت کی رکاوٹ اور ڈیوائس یا سگنل کی خصوصیت کی رکاوٹ کے لیے ضروری ہے، خواہ مماثل ہو یا نہ ہو۔ اس میں دو تصورات شامل ہیں: مائبادا کنٹرول اور مائبادا مماثلت، یہ مضمون مائبادی کنٹرول اور اسٹیکنگ ڈیزائن کے مسائل پر مرکوز ہے۔

امپیڈینس کنٹرول، سرکٹ بورڈ میں کنڈکٹر میں مختلف قسم کے سگنل ٹرانسمیشن ہوں گے، تاکہ اس کی ترسیل کی شرح کو بہتر بنایا جا سکے اور اس کی فریکوئنسی کو بہتر کرنا ہو گا، لائن خود، اگر اینچنگ کی وجہ سے، پرتدار پرت کی موٹائی، کنڈکٹر کی چوڑائی اور دیگر مختلف عوامل، تبدیلی کے قابل مائبادا کے نتیجے میں ہوں گے، تاکہ اس کا سگنل مسخ ہو جائے۔ لہذا، تیز رفتار سرکٹ بورڈ میں کنڈکٹر، اس کی رکاوٹ کی قدر کو ایک خاص حد کے اندر کنٹرول کیا جانا چاہئے، جسے "امپیڈینس کنٹرول" کہا جاتا ہے۔

پی سی بی ٹریس کی رکاوٹ کا تعین اس کے انڈکٹیو اور کیپسیٹیو انڈکٹینس، مزاحمت اور چالکتا سے کیا جائے گا۔ پی سی بی ٹریس کی رکاوٹ کو متاثر کرنے والے عوامل یہ ہیں: تانبے کے تار کی چوڑائی، تانبے کے تار کی موٹائی، ڈائی الیکٹرک کا ڈائی الیکٹرک مستقل، ڈائی الیکٹرک کی موٹائی، پیڈز کی موٹائی، زمینی تار کا راستہ، ٹریس کے ارد گرد نشانات وغیرہ۔ پی سی بی کی رکاوٹ 25 سے 120 اوہم کے درمیان۔

عملی طور پر، 1ns سے زیادہ یا 300Mhz سے زیادہ ینالاگ فریکوئنسیوں پر ڈیجیٹل مارجنل رفتار پر ٹریس مائبادی کو کنٹرول کرنا ضروری ہے۔ پی سی بی ٹریس کے اہم پیرامیٹرز میں سے ایک ان کی خصوصیت کی رکاوٹ ہے (یعنی، سگنل ٹرانسمیشن لائن کے ساتھ سفر کرتے ہوئے لہر کے کرنٹ سے وولٹیج کا تناسب)۔ پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ کنڈکٹر کی خصوصیت کی رکاوٹ سرکٹ بورڈ کے ڈیزائن کا ایک اہم اشارے ہے، خاص طور پر اعلی تعدد والے سرکٹس کے پی سی بی ڈیزائن میں، اس بات پر غور کیا جانا چاہیے کہ کنڈکٹر کی خصوصیت کی رکاوٹ اور آلہ یا سگنل کی خصوصیت کی رکاوٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔ ایک ہی کے، میچ کرنا ہے یا نہیں. اس میں دو تصورات شامل ہیں: مائبادا کنٹرول اور مائبادا مماثلت، یہ مضمون مائبادی کنٹرول اور اسٹیکنگ ڈیزائن کے مسائل پر مرکوز ہے۔

امپیڈینس کنٹرول، سرکٹ بورڈ میں کنڈکٹر میں مختلف قسم کے سگنل ٹرانسمیشن ہوں گے، تاکہ اس کی ترسیل کی شرح کو بہتر بنایا جا سکے اور اس کی فریکوئنسی کو بہتر کرنا ہو گا، لائن خود، اگر اینچنگ کی وجہ سے، پرتدار پرت کی موٹائی، کنڈکٹر کی چوڑائی اور دیگر مختلف عوامل، تبدیلی کے قابل مائبادا کے نتیجے میں ہوں گے، تاکہ اس کا سگنل مسخ ہو جائے۔ لہذا، تیز رفتار سرکٹ بورڈ میں کنڈکٹر، اس کی رکاوٹ کی قدر کو ایک خاص حد کے اندر کنٹرول کیا جانا چاہئے، جسے "امپیڈینس کنٹرول" کہا جاتا ہے۔

پی سی بی ٹریس کی رکاوٹ کا تعین اس کے انڈکٹیو اور کیپسیٹیو انڈکٹینس، مزاحمت اور چالکتا سے کیا جائے گا۔ پی سی بی ٹریس کی رکاوٹ کو متاثر کرنے والے عوامل یہ ہیں: تانبے کے تار کی چوڑائی، تانبے کے تار کی موٹائی، ڈائی الیکٹرک کا ڈائی الیکٹرک مستقل، ڈائی الیکٹرک کی موٹائی، پیڈز کی موٹائی، زمینی تار کا راستہ، ٹریس کے ارد گرد نشانات وغیرہ۔ پی سی بی کی رکاوٹ 25 سے 120 اوہم کے درمیان۔ عملی طور پر، ایک پی سی بی ٹرانسمیشن لائن عام طور پر تار کے نشان، ایک یا زیادہ حوالہ جاتی تہوں اور موصل مواد پر مشتمل ہوتی ہے۔ ٹریس اور پرتیں کنٹرول مائبادا بناتی ہیں۔ پی سی بی اکثر ملٹی لیئرڈ ہوں گے اور کنٹرول کی رکاوٹ کو مختلف طریقوں سے بنایا جا سکتا ہے۔ تاہم، جو بھی طریقہ استعمال کیا جائے، رکاوٹ کی قدر کا تعین اس کی جسمانی ساخت اور موصلی مواد کی الیکٹرانک خصوصیات سے کیا جائے گا:

       سگنل ٹریس کی چوڑائی اور موٹائی؛

       ٹریس کے دونوں طرف کور یا پہلے سے بھرے ہوئے مواد کی اونچائی؛

       نشانات اور بورڈ کی تہوں کی ترتیب؛

       کور اور پہلے سے بھرے ہوئے مواد کے انسولیٹنگ مستقل۔

       پی سی بی ٹرانسمیشن لائنوں کی دو اہم شکلیں ہیں: مائیکرو سٹریپ اور سٹرپ لائن۔

       مائیکرو اسٹریپ:

       مائیکرو اسٹریپ ایک ربن وائر ہے، جس کا مطلب ہے ایک ٹرانسمیشن لائن جس کا حوالہ ہوائی جہاز صرف ایک طرف ہوتا ہے، جس کے اوپر اور اطراف ہوا (یا لیپت) کے سامنے ہوتے ہیں، انسولیٹنگ مستقل ایر بورڈ کی سطح کے اوپر، پاور یا زمینی جہاز کا حوالہ دیتے ہیں۔

       نوٹ: اصل میںپی سی بی مینوفیکچرنگ، بورڈ مینوفیکچرر عام طور پر پی سی بی کی سطح کو سبز تیل کی ایک تہہ کے ساتھ کوٹ کرتا ہے، لہذا اصل رکاوٹ کے حساب کتاب میں، ذیل میں دکھایا گیا ماڈل عام طور پر سطح کی مائیکرو اسٹریپ لائنوں کے لیے استعمال ہوتا ہے:

       پٹی لائن:

       ایک سٹرپ لائن تار کی ایک پٹی ہے جو دو حوالہ دار طیاروں کے درمیان رکھی گئی ہے، جیسا کہ نیچے دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے، اور H1 اور H2 کے ذریعے دکھائے جانے والے ڈائی الیکٹرک کنسٹنٹ مختلف ہو سکتے ہیں۔

       مندرجہ بالا دو مثالیں مائیکرو اسٹریپ لائنز اور سٹرپ لائنز کا صرف ایک عام مظاہرہ ہیں، بہت سی مختلف قسم کی مخصوص مائیکرو اسٹریپ لائنز اور سٹرپ لائنز ہیں، جیسے لیمینیٹڈ مائیکرو اسٹریپ لائنز وغیرہ، یہ سب مخصوص پی سی بی کے اسٹیکنگ ڈھانچے سے متعلق ہیں۔

       خصوصیت کی رکاوٹ کا حساب لگانے کے لیے استعمال ہونے والی مساواتوں کے لیے پیچیدہ ریاضیاتی حساب کی ضرورت ہوتی ہے، اکثر فیلڈ حل کرنے کے طریقے استعمال کرتے ہیں، بشمول باؤنڈری عنصر کا تجزیہ، اس لیے خصوصی مائبادی کیلکولیشن سافٹ ویئر SI9000 کا استعمال کرتے ہوئے، ہمیں صرف خصوصیت کی رکاوٹ کے پیرامیٹرز کو کنٹرول کرنے کی ضرورت ہے:

       موصلیت کی تہہ Er کا ڈائی الیکٹرک مستقل، سیدھ کی چوڑائی W1، W2 (trapezoidal)، الائنمنٹ T کی موٹائی اور موصلیت کی تہہ H کی موٹائی۔