پسندیدہ میں شامل کریں سیٹ مرکزی صفحہ
مقام:ہوم پیج (-) >> خبریں >> الیکٹران

مصنوعات زمرہ

مصنوعات ٹیگز

FMUSER سائٹس

بنیادی باتیں: سنگل اینڈڈ اور ڈیفرینشل سگنلنگ

Date:2022/1/6 18:58:09 Hits:


سب سے پہلے، ہمیں اس بارے میں کچھ بنیادی باتیں سیکھنی ہوں گی کہ سنگل اینڈڈ سگنلنگ کیا ہے اس سے پہلے کہ ہم تفریق سگنلنگ اور اس کی خصوصیات کو دیکھیں۔

سنگل اینڈڈ سگنلنگ

سنگل اینڈڈ سگنلنگ بھیجنے والے سے وصول کنندہ تک برقی سگنل منتقل کرنے کا ایک سادہ اور عام طریقہ ہے۔ برقی سگنل ایک وولٹیج (اکثر مختلف وولٹیج) کے ذریعے منتقل ہوتا ہے، جس کا حوالہ ایک مقررہ پوٹینشل سے ہوتا ہے، عام طور پر ایک 0 V نوڈ جسے "زمین" کہا جاتا ہے۔

ایک کنڈکٹر سگنل لے جاتا ہے اور ایک کنڈکٹر مشترکہ حوالہ کی صلاحیت رکھتا ہے۔ سگنل سے منسلک کرنٹ بھیجنے والے سے وصول کنندہ تک سفر کرتا ہے اور زمینی کنکشن کے ذریعے بجلی کی فراہمی میں واپس آتا ہے۔ اگر متعدد سگنلز منتقل ہوتے ہیں، تو سرکٹ کو ہر سگنل کے لیے ایک کنڈکٹر اور ایک مشترکہ زمینی کنکشن کی ضرورت ہوگی۔ اس طرح، مثال کے طور پر، 16 کنڈکٹرز کا استعمال کرتے ہوئے 17 سگنل منتقل کیے جا سکتے ہیں۔

 

سنگل اینڈڈ ٹوپولوجی

تفریق سگنلنگ

تفریق سگنلنگ، جو سنگل اینڈڈ سگنلنگ سے کم عام ہے، ایک معلوماتی سگنل کو منتقل کرنے کے لیے دو تکمیلی وولٹیج سگنلز کا استعمال کرتا ہے۔ لہذا ایک معلوماتی سگنل کے لیے کنڈکٹرز کے جوڑے کی ضرورت ہوتی ہے۔ ایک سگنل لے جاتا ہے اور دوسرا الٹا سگنل لے جاتا ہے۔

 

سنگل اینڈڈ بمقابلہ تفریق: عام ٹائمنگ خاکہ

 

وصول کنندہ الٹی اور غیر الٹی سگنل کے درمیان ممکنہ فرق کا پتہ لگا کر معلومات نکالتا ہے۔ دو وولٹیج سگنلز "متوازن" ہیں، یعنی ان کا طول و عرض مساوی ہے اور ایک عام موڈ وولٹیج کے مقابلے میں مخالف قطبیت ہے۔ ان وولٹیجز سے وابستہ واپسی کے دھارے بھی متوازن ہوتے ہیں اور اس طرح ایک دوسرے کو منسوخ کر دیتے ہیں۔ اس وجہ سے، ہم کہہ سکتے ہیں کہ تفریق سگنلز میں (مثالی طور پر) صفر کرنٹ زمینی کنکشن سے گزرتا ہے۔

تفریق سگنلنگ کے ساتھ، ضروری نہیں کہ بھیجنے والا اور وصول کنندہ مشترکہ زمینی حوالہ کا اشتراک کریں۔ تاہم، تفریق سگنلنگ کے استعمال کا مطلب یہ نہیں ہے کہ بھیجنے والے اور وصول کنندہ کے درمیان زمینی صلاحیت میں فرق کا سرکٹ کے آپریشن پر کوئی اثر نہیں ہوتا ہے۔

اگر ایک سے زیادہ سگنلز منتقل کیے جاتے ہیں، تو ہر سگنل کے لیے دو کنڈکٹرز کی ضرورت ہوتی ہے، اور زمینی کنکشن کو شامل کرنا اکثر ضروری یا کم از کم فائدہ مند ہوتا ہے، یہاں تک کہ جب تمام سگنلز مختلف ہوں۔ اس طرح، مثال کے طور پر، 16 سگنلز کی ترسیل کے لیے 33 کنڈکٹرز کی ضرورت ہوگی (سنگل اینڈڈ ٹرانسمیشن کے لیے 17 کے مقابلے)۔ یہ تفریق سگنلنگ کے واضح نقصان کو ظاہر کرتا ہے۔

 

تفریق سگنلنگ ٹوپولوجی

تفریق سگنلنگ کے فوائد

تاہم، تفریق سگنلنگ کے اہم فوائد ہیں جو کنڈکٹر کی بڑھتی ہوئی تعداد کی تلافی کر سکتے ہیں۔

کوئی ریٹرن کرنٹ نہیں۔

چونکہ ہمارے پاس (مثالی طور پر) کوئی ریٹرن کرنٹ نہیں ہے، اس لیے زمینی حوالہ کم اہم ہو جاتا ہے۔ ارسال کنندہ اور وصول کنندہ یا ایک خاص قابل قبول حد کے اندر گھومنے پھرنے میں زمینی صلاحیت بھی مختلف ہو سکتی ہے۔ تاہم، آپ کو محتاط رہنے کی ضرورت ہے کیونکہ DC-کپلڈ ڈیفرینشل سگنلنگ (جیسے USB, RS-485, CAN) کو عام طور پر مشترکہ زمینی صلاحیت کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ سگنلز انٹرفیس کے زیادہ سے زیادہ اور کم سے کم قابل اجازت کامن موڈ وولٹیج کے اندر رہیں۔

آنے والی EMI اور Crosstalk کے خلاف مزاحمت

اگر EMI (برقی مقناطیسی مداخلت) یا کراسسٹالک (یعنی قریبی سگنلز سے پیدا ہونے والی EMI) کو ڈیفرینشل کنڈکٹرز کے باہر سے متعارف کرایا جاتا ہے، تو اسے الٹے اور غیر الٹے سگنل میں یکساں طور پر شامل کیا جاتا ہے۔ وصول کنندہ دو سگنلز کے درمیان وولٹیج کے فرق کا جواب دیتا ہے نہ کہ سنگل اینڈڈ (یعنی زمینی حوالہ شدہ) وولٹیج کا، اور اس طرح رسیور سرکٹری مداخلت یا کراس اسٹالک کے طول و عرض کو بہت کم کر دے گا۔

یہی وجہ ہے کہ امتیازی سگنلز EMI، کراسسٹالک، یا کسی دوسرے شور کے لیے کم حساس ہوتے ہیں جو تفریق جوڑے کے دونوں اشاروں میں جوڑے جاتے ہیں۔

باہر جانے والے EMI اور Crosstalk میں کمی

تیزی سے منتقلی، جیسے ڈیجیٹل سگنلز کے بڑھتے اور گرتے ہوئے کناروں سے EMI کی نمایاں مقدار پیدا ہو سکتی ہے۔ دونوں سنگل اینڈڈ اور ڈیفرینشل سگنلز EMI پیدا کرتے ہیں، لیکن ایک تفریق جوڑے میں دو سگنل برقی مقناطیسی فیلڈز بنائیں گے جو (مثالی طور پر) شدت میں برابر ہیں لیکن قطبیت میں مخالف ہیں۔ یہ، تکنیکوں کے ساتھ مل کر جو دو کنڈکٹرز کے درمیان قربت کو برقرار رکھتی ہے (جیسے بٹی ہوئی جوڑی کیبل کا استعمال)، اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ دو کنڈکٹرز سے اخراج بڑی حد تک ایک دوسرے کو منسوخ کر دے گا۔

لوئر وولٹیج آپریشن

سنگل اینڈڈ سگنلز کو نسبتاً زیادہ وولٹیج برقرار رکھنا چاہیے تاکہ سگنل ٹو شور کے مناسب تناسب (SNR) کو یقینی بنایا جا سکے۔ عام سنگل اینڈڈ انٹرفیس وولٹیجز 3.3 V اور 5 V ہیں۔ شور کے خلاف ان کی بہتر مزاحمت کی وجہ سے، ڈیفرینشل سگنل کم وولٹیج استعمال کر سکتے ہیں اور پھر بھی مناسب SNR برقرار رکھ سکتے ہیں۔ نیز، ڈیفرینشل سگنلنگ کا SNR مساوی سنگل اینڈڈ نفاذ کے مقابلے میں دو کے ایک عنصر سے خود بخود بڑھ جاتا ہے، کیونکہ ڈیفرینشل ریسیور پر ڈائنامک رینج ڈیفرینشل پیئر کے اندر ہر سگنل کی ڈائنامک رینج سے دوگنا زیادہ ہے۔

کم سگنل وولٹیج کا استعمال کرتے ہوئے ڈیٹا کو کامیابی کے ساتھ منتقل کرنے کی صلاحیت چند اہم فوائد کے ساتھ آتی ہے:

  • کم سپلائی وولٹیج استعمال کیے جا سکتے ہیں۔
  • چھوٹے وولٹیج ٹرانزیشن
    • ریڈی ایٹڈ EMI کو کم کرنا،
    • بجلی کی کھپت کو کم کریں، اور
    • اعلی آپریٹنگ تعدد کے لئے اجازت دیں.

اعلی یا کم حالت اور عین مطابق وقت

کیا آپ نے کبھی سوچا ہے کہ ہم کس طرح یہ فیصلہ کرتے ہیں کہ آیا کوئی سگنل منطقی حالت میں ہے یا منطق سے کم؟ سنگل اینڈڈ سسٹمز میں، ہمیں پاور سپلائی وولٹیج، رسیور سرکٹری کی حد کی خصوصیات، شاید ریفرنس وولٹیج کی قدر پر غور کرنا ہوگا۔ اور یقیناً اس میں تغیرات اور رواداری موجود ہیں، جو منطق-اعلی یا منطق-کم سوال میں اضافی غیر یقینی پیدا کرتی ہیں۔

امتیازی اشاروں میں، منطقی حالت کا تعین کرنا زیادہ سیدھا ہے۔ اگر غیر الٹے سگنل کا وولٹیج الٹا سگنل کے وولٹیج سے زیادہ ہے، تو آپ کی منطق زیادہ ہے۔ اگر غیر الٹی وولٹیج الٹی وولٹیج سے کم ہے، تو آپ کی منطق کم ہے۔ اور دو حالتوں کے درمیان منتقلی وہ نقطہ ہے جس پر غیر الٹی اور الٹی سگنل ایک دوسرے کو ایک دوسرے سے جوڑتے ہیں - یعنی کراس اوور پوائنٹ۔

یہ ایک وجہ ہے کہ تاروں کی لمبائی یا تفریق سگنل لے جانے والے نشانات سے مماثل ہونا ضروری ہے: زیادہ سے زیادہ وقت کی درستگی کے لیے، آپ چاہتے ہیں کہ کراس اوور پوائنٹ منطقی منتقلی کے عین مطابق ہو، لیکن جب جوڑے میں موجود دو کنڈکٹر برابر نہ ہوں۔ لمبائی، تبلیغ میں تاخیر میں فرق کراس اوور پوائنٹ کو تبدیل کرنے کا سبب بنے گا۔

درخواستیں

فی الحال انٹرفیس کے بہت سے معیارات ہیں جو تفریق سگنل کو استعمال کرتے ہیں۔ ان میں درج ذیل شامل ہیں:

  • LVDS (کم وولٹیج فرق سگنلنگ)
  • CML (موجودہ موڈ منطق)
  • RS485
  • RS422
  • ایتھرنیٹ
  • کر سکتے ہیں
  • یو ایس بی
  • اعلی معیار کی متوازن آڈیو

واضح طور پر، تفریق سگنلنگ کے نظریاتی فوائد کی تصدیق حقیقی دنیا کی بے شمار ایپلی کیشنز میں عملی استعمال سے ہوئی ہے۔

تفریق کے نشانات کو روٹنگ کے لیے بنیادی پی سی بی تکنیک

آخر میں، آئیے بنیادی باتیں سیکھتے ہیں کہ پی سی بی پر تفریق کے نشانات کیسے روٹ کیے جاتے ہیں۔ تفریق سگنلز کو روٹنگ کرنا تھوڑا پیچیدہ ہو سکتا ہے، لیکن کچھ بنیادی اصول ہیں جو اس عمل کو زیادہ سیدھا بناتے ہیں۔

لمبائی اور لمبائی کا ملاپ - اسے برابر رکھیں!

تفریق سگنل (مثالی طور پر) وسعت میں برابر اور قطبیت میں مخالف ہیں۔ اس طرح، مثالی صورت میں، کوئی خالص واپسی کرنٹ زمین سے نہیں گزرے گا۔ ریٹرن کرنٹ کی یہ غیر موجودگی ایک اچھی چیز ہے، اس لیے ہم ہر چیز کو ہر ممکن حد تک مثالی رکھنا چاہتے ہیں، اور اس کا مطلب ہے کہ ہمیں تفریق والے جوڑے میں دو نشانات کے لیے برابر لمبائی کی ضرورت ہے۔

آپ کے سگنل کا عروج/زوال کا وقت جتنا زیادہ ہوگا (سگنل کی فریکوئنسی کے ساتھ الجھن میں نہ پڑیں)، اتنا ہی زیادہ آپ کو یہ یقینی بنانا ہوگا کہ نشانات کی لمبائی ایک جیسی ہو۔ آپ کے لے آؤٹ پروگرام میں ایک خصوصیت شامل ہو سکتی ہے جو آپ کو تفریق والے جوڑوں کے نشانات کی لمبائی کو ٹھیک کرنے میں مدد دیتی ہے۔ اگر آپ کو مساوی لمبائی حاصل کرنے میں دشواری ہو رہی ہے، تو آپ "مینڈر" تکنیک استعمال کر سکتے ہیں۔

 

مینڈرڈ ٹریس کی ایک مثال

چوڑائی اور فاصلہ - اسے مستقل رکھیں!

تفریق کنڈکٹر جتنے قریب ہوں گے، سگنلز کا جوڑا اتنا ہی بہتر ہوگا۔ تیار کردہ EMI زیادہ مؤثر طریقے سے منسوخ ہو جائے گا، اور موصول ہونے والی EMI دونوں سگنلز میں یکساں طور پر جوڑے گی۔ لہذا ان کو واقعی قریب لانے کی کوشش کریں۔

مداخلت سے بچنے کے لیے آپ کو ڈفرنشل پیئر کنڈکٹرز کو پڑوسی سگنلز سے جہاں تک ممکن ہو روٹ کرنا چاہیے۔ آپ کے نشانات کے درمیان کی چوڑائی اور جگہ کو ہدف کی رکاوٹ کے مطابق منتخب کیا جانا چاہئے اور نشانات کی پوری لمبائی پر مستقل رہنا چاہئے۔ لہذا اگر ممکن ہو تو، نشانات کو متوازی رہنا چاہئے کیونکہ وہ پی سی بی کے ارد گرد سفر کرتے ہیں.

رکاوٹ - تغیرات کو کم سے کم کریں!

تفریق سگنل کے ساتھ پی سی بی کو ڈیزائن کرتے وقت سب سے اہم چیزوں میں سے ایک یہ ہے کہ آپ اپنی درخواست کے لیے ہدف کی رکاوٹ کو تلاش کریں اور پھر اس کے مطابق اپنے تفریق کے جوڑے ترتیب دیں۔ اس کے علاوہ، مائبادا کی مختلف حالتوں کو ہر ممکن حد تک چھوٹا رکھیں۔

آپ کی تفریق لائن کی رکاوٹ کا انحصار عوامل پر ہوتا ہے جیسے ٹریس کی چوڑائی، نشانات کا جوڑا، تانبے کی موٹائی، اور PCB کے مواد اور پرت کے اسٹیک اپ۔ ان میں سے ہر ایک پر غور کریں جب آپ کسی بھی ایسی چیز سے بچنے کی کوشش کرتے ہیں جو آپ کے امتیازی جوڑے کی رکاوٹ کو تبدیل کرتا ہے۔

ہوائی جہاز کی تہہ پر تانبے کے علاقوں کے درمیان فاصلہ پر تیز رفتار سگنلز کو روٹ نہ کریں، کیونکہ اس سے آپ کی رکاوٹ بھی متاثر ہوتی ہے۔ زمینی طیاروں میں وقفے سے بچنے کی کوشش کریں۔

لے آؤٹ کی سفارشات - پڑھیں، تجزیہ کریں، اور ان پر زیادہ سوچیں!

اور، آخری لیکن کم از کم، تفریق کے نشانات کو روٹ کرتے وقت آپ کو ایک بہت اہم چیز کرنی ہے: اس چپ کے لیے ڈیٹا شیٹ اور/یا ایپلیکیشن نوٹس حاصل کریں جو ڈیفرینشل سگنل بھیج رہا ہے یا وصول کر رہا ہے، لے آؤٹ کی سفارشات کو پڑھیں، اور تجزیہ کریں۔ انہیں قریب سے. اس طرح آپ کسی خاص ڈیزائن کی رکاوٹوں کے اندر بہترین ممکنہ ترتیب کو نافذ کر سکتے ہیں۔

نتیجہ

تفریق سگنلنگ ہمیں کم وولٹیجز، اچھے SNR، شور سے بہتر قوت مدافعت، اور ڈیٹا کی بلند شرحوں کے ساتھ معلومات کی ترسیل کی اجازت دیتا ہے۔ دوسری طرف، کنڈکٹر کی تعداد بڑھ جاتی ہے، اور سسٹم کو معیاری ڈیجیٹل آئی سی کی بجائے خصوصی ٹرانسمیٹر اور ریسیورز کی ضرورت ہوگی۔

آج کل، تفریق سگنل بہت سے معیارات کا حصہ ہیں، بشمول LVDS, USB, CAN, RS-485، اور Ethernet، اور اس طرح ہم سب کو (کم از کم) اس ٹیکنالوجی سے واقف ہونا چاہیے۔ اگر آپ واقعی ایک پی سی بی کو ڈیفرینشل سگنلز کے ساتھ ڈیزائن کر رہے ہیں، تو متعلقہ ڈیٹا شیٹس اور ایپ نوٹس سے مشورہ کرنا یاد رکھیں، اور اگر ضروری ہو تو اس مضمون کو دوبارہ پڑھیں!

ایک پیغام چھوڑ دیں 

نام *
دوستوں کوارسال کریں *
فون
ایڈریس
ضابطے تصدیقی کوڈ ملاحظہ کریں؟ ریفریش پر کلک کریں!
پیغام
 

پیغام کی فہرست

تبصرہ لوڈ کر رہا ہے ...
ہوم پیج (-)| ہمارے متعلق| حاصل| خبریں| لوڈ| معاونت| آپ کی رائے| ہم سے رابطہ کریں| سروس

رابطہ: زوئی ژانگ ویب: www.fmuser.net

Whatsapp / Wechat: + 86 183 1924 4009

اسکائپ: tomlequan ای میل: [ای میل محفوظ] 

فیس بک: FMUSERBROADCAST یوٹیوب: FMUSER ZOEY

انگریزی میں پتہ: Room305, HuiLanGe, No.273 HuangPu Road West, TianHe District., GuangZhou, China, 510620 چینی میں پتہ: 广州市天河区黄埔大道西273台黄埔大道西305台黄埔天河