آسیلوسکوپ فریکوئنسی ڈومین پیمائش پاور سپلائی شور کی پیمائش کا مسئلہ
پاور سپلائی شور کا تجزیہ کرنے کے عمل میں، زیادہ کلاسک طریقہ یہ ہے کہ بجلی کی فراہمی کے شور کی لہر کا مشاہدہ کرنے اور اس کے طول و عرض کی پیمائش کرنے کے لیے ایک آسیلوسکوپ کا استعمال کیا جائے، تاکہ بجلی کی فراہمی کے شور کے منبع کا تعین کیا جا سکے۔ تاہم، جیسے جیسے ڈیجیٹل ڈیوائسز کا وولٹیج بتدریج کم ہوتا جاتا ہے اور کرنٹ بتدریج بڑھتا جاتا ہے، بجلی کی فراہمی کا ڈیزائن زیادہ مشکل ہو جاتا ہے، اور بجلی کی فراہمی کے شور کا اندازہ کرنے کے لیے زیادہ موثر جانچ کے طریقوں کو استعمال کرنے کی ضرورت ہے۔ یہ مضمون بجلی کی فراہمی کے شور کا تجزیہ کرنے کے لیے فریکوئنسی ڈومین طریقہ استعمال کرنے کا معاملہ ہے۔ جب ٹائم ڈومین ویوفارم کا مشاہدہ کرکے غلطی کا پتہ نہیں لگایا جا سکتا ہے، وقت کی فریکوئنسی کی تبدیلی FFT (فاسٹ فوئیر ٹرانسفارم) طریقہ کے ذریعے کی جاتی ہے، اور ٹائم ڈومین پاور سپلائی شور ویو فارم کو تجزیہ کے لیے فریکوئنسی ڈومین میں تبدیل کر دیا جاتا ہے۔ سرکٹ کو ڈیبگ کرتے وقت، ٹائم ڈومین اور فریکوئنسی ڈومین کے نقطہ نظر سے سگنل کی خصوصیات کو دیکھنا ڈیبگنگ کے عمل کو مؤثر طریقے سے تیز کر سکتا ہے۔
سنگل بورڈ ڈیبگنگ کے عمل کے دوران، یہ پایا گیا کہ نیٹ ورک کی پاور سپلائی کا شور 80mv تک پہنچ گیا، جو ڈیوائس کی ضروریات سے زیادہ ہے۔ اس بات کو یقینی بنانے کے لیے کہ آلہ مستحکم طریقے سے کام کر سکتا ہے، بجلی کی فراہمی کے شور کو کم کرنا چاہیے۔
اس فالٹ کو ڈیبگ کرنے سے پہلے، پاور سپلائی شور کو دبانے کے اصولوں کا جائزہ لیں۔ پاور ڈسٹری بیوشن نیٹ ورک میں مختلف فریکوئنسی بینڈ شور کو دبانے کے لیے مختلف اجزاء استعمال کرتے ہیں۔ ڈیکپلنگ اجزاء میں پاور ریگولیشن ماڈیولز (VRM)، ڈیکپلنگ کیپسیٹرز، پی سی بی پاور گراؤنڈ ہوائی جہاز کے جوڑے، ڈیوائس پیکجز اور چپس شامل ہیں۔ VRM میں پاور چپ اور پیریفرل آؤٹ پٹ کیپیسیٹینس شامل ہے، جو تقریباً DC سے کم تعدد (تقریباً 100K) تک چلتا ہے۔ اس کا مساوی ماڈل ایک دو اجزاء والا ماڈل ہے جس میں ایک ریزسٹر اور ایک انڈکٹر ہوتا ہے۔ وسط فریکوئنسی بینڈ (تقریبا 10K سے 100M) کو مکمل طور پر ڈھانپنے کے لیے ایک سے زیادہ آرڈرز کے کیپسیٹرز کے ساتھ ڈیکپلنگ کیپسیٹرز کا استعمال کرنا بہتر ہے۔ وائرنگ انڈکٹنس اور پیکج انڈکٹنس کی موجودگی کی وجہ سے، یہاں تک کہ اگر ڈیکپلنگ کیپسیٹرز کی ایک بڑی تعداد کو اسٹیک کیا گیا ہے، تو زیادہ فریکوئنسیوں پر کام کرنا مشکل ہوگا۔ پی سی بی پاور سپلائی گراؤنڈ ہوائی جہاز ایک پلیٹ کپیسیٹر بناتا ہے، جس کا ڈیکپلنگ اثر بھی ہوتا ہے، تقریباً دسیوں میگا بائٹس۔ چپ پیکیجنگ اور چپس ہائی فریکوئنسی بینڈز (100M سے اوپر) کے لیے ذمہ دار ہیں۔ موجودہ ہائی اینڈ ڈیوائسز عام طور پر پیکیج میں ڈیکپلنگ کیپسیٹرز شامل کرتی ہیں۔ اس وقت، پی سی بی پر ڈیکپلنگ رینج کو دسیوں میگا بائٹس یا اس سے بھی کئی میگا بائٹس تک کم کیا جا سکتا ہے۔ لہذا، جب موجودہ بوجھ میں کوئی تبدیلی نہیں ہوتی ہے، تو ہمیں صرف اس بات کا تعین کرنے کی ضرورت ہوتی ہے کہ وولٹیج کا شور کس فریکوئنسی بینڈ میں ظاہر ہوتا ہے، اور پھر اس فریکوئنسی بینڈ کے مطابق ڈیکپلنگ اجزاء کو بہتر بنائیں۔ دو ڈیکپلنگ عناصر ملحقہ فریکوئنسی بینڈز میں تعاون کریں گے، اس لیے ملحقہ فریکوئنسی بینڈز میں ڈیکپلنگ عناصر کو ڈیکپلنگ عناصر کے اہم نکات کا تجزیہ کرتے وقت بھی دھیان میں رکھنا چاہیے۔
روایتی پاور سپلائی ڈیبگنگ کے تجربے کی بنیاد پر، کچھ ڈیکپلنگ کیپسیٹرز کو پہلے نیٹ ورک میں شامل کیا گیا تاکہ پاور سپلائی نیٹ ورک کے مائبادی مارجن کو بڑھایا جا سکے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ وسط فریکوئنسی بینڈ میں پاور سپلائی نیٹ ورک کی رکاوٹ ایپلی کیشن کی ضروریات کو پورا کر سکے۔ منظر نامے. نتیجہ لہر میں صرف چند ایم وی کی کمی ہے، ایک کم سے کم بہتری۔ اس نتیجے کے کئی امکانات ہیں: 1. شور کم فریکوئنسی پر ہے اور ان ڈیکپلنگ کیپسیٹرز کی حد کے اندر نہیں ہے۔ 2. کیپیسیٹینس شامل کرنے سے پاور ریگولیٹر VRM کی لوپ خصوصیات متاثر ہوتی ہیں، اور capacitance کی وجہ سے ہونے والی رکاوٹ میں کمی VRM سے متعلق ہے۔ بگاڑ دور ہوتا ہے۔ اس سوال کو ذہن میں رکھتے ہوئے، ہم نے پاور سپلائی شور کی سپیکٹرل خصوصیات کو دیکھنے اور مسئلے کے ماخذ کا پتہ لگانے کے لیے آسیلوسکوپ کے فریکوئنسی ڈومین تجزیہ فنکشن کو استعمال کرنے پر غور کیا۔
آسیلوسکوپ کے فریکوئنسی ڈومین تجزیہ فنکشن کو فوئیر ٹرانسفارم کے ذریعے محسوس کیا جاتا ہے۔ فوئیر ٹرانسفارم کا جوہر یہ ہے کہ کسی بھی وقت ڈومین کی ترتیب کو مختلف تعدد کے سائن ویو سگنلز کی لامحدود سپر پوزیشن کے طور پر ظاہر کیا جا سکتا ہے۔ ہم ان سائن لہروں کی فریکوئنسی، طول و عرض اور مرحلے کی معلومات کا تجزیہ کرتے ہیں، جو ایک تجزیہ کا طریقہ ہے جو ٹائم ڈومین سگنل کو فریکوئنسی ڈومین میں تبدیل کرتا ہے۔ ڈیجیٹل آسیلوسکوپ کے ذریعہ نمونہ کردہ ترتیب ایک مجرد ترتیب ہے، لہذا ہمارے تجزیے میں فاسٹ فوئیر ٹرانسفارم (FFT) سب سے زیادہ استعمال ہوتا ہے۔ FFT الگورتھم کو Discrete Forier Transform (DFT) الگورتھم سے بہتر بنایا گیا ہے۔ حسابات کی مقدار کئی ترتیبوں سے کم ہو جاتی ہے، اور جتنے زیادہ پوائنٹس کو شمار کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، حساب میں اتنی ہی زیادہ بچت ہوتی ہے۔
