پاور میٹر سسٹم کی قابلیت کو کیسے بہتر بنایا جا سکتا ہے

الیکٹرانک صنعت کے تیزی سے ترقی کے ساتھ، مختلف آلے اور میٹر صنعتی کنٹرول اور سماجی زندگی کے تمام پہلوؤں میں وسیع طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ اسی وقت، آلے کی قابلِ اعتمادیت کے لئے درخواستیں بڑھ رہی ہیں، اور پاور میٹرز کو استثنیٰ نہیں کیا جاسکتا۔ پاور میٹرز کی قابلِ اعتمادیت کے مطابق ذہین میٹر ٹیکنالوجی کے معیار میں ضمانت دی گئی ہے۔

ان معیارات کے مطابق پاور میٹرز کی اوسط خدمت کی مدت کم از کم دس سال ہونی چاہئیے، جس سے ترقی کے عمل میں قابلِ اعتمادیت کا ڈیزائن خاص طور پر اہم ہو جاتا ہے۔ مقررہ شرائط اور مدت کے دوران مطلوبہ فنکشن کو مکمل کرنے کا احتمال میں فیلیور کے درمیان اوسط وقت (MTBF) کہلاتا ہے، جسے عام طور پر اوسط فیلیور کے درمیان وقت کے نام سے جانا جاتا ہے۔ MTBF قابلِ اعتمادیت کو میپ کرنے کا ایک عام میٹرک ہے۔ پاور میٹرز کے لئے قابلِ اعتمادیت کے ڈیزائن کا مقصد پروڈکٹ کے MTBF کو بڑھانے اور نرمال آپریشن کو یقینی بنانے کا ہے۔

1. ہارڈوئیر کا قابلِ اعتمادیت کا ڈیزائن

پاور میٹرز کے لئے پاور سپلائی انٹرفیئرنس کے سپریشن کا ڈیزائن

اینجلسٹیک ڈیٹا کے مطابق، پاور میٹر سسٹم میں 70% انٹرفیئرنس پاور سپلائی کے ذریعے داخل ہوتا ہے۔ اس لئے، پاور کی کوالٹی کو بہتر بنانے کا نظام کے لئے قابلِ اعتمادیت کے آپریشن کے لئے بہت اہم ہے۔ کیونکہ سسٹم کا پاور عام طور پر مینس پاور سے حاصل کیا جاتا ہے، پاور سپلائی کے لئے انٹرفیئرنس کے ڈیزائن کا مرکوز نقطہ ان پٹ پورٹ پر فلٹرنگ اور عارضی انٹرفیئرنس کے سپریشن پر ہوتا ہے۔

2. پاور میٹرز کے لئے گراؤنڈنگ کا ڈیزائن

گراؤنڈنگ سسٹم کا ڈیزائن پورے پروڈکٹ کی انٹرفیئرنس کے خلاف کشیدگی کو مستقیماً متاثر کرتا ہے۔ ایک اچھا ڈیزائن باہر کے ماحولی انٹرفیئرنس کو روک سکتا ہے اور داخلي کوپلڈ نائیز کو موثر طور پر سپریس کرسکتا ہے۔ نیچے دی گئی دونوں نکات کو مد نظر رکھنے سے سسٹم کی قابلِ اعتمادیت کو بہتر بنایا جاسکتا ہے: 

ڈیجیٹل گراؤنڈ اور آنا لاج گراؤنڈ ڈیجیٹل سگنل کے تیز کناروں کی وجہ سے ڈیجیٹل سرکٹ میں کرنٹ پلسوں کے طور پر تبدیلی کا مظاہرہ کرتا ہے۔ اس لئے، پاور میٹر سسٹم میں آنا لاج گراؤنڈ اور ڈیجیٹل گراؤنڈ الگ سے ڈیزائن کیے جانے چاہئیں، صرف ایک نقطہ پر جڑے ہوئے ہوں۔ سرکٹ بورڈ پر آنا لاج اور ڈیجیٹل سرکٹ کو اپنے متعلقہ "گراؤنڈ" سے جڑا ہونا چاہئیں۔ اس سے ڈیجیٹل سرکٹ کے پلسوں کے گراؤنڈ کرنٹ کو شیئڈ گراؤنڈ امپیڈنس کے ذریعے آنا لاج سرکٹ میں کوپل کرنے سے روکا جا سکتا ہے، جس سے عارضی انٹرفیئرنس بناتا ہے۔ جب سسٹم میں ہائی فریکوئنسی بڑے سگنل موجود ہوتے ہیں تو یہ انٹرفیئرنس مزید محسوس ہوتا ہے۔

ایک نقطہ اور متعدد نقطہ گراؤنڈنگ کم فریکوئنسی سسٹم میں، گراؤنڈنگ عام طور پر سیریز میں ایک نقطہ گراؤنڈنگ اور پیرلیل میں ایک نقطہ گراؤنڈنگ کو ملا کر بہتر کارکردگی کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ پیرلیل میں ایک نقطہ گراؤنڈنگ کا مطلب ہے کہ متعدد ماڈیول کے گراؤنڈ واائر کو ایک مقام پر ملایا جاتا ہے، جہاں ہر ماڈیول کا گراؤنڈ پوٹینشل اپنے کرنٹ اور ریزسٹنس کے ساتھ تعلق رکھتا ہے۔ اس کا فائدہ یہ ہے کہ مشترکہ گراؤنڈ واائر کی ریزسٹنس سے کوپل انٹرفیئرنس کی کمی ہوتی ہے؛ لیکن نقصان یہ ہے کہ گراؤنڈ واائر کا زیادہ استعمال ہوتا ہے۔

سیریز میں ایک نقطہ گراؤنڈنگ کا مطلب ہے کہ متعدد ماڈیول کو ایک ہی گراؤنڈ واائر سیگمنٹ سے ملایا جاتا ہے۔ کیونکہ گراؤنڈ واائر کی مساوی ریزسٹنس کا وجود وولٹیج ڈراپ کا باعث بنتا ہے، مختلف ماڈیول کے کنکشن پوائنٹس زمین کے مقابلے میں مختلف پوٹینشل رکھتے ہیں۔ کسی بھی ماڈیول میں کرنٹ کی تبدیلی گراؤنڈ پوٹینشل کو متاثر کرتی ہے، سرکٹ کے آؤٹ پٹ کو بدل دیتی ہے اور مشترکہ گراؤنڈ واائر کی ریزسٹنس سے کوپل انٹرفیئرنس کا باعث بنتی ہے۔ اس طریقہ کی وجہ سے واائرنگ آسان ہوتی ہے۔ متعدد نقطہ گراؤنڈنگ کا عام طور پر استعمال ہائی فریکوئنسی سسٹم میں کیا جاتا ہے، جہاں ہر ماڈیول کا گراؤنڈ واائر گراؤنڈ بس بار کے قریب جڑا ہوتا ہے۔ اس کے فوائد میں کم گراؤنڈ واائر، کم امپیڈنس، اور مشترکہ گراؤنڈ واائر کی ریزسٹنس سے کوپل نائیز کی کمی شامل ہیں۔

3. پاور میٹرز کے لئے منسلک ڈیزائن

منسلک ڈیزائن کا ایک اہم مقصد نائیز کے ذرائع کو حساس سرکٹس سے جدا کرنا ہے۔ منسلک ڈیزائن کا خصوصیت یہ ہے کہ پاور میٹر اپنے آپریشنگ ماحول کے ساتھ سگنل کمیونیکیشن برقرار رکھتا ہے بغیر کہ کسی مستقیم الیکٹریکل انٹریکشن کے۔ اہم تنفیذ کے طریقے میں ٹرانسفرمنٹ منسلک، آپٹو-ایسولیشن، ریلے منسلک، منسلک امپلیفائیرز، اور لاут آؤٹ منسلک شامل ہیں۔ 

• ٹرانسفرمنٹ منسلک پلسوں کے ٹرانسفرمنٹ کم ونڈنگ، چھوٹی توزیع شدہ کیپیسٹنس (صرف کچھ پکوفارڈ)، اور کور کے مخالف طرف پریمری/سیکنڈری ونڈنگ کے ساتھ منسلک کمپوننٹ کے طور پر کام کرتے ہیں، جس سے ڈیجیٹل سگنل کی منسلکی حاصل کی جا سکتی ہے۔

• آپٹو-ایسولیشن آپٹوکوپلر کو شامل کرکے اسپائک پلسوں اور مختلف نائیز انٹرفیئرنس کو سپریس کیا جا سکتا ہے۔ آپٹو-ایسولیشن کا استعمال ہوسٹ کمپیوٹر سسٹم اور پاور میٹر کے کمیونیکیشن پورٹ کے درمیان کسی بھی الیکٹریکل انٹریکشن کو روکنے کا باعث بنتا ہے، سسٹم کی انٹرفیئرنس کے خلاف کشیدگی کو بہتر بناتا ہے۔ آپٹوکوپلرز ڈیجیٹل سگنل کو منسلک کر سکتے ہیں لیکن آنا لاج سگنل کے لئے مناسب نہیں ہوتے۔ آنا لاج سگنل کو منسلک کرنے کے عام طریقے یہ ہیں: A. ولٹیج کو فریکوئنسی میں تبدیل کرنا، پھر آپٹو-ایسولیشن، جس سے مختلط سرکٹ بناتا ہے؛ B. ڈیفرنشل امپلیفائیرز، جو کم منسلک ولٹیج فراہم کرتے ہیں؛ C. منسلک امپلیفائیرز، جو اچھا کارکردگی کرتے ہیں لیکن مہنگے ہوتے ہیں۔ 

• ریلے منسلک کیونکہ ریلے کے کوئل اور کنٹاکٹ کے درمیان کوئی الیکٹریکل کنکشن نہیں ہوتا، کوئل سگنل لے سکتا ہے جبکہ کنٹاکٹس انہیں منتقل کرتے ہیں، جس سے مضبوط اور ضعیف الیکٹریکل سگنل کے درمیان تفاعل کا مسئلہ حل ہو جاتا ہے اور انٹرفیئرنس کی منسلکی حاصل ہوتی ہے۔

• لاوت آؤٹ منسلک PCB لاوت کے ذریعے منسلکی حاصل کرنے کا مقصد اصلی طور پر مضبوط اور ضعیف الیکٹریکل سرکٹ کو الگ کرنا ہے۔

4. پاور میٹرز کے لئے پرنٹڈ سرکٹ بورڈ (PCB) کا انٹرفیئرنس کے خلاف ڈیزائن

پرنٹڈ سرکٹ بورڈ سرکٹ کے کمپوننٹ کے لئے کیریئر کے طور پر کام کرتا ہے اور ان کے درمیان الیکٹریکل کنکشن فراہم کرتا ہے۔ PCB ڈیزائن کی کوالٹی سسٹم کی انٹرفیئرنس کے خلاف کشیدگی کو مستقیماً متاثر کرتی ہے۔ PCB ڈیزائن میں عام طور پر مانی گئی کچھ اصول یہ ہیں:

• اینعام