جیسا کہ ہم جانتے ہیں، سرکٹ سسٹم کے ذیلی ماڈیولز کے درمیان ڈیٹا کے تبادلے میں کچھ مسائل ہو سکتے ہیں، جو سگنلز کی غیر معمولی اور اعلیٰ معیار کی "سرکولیشن" کا باعث بن سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، بعض اوقات سرکٹ کے ذیلی ماڈیولز کا کام کرنے کی ترتیب مختلف ہوتی ہے (جیسے سی پی یو اور پیری فیرلز) یا ان کے سگنل کی قسمیں مختلف ہوتی ہیں (جیسے آپٹیکل سگنلز کا پتہ لگانے والے سینسر)۔ اس وقت، ہمیں متعلقہ انٹرفیس طریقوں کے ذریعے اس مسئلے سے اچھی طرح نمٹنے پر غور کرنا چاہیے۔

سرکٹ ڈیزائن میں سات عام طور پر استعمال ہونے والے انٹرفیس کی اقسام کے درج ذیل اہم نکات کی وضاحت کی گئی ہے:

یہ انٹرفیس کی قسم بنیادی طور پر ایک کلچ ہے، ٹھیک ہے؟ کالج میں اینالاگ سرکٹ اور ڈیجیٹل سرکٹ کا مطالعہ کرنے کے بعد، TTL سطح کے انٹرفیس کو عام سرکٹ ڈیزائن سے الگ نہیں کیا جا سکتا۔ اس کی رفتار عام طور پر 30MHz تک محدود ہوتی ہے، جس کی وجہ یہ ہے کہ BJT (LPF کی تشکیل) کے ان پٹ پر کئی pF ان پٹ کیپسیٹرز ہوتے ہیں۔ اگر ان پٹ سگنل ایک مخصوص فریکوئنسی سے زیادہ ہے، تو سگنل "کھو" جائے گا۔ اس کی ڈرائیونگ کی صلاحیت عام طور پر دسیوں ملی ایمپس تک ہوتی ہے۔ عام طور پر، عام سگنل وولٹیج زیادہ ہے. اگر یہ کم سگنل وولٹیج کے ساتھ ای سی ایل سرکٹ کے قریب ہے، تو یہ واضح کراسسٹالک مسئلہ کا سبب بنے گا۔

ہم اس کے لیے کوئی اجنبی نہیں ہیں، اور ہم اکثر اس سے نمٹتے ہیں۔ CMOS کے بارے میں کچھ سیمی کنڈکٹر خصوصیات کو یہاں بیان کرنے کی ضرورت نہیں ہے۔ جیسا کہ بہت سے لوگ جانتے ہیں، عام حالات میں، CMOS کی بجلی کی کھپت اور مداخلت مخالف صلاحیت TTL سے کہیں زیادہ بہتر ہے۔ لیکن! بہت کم معلوم ہے کہ ہائی سوئچنگ فریکوئنسی پر، CMOS سیریز دراصل TTL سے زیادہ پاور استعمال کرتی ہے۔ جہاں تک ایسا کیوں ہے، براہ کرم سیمی کنڈکٹر فزکس تھیوری سے پوچھیں۔

چونکہ اس وقت CMOS کا ورکنگ وولٹیج بہت چھوٹا ہو سکتا ہے، کچھ FPGA cores 1.5V کے قریب وولٹیج پر بھی کام کرتے ہیں، جو TTL سے بہت کم لیولز کے درمیان شور کو برداشت کرتا ہے، اس طرح وولٹیج کے اتار چڑھاؤ کی وجہ سے سگنل کے فیصلے کی خرابی بڑھ جاتی ہے۔ جیسا کہ ہم سب جانتے ہیں، CMOS سرکٹ کا ان پٹ مائبادا بہت زیادہ ہے۔ لہٰذا، اس کا کپلنگ کیپیسیٹینس بہت چھوٹا ہو سکتا ہے، بغیر کسی بڑے الیکٹرولائٹک کپیسیٹر کا استعمال کیے۔

چونکہ CMOS سرکٹس میں عام طور پر ڈرائیونگ کی کمزوری ہوتی ہے، اس لیے TTL کنورژن ECL سرکٹس کو چلانے سے پہلے انجام دیا جانا چاہیے۔ اس کے علاوہ، CMOS انٹرفیس سرکٹ کو ڈیزائن کرتے وقت، ہمیں capacitive بوجھ کو بہت زیادہ بھاری ہونے سے بچنے کے لیے توجہ دینی چاہیے، ورنہ یہ عروج کے وقت کو کم کر دے گا اور ڈرائیونگ ڈیوائس کی بجلی کی کھپت کو بڑھا دے گا (کیونکہ capacitive لوڈ بجلی استعمال نہیں کرتا)۔

یہ کمپیوٹر سسٹم کا پرانا دوست ہے! کیونکہ اس کی رفتار کافی تیزی سے چلتی ہے، یہ سینکڑوں میگا ہرٹز تک بھی دوڑ سکتی ہے! اس کی وجہ یہ ہے کہ ECL کے اندر BJT جب اسے آن کیا جاتا ہے تو سیر نہیں ہوتا ہے، تاکہ BJT کے ٹرن آن اور ٹرن آف ٹائم کو کم کیا جا سکے، اور کام کرنے کی رفتار کو قدرتی طور پر بڑھایا جا سکے۔

لیکن، یہ قیمت ادا کرنا ہے! اس کی مہلک چوٹ: زیادہ بجلی کی کھپت! اس کی وجہ سے ہونے والی EMI قابل غور ہے، اور مداخلت مخالف صلاحیت زیادہ بہتر نہیں ہے۔ اگر کوئی ان دونوں عوامل سے سمجھوتہ کر سکتا ہے تو اسے (وہ) اپنی قسمت کمانا چاہیے۔ یہ بھی واضح رہے کہ عام ECL انٹیگریٹڈ سرکٹ کو منفی پاور سپلائی کی ضرورت ہوتی ہے، یعنی اس کا آؤٹ پٹ وولٹیج منفی ہوتا ہے، اس لیے ایک خاص لیول شفٹنگ سرکٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔

کوئی بھی ایسا نہیں ہے جو الیکٹرانک ٹیکنالوجی کی بنیادی باتیں نہ جانتا ہو (جب تک کہ وہ الیکٹرانک ٹیکنالوجی میں صرف ایک "عام آدمی" نہ ہو)۔ یہ ایک کم رفتار سیریل کمیونیکیشن انٹرفیس کا معیار ہے۔ واضح رہے کہ اس کی سطح کا معیار تھوڑا سا "غیر معمولی" ہے: اعلیٰ سطح -12V ہے، جبکہ نچلی سطح +12V ہے۔ لہذا، جب ہم کمپیوٹرز کے ذریعے پیری فیرلز کے ساتھ بات چیت کرنے کی کوشش کرتے ہیں، تو ایک لیول شفٹنگ چپ MAX232 قدرتی طور پر ناگزیر ہے۔ لیکن ہمیں اس کی کوتاہیوں سے آگاہ ہونا ہوگا، جیسے ڈیٹا کی ترسیل کی رفتار اور مختصر ترسیل کا فاصلہ۔

یہ سگنل کی نمائندگی کرنے کے لیے ٹرمینلز A اور B کے ایک جوڑے کے رشتہ دار آؤٹ پٹ وولٹیج (uA-uB) کا استعمال کرتا ہے۔ عام طور پر، یہ تفریق سگنل سگنل ٹرانسمیشن کے دوران ایک پیچیدہ شور کے ماحول سے گزرے گا، جس کے نتیجے میں دونوں لائنوں پر بنیادی طور پر ایک ہی مقدار میں شور ہو گا، اور شور کی توانائی وصول کرنے والے سرے پر منسوخ ہو جائے گی، اس لیے یہ طویل فاصلے کا احساس کر سکتا ہے اور تیز رفتار ٹرانسمیشن. RS-485 انٹرفیس، جو عام طور پر صنعت میں استعمال ہوتا ہے، تفریق ٹرانسمیشن موڈ کو اپناتا ہے، اور اس میں اینٹی کامن موڈ مداخلت کی اچھی صلاحیت ہے۔

Optoelectronic coupling آپٹیکل سگنل کو بطور میڈیم استعمال کرتا ہے تاکہ برقی سگنلز کے جوڑے اور ٹرانسمیشن کو محسوس کیا جا سکے۔ اس کا "فائدہ" یہ ہے کہ یہ برقی تنہائی کو محسوس کر سکتا ہے، اس لیے اس میں بہترین مداخلت کی صلاحیت ہے۔ ہائی آپریٹنگ فریکوئنسی کی حالت کے تحت، صرف تیز رفتار فوٹو الیکٹرک تنہائی انٹرفیس سرکٹ ڈیٹا ٹرانسمیشن کی ضروریات کو پورا کرسکتا ہے۔

بعض اوقات، ہائی وولٹیج اور ہائی کرنٹ کے کنٹرول کو محسوس کرنے کے لیے، ہمیں ان ٹی ٹی ایل یا سی ایم او ایس سرکٹس کو کم سطح اور کم کرنٹ کے ساتھ جوڑنے کے لیے آپٹیکل آئسولیشن انٹرفیس سرکٹ کو ڈیزائن اور استعمال کرنا چاہیے جیسا کہ اوپر بتایا گیا ہے، کیونکہ ان پٹ لوپ اور آؤٹ پٹ لوپ آپٹیکل آئسولیشن انٹرفیس کئی ہزار وولٹ کا ہائی وولٹیج برداشت کر سکتا ہے، جو عام ایپلی کیشنز کے لیے کافی ہے۔

اس کے علاوہ، آپٹیکل آئسولیشن انٹرفیس کے ان پٹ پارٹ اور آؤٹ پٹ حصے کو بالترتیب خود مختار پاور سپلائی کو اپنانا چاہیے، بصورت دیگر، بجلی کا کنکشن اب بھی موجود رہے گا، جسے تنہائی نہیں کہا جاتا ہے۔

اس کی برقی تنہائی کی خصوصیات اچھی ہیں، لیکن اجازت شدہ سگنل بینڈوڈتھ محدود ہے۔ مثال کے طور پر، ٹرانسفارمر کپلنگ، اس کی پاور ٹرانسمیشن کی کارکردگی بہت زیادہ ہے، اور اس کی آؤٹ پٹ پاور بنیادی طور پر اس کی ان پٹ پاور کے قریب ہے۔ لہذا، ایک سٹیپ اپ ٹرانسفارمر کے لیے، اس میں زیادہ آؤٹ پٹ وولٹیج ہو سکتا ہے، لیکن یہ صرف کم کرنٹ دے سکتا ہے۔

اس کے علاوہ، ٹرانسفارمر کی اعلی تعدد اور کم تعدد کی خصوصیات پر امید نہیں ہیں، لیکن اس کی سب سے بڑی خصوصیت یہ ہے کہ یہ رکاوٹ کی تبدیلی کا احساس کر سکتا ہے۔ جب مناسب طریقے سے مماثل ہو تو، لوڈ کافی طاقت حاصل کر سکتا ہے. لہذا، پاور ایمپلیفائر سرکٹ کے ڈیزائن میں ٹرانسفارمر کا کپلنگ انٹرفیس بہت مشہور ہے۔