Изобретение относится к конструированию печатных плат, конкретно к способам их резервирования.
Радиоэлектронная аппаратура (РЭА) все больше проникает в жизнь общества. При недостаточном внимании к повышению надежности и помехозащищенности РЭА общество становится все более зависимым от нее. Это создает неудобства и проблемы для обычной РЭА и совершенно недопустимо для РЭА, например в транспортной, атомной и военной отраслях.
Широко известным и распространенным путем повышения надежности является холодное резервирование, когда при выходе из строя функционирующей цепи подается питание на другую, и функционирует уже она. При штатной работе РЭА резервные устройства не используются, но кратно увеличивают массу, размеры и стоимость РЭА. Защита от кондуктивных воздействий обычно достигается за счет включения помехозащитных устройств, а от излучаемых- за счет экранирования, что также увеличивает массу, размеры и стоимость РЭА, но часто неприемлемо: например, в космических аппаратах, подводных лодках и при массовом производстве соответственно. Таким образом, актуально повышение надежности и помехозащищенности РЭА за счет поиска новых способов для этого. В этой связи показательна работа [Новый способ трассировки печатных проводников цепей с резервированием / Т.Р. Газизов, П.Е. Орлов, A.M. Заболоцкий, Е.Н. Буичкин // Доклады ТУСУР. - 2015. - №3 - С. 129-131], в которой впервые предложено объединить резервирование и модальную фильтрацию в единое целое, на основе чего предложен и обоснован новый способ трассировки печатных трасс для цепей с резервированием, позволяющий повысить помехозащищенность РЭА.
Широкий ряд способов предназначен для 1-кратного резервирования межсоединений (резервируемое и резервирующее), а между тем в критичных приложениях может требоваться более высокая надежность. Для этого предложен способ 3-кратного резервирования межсоединений (резервируемое и три резервирующих) [Пат. 2663230 РФ МПК Н04В 15/02. Способ трехкратного резервирования цепей в многослойных печатных платах / Т.Р. Газизов, П.Е. Орлов, В.Р. Шарафутдинов. - №2017113045/07; заявл. 14.04.2017, опубл. 02.08.2018. Бюл. №22. - 3 с.]. Он предназначен для многослойных печатных плат и нереализуем на двусторонних печатных платах (ДПП). Между тем удорожание из-за 3-кратного резервирования актуально компенсировать, если не полностью, то частично, что можно сделать за счет простоты конструкции и дешевизны изготовления ДПП.
Наиболее близким по техническому решению является выбранный за прототип способ резервирования, который пригоден для ДПП [Патент РФ на изобретение №2603843. Газизов Т.Р., Орлов П.Е., Шарафутдинов В.Р., Кузнецова-Таджибаева О.М., Заболоцкий A.M., Куксенко С.П., Буичкин Е.Н. Способ резервирования для печатных плат. Заявка №2015137547. Приоритет изобретения 02.09.2015. Опубликовано: 10.12.2016 Бюл. №34]. Но его недостатками являются однократность резервирования, невозможность компоновки и трассировки резервной цепи в том же слое, что и резервируемой цепи, незначительное уменьшение восприимчивости резервируемой цепи к внешним кондуктивным воздействиям.
Предлагается способ резервирования цепей, включающий компоновку и трассировку резервируемой и резервной цепей, так что компоновка и трассировка резервируемой цепи выполняются на верхнем слое подложки, сигнальные проводники выполняются за счет зазоров в опорной проводящей пластине, а компоновка и трассировка резервной цепи выполняются на нижнем слое подложки зеркально верхнему слою, резервируемые и резервные сигнальные проводники одноименных цепей располагаются друг под другом, а оставшиеся проводники электрически соединяются друг с другом, отличающийся тем, что сигнальные одноименные цепи прокладываются двумя парами, параллельно друг другу, на верхнем и нижнем слоях, причем пара верхнего слоя расположена зеркально нижнему слою, так что в качестве резервируемого проводника может выступать любой из четырех проводников, а другие три проводника будут являться для него резервными.
Техническим результатом является возможность 3-кратного резервирования, компоновки и трассировки резервной цепи в том же слое, что и резервируемой цепи, и уменьшения восприимчивости резервируемой цепи к внешним кондуктивным воздействиям.
Технический результат достигается за счет того, что помеховый импульс, длительность которого меньше минимальной разности задержек в структуре многопроводной линии передачи, образованной резервируемой и резервными цепями, подвергается модальным искажениям: разложению на импульсы меньшей амплитуды (при рассмотрении во временной области).
Достижимость технического результата продемонстрирована на примере распространения импульса с ЭДС 2 В с длительностями фронта, спада и плоской вершины по 100 пс в структуре длиной 1 м. Геометрические параметры поперечного сечения (фиг. 1а) структуры: w=0,185 мм, w1=100 мм, s=0,315 мм, d=0,630 мм, t=0,035 мм. Толщина диэлектрической подложки h=0,5 мм; диэлектрическая проницаемость подложки εr=4,5. Номинал резисторов R1-R8 (фиг. 1б) взят равным (R=132 Ом) диагональным значениям (они одинаковы) матрицы импедансов Z. При моделировании опорным проводником полагался один из 4 крайних проводников, тогда как 3 остальных полагались соединенными с ним на концах.
Импульс подавался между резервируемым проводником (А) и одним из опорных (О). Функцию резервных проводников выполняют пассивные (П). Результаты квазистатического моделирования в системе TALGAT [Новые возможности системы моделирования электромагнитной совместимости TALGAT / С.П. Куксенко, A.M. Заболоцкий, А.О. Мелкозеров, Т.Р. Газизов // Доклады ТУСУР. - 2015. - №2 (36). - С. 45-50] временного отклика на ближнем и дальнем концах резервируемого проводника (точки V1 и V5 на фиг. 1б) показывают импульсы разложения с амплитудами около 0,25 В, т.е. ослабление 4 раза по отношению к половине ЭДС (фиг. 1, в), тогда как в прототипе оно 0,5 В, т.е. 2 раза. Разложение импульсной помехи на импульсы меньшей амплитуды (и, как следствие, уменьшение восприимчивости резервируемого проводника к внешним кондуктивным воздействиям) обусловлено разностью задержек мод в структуре. В случае подачи импульсной помехи между любым из пассивных проводников и опорным, на дальнем конце активного проводника будет наблюдаться аналогичный временной отклик.
Таким образом, результаты моделирования показывают, что предложенный способ трехкратного резервирования межсоединений на ДПП позволяет уменьшить восприимчивость к внешним кондуктивным воздействиям.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ТРАССИРОВКИ ДВУХСТОРОННЕЙ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ С МОДАЛЬНЫМ РЕЗЕРВИРОВАНИЕМ И УМЕНЬШЕННЫМ КОЛИЧЕСТВОМ ПРОВОДНИКОВ | 2022 |
|
RU2784710C1 |
СПОСОБ КОМПОНОВКИ ПЕЧАТНЫХ ПРОВОДНИКОВ ДЛЯ ЦЕПЕЙ С МОДАЛЬНЫМ РЕЗЕРВИРОВАНИЕМ | 2020 |
|
RU2751672C1 |
СПОСОБ ТРАССИРОВКИ ПЕЧАТНЫХ ПРОВОДНИКОВ ЦЕПЕЙ ПИТАНИЯ С РЕЗЕРВИРОВАНИЕМ | 2021 |
|
RU2779536C1 |
СПОСОБ СИММЕТРИЧНОЙ ТРАССИРОВКИ СИГНАЛЬНЫХ И ОПОРНЫХ ПРОВОДНИКОВ ЦЕПЕЙ С МОДАЛЬНЫМ РЕЗЕРВИРОВАНИЕМ | 2022 |
|
RU2794739C1 |
СПОСОБ ТРАССИРОВКИ ДВУХСТОРОННЕЙ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ ДЛЯ ЦЕПЕЙ С МОДАЛЬНЫМ РЕЗЕРВИРОВАНИЕМ | 2021 |
|
RU2762336C1 |
СПОСОБ КОМПОНОВКИ ДВУХСТОРОННЕГО ГИБКОГО ПЕЧАТНОГО КАБЕЛЯ С МОДАЛЬНЫМ РЕЗЕРВИРОВАНИЕМ | 2023 |
|
RU2822537C1 |
Способ компоновки печатных проводников с магнитодиэлектрическим покрытием для цепей с трехкратным модальным резервированием | 2022 |
|
RU2798471C1 |
СПОСОБ КОМПОНОВКИ МНОГОСЛОЙНЫХ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ ДЛЯ ЦЕПЕЙ С РЕЗЕРВИРОВАНИЕМ | 2020 |
|
RU2754078C1 |
СПОСОБ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ ДЛЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ | 2015 |
|
RU2603843C1 |
СПОСОБ КОМПОНОВКИ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ПАРЫ ДЛЯ ЦЕПЕЙ С МОДАЛЬНЫМ РЕЗЕРВИРОВАНИЕМ НА ОСНОВЕ ЗЕРКАЛЬНО-СИММЕТРИЧНОЙ ПОЛОСКОВОЙ СТРУКТУРЫ | 2023 |
|
RU2817634C1 |
Изобретение относится к конструированию печатных плат, конкретно к способам их резервирования. Техническим результатом является возможность 3-кратного резервирования, компоновки и трассировки резервной цепи в том же слое, что и резервируемой цепи и уменьшения восприимчивости резервируемой цепи к внешним кондуктивным воздействиям. Для этого способ резервирования цепей включает компоновку и трассировку резервируемой и резервной цепей, так что компоновка и трассировка резервируемой цепи выполняются на верхнем слое подложки, сигнальные проводники выполняются за счет зазоров в опорной проводящей пластине, а компоновка и трассировка резервной цепи выполняются на нижнем слое подложки зеркально верхнему слою, резервируемые и резервные сигнальные проводники одноименных цепей располагаются друг под другом, а оставшиеся проводники электрически соединяются друг с другом, при этом сигнальные одноименные цепи прокладываются двумя парами, параллельно друг другу, на верхнем и нижнем слоях, причем пара верхнего слоя расположена зеркально нижнему слою, так что в качестве резервируемого проводника может выступать любой из четырех проводников, а другие три проводника будут являться для него резервными. 1 ил.
Способ резервирования цепей, включающий компоновку и трассировку резервируемой и резервной цепей, так что компоновка и трассировка резервируемой цепи выполняются на верхнем слое подложки, сигнальные проводники выполняются за счет зазоров в опорной проводящей пластине, а компоновка и трассировка резервной цепи выполняются на нижнем слое подложки зеркально верхнему слою, резервируемые и резервные сигнальные проводники одноименных цепей располагаются друг под другом, а оставшиеся проводники электрически соединяются друг с другом, отличающийся тем, что сигнальные одноименные цепи прокладываются двумя парами, параллельно друг другу, на верхнем и нижнем слоях, причем пара верхнего слоя расположена зеркально нижнему слою, так что в качестве резервируемого проводника может выступать любой из четырех проводников, а другие три проводника будут являться для него резервными.
СПОСОБ ТРЕХКРАТНОГО РЕЗЕРВИРОВАНИЯ ЦЕПЕЙ В МНОГОСЛОЙНЫХ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТАХ | 2017 |
|
RU2663230C1 |
СПОСОБ КОМПОНОВКИ НЕФОРМОВАННЫХ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ КОМПОНЕНТОВ НА ПЕЧАТНЫХ ПЛАТАХ ДЛЯ ЦЕПЕЙ С РЕЗЕРВИРОВАНИЕМ | 2018 |
|
RU2693838C1 |
СПОСОБ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ ДЛЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ | 2015 |
|
RU2603843C1 |
СПОСОБ ТРАССИРОВКИ ПЕЧАТНЫХ ПРОВОДНИКОВ ЦЕПЕЙ С РЕЗЕРВИРОВАНИЕМ | 2015 |
|
RU2603850C1 |
СПОСОБ ТРАССИРОВКИ ПЕЧАТНЫХ ПРОВОДНИКОВ С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМ ДИЭЛЕКТРИКОМ ДЛЯ ЦЕПЕЙ С РЕЗЕРВИРОВАНИЕМ | 2015 |
|
RU2603851C1 |
Способ защиты переносных электрических установок от опасностей, связанных с заземлением одной из фаз | 1924 |
|
SU2014A1 |
Авторы
Даты
2020-12-21—Публикация
2019-11-27—Подача