Способ удаленной трассировки печатных проводников цепей с однократным модальным резервированием Российский патент 2023 года по МПК H04B15/02 H05K3/00 H05K3/46 

Изобретение относится к конструированию печатных плат, в частности, трассировке их проводников.

Наиболее близким по техническому решению является способ трассировки печатных проводников цепей с резервированием [Патент №2603850. Способ трассировки печатных проводников цепей с резервированием / Газизов Т.Р., Орлов П.Е., Шарафутдинов В.Р., Кузнецова-Таджибаева О.М., Заболоцкий А.М., Куксенко С.П. и Буичкин Е.Н. - МПК H04B15/02 (2006.01) - Заявл. 16.07.2015., №2015129253/07; Опубл. 10.12.2016 в Бюл. №34]. Он обеспечивает помехозащищенность, снижая восприимчивость резервируемой цепи к внешним кондуктивным эмиссиям и уровень кондуктивных эмиссий от резервируемой цепи, за счет модального разложения.

Недостаток данного способа состоит в низкой надежности из-за близкого расположения резервируемого и резервного проводников, вследствие которого опасное механическое воздействие может одновременно повредить и резервируемый, и резервный проводники. Если же их раздвигать, то модальное разложение пропадает.

Предлагается способ трассировки печатных проводников цепей с резервированием, включающий трассировку резервируемых и резервных проводников с единым опорным проводником, при котором резервируемый и резервный проводники одноименных цепей прокладываются парами, параллельно друг другу, на одной стороне, отличающийся тем, что над резервным и резервируемым проводниками одноименных цепей располагается связывающий их проводник так, что он имеет обеспечивающую модальное разложение электромагнитную связь с этими проводниками и соединяется на концах с опорным проводником.

Техническим результатом является повышение надежности, при сохранении помехозащищенности за счет модального разложения. Он достигается за счет физической защиты связывающим проводником резервного и резервируемого проводников одноименных цепей от опасности механического повреждения и за счет удаления резервного и резервируемого проводников одноименных цепей друг от друга, исключающего опасность одновременного повреждения обоих проводников.

Для демонстрации достижения технического результата выполнено моделирование временного отклика на сверхширокополосное (СШП) помеховое воздействие. Моделирование выполнено с помощью квазистатического подхода. Детально вычисление временного отклика на воздействие импульса описано, например, в пункте 1.2.1 монографии [Заболоцкий А.М., Газизов Т.Р. Временной отклик многопроводных линий передачи. Томск: Томский государственный университет, 2007. 152 с.]. В качестве СШП помехового воздействия используется импульс с ЭДС 2 В и длительностью нарастания, спада и плоской вершины по 100 пс.

На фиг. 1а приведена принципиальная схема прототипа. Структура состоит из трех проводников. Первый (активный резервируемый (А)) проводник на одном конце соединен с источником, представленным на схеме идеальным источником э.д.с. Е и внутренним сопротивлением R1, а на другом - с нагрузкой, представленной сопротивлением R2. Начало второго (пассивный резервный (П)) проводника подключено к схемной земле через резистор R3, а конец - через R4. Третий проводник (опорный (О)), представляет собой общую схемную землю. Номинал всех резисторов равен 50 Ом. На фиг. 1б приведено поперечное сечение для прототипа. Геометрические параметры проводников структуры: d=w=0,3 мм, s=10 мм, h=0,51 мм, t=0,065 мм. Относительная диэлектрическая проницаемость подложки ε_r=10. Длина структуры l=1 м.

Результаты моделирования во временной области для прототипа, при подаче СШП-помехи на активный проводник устройства приведены на фиг. 2, где формы напряжения на входе активного проводника (ВХ) обозначены пунктиром, на выходе (ВЫХ) - сплошной линией, полужирными линиями - при s=0,1 мм, а тонкими - при s=10 мм. При s=0,1 мм на выходе наблюдаются два импульса разложения с разницей задержек около 1,5 нс и амплитудами 500 мВ, в то время как при s=10 мм - только один импульс с амплитудой 1000 мВ. Таким образом, при расстоянии s=10 мм между резервируемым и резервным проводниками модальное разложение СШП-помехи не выполняется.

На фиг. 3а приведена принципиальная схема для заявленного способа. В отличие от прототипа структура имеет четвертый (дополнительный связывающий (С)) проводник, который располагается над резервируемым и резервным проводниками и соединен с обоих концов со схемной землей. На фиг. 3б приведено поперечное сечение для предлагаемого способа. Геометрические параметры проводников структуры: w₁=10,6 мм, h₁=0,51 мм (значения параметров, совпадающих с прототипом, такие же).

Результаты моделирования во временной области для заявленного способа, при подаче СШП-помехи на активный проводник устройства приведены на фиг. 4, где формы напряжения на входе проводника (ВХ) обозначены пунктиром, на выходе (ВЫХ) - сплошной линией, полужирными линиями - при s=0,1 мм, а тонкими - при s=10 мм. При s=0,1 мм на выходе наблюдаются 3 импульса разложения с амплитудами 50, 470 и 435 мВ, а при s=10 мм - 31, 500 и 465 мВ.

Как видно, модальное разложение с уменьшением амплитуды примерно в 2 раза и, как следствие, уменьшение восприимчивости резервируемой цепи к внешним кондуктивных эмиссиям сохраняется даже при удалении проводников друг от друга. В результате, исключается опасность одновременного повреждения обоих проводников. Кроме того, дополнительный проводник физически защищает резервный и резервируемый проводники одноименных цепей от опасности механического повреждения. Таким образом, повышается надежность при сохранении помехозащищенности за счет модального разложения, то есть достигается технический результат.

Изобретение относится к конструированию печатных плат, в частности, трассировке их проводников. Технический результат - повышение надежности при сохранении помехозащищенности за счет модального разложения за счет физической защиты связывающим проводником резервного и резервируемого проводников одноименных цепей от опасности механического повреждения и за счет удаления резервного и резервируемого проводников одноименных цепей друг от друга, исключающего опасность одновременного повреждения обоих проводников. Технический результат достигается тем, что способ трассировки печатных проводников цепей с резервированием включает трассировку резервируемых и резервных проводников с единым опорным проводником. Резервируемый и резервный проводники одноименных цепей прокладываются парами, параллельно друг другу, на одной стороне. Над резервным и резервируемым проводниками одноименных цепей располагается связывающий их проводник так, что он имеет обеспечивающую модальное разложение электромагнитную связь с этими проводниками и соединяется на концах с опорным проводником. 4 ил.

Способ трассировки печатных проводников цепей с резервированием, включающий трассировку резервируемых и резервных проводников с единым опорным проводником, при котором резервируемый и резервный проводники одноименных цепей прокладываются парами, параллельно друг другу, на одной стороне, отличающийся тем, что над резервным и резервируемым проводниками одноименных цепей располагается связывающий их проводник так, что он имеет обеспечивающую модальное разложение электромагнитную связь с этими проводниками и соединяется на концах с опорным проводником.