Способ трассировки печатных проводников с дополнительным диэлектриком для цепей с резервированием

Способ трассировки печатных проводников с дополнительным диэлектриком для цепей с резервированием

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к конструированию печатных плат, конкретно - к способам их трассировки.

Наиболее близким по техническому решению является выбранный за прототип обычный способ резервирования на печатной плате, когда резервируемая схема размещена на одном участке печатной платы, а резервирующая - на соседнем.

Недостатком этого способа является отсутствие полезных взаимных влияний, в частности, за счет электромагнитных связей между резервируемым и резервным проводниками резервируемой и резервной цепей во время работы одной их них.

Предлагается способ трассировки печатных проводников с дополнительным диэлектриком для цепей с резервированием, включающий трассировку резервируемых и резервных проводников с опорным проводником в виде отдельного слоя, отличающийся тем, что резервируемая и резервная цепи имеют один опорный проводник, резервируемые и резервные проводники одноименных цепей прокладываются парами, параллельно друг другу, на одном слое, с минимально технологически допустимым зазором между резервируемым и резервным проводниками, вдоль которых этот зазор заполняется материалом с относительной диэлектрической проницаемостью, большей, чем у материала подложки печатной платы.

Техническим результатом является уменьшение восприимчивости резервируемой цепи к внешним кондуктивным эмиссиям и уменьшение уровня кондуктивных эмиссий от резервируемой цепи. В случае выхода из строя резервируемой цепи в резервной цепи будет достигаться аналогичный технический результат.

Технический результат достигается за счет того, что помеховый импульс, длительность которого меньше разности задержек четной и нечетной мод в структуре связанной линии, образованной парой проводников резервируемой и резервной цепей, подвергается разложению на импульсы меньшей амплитуды, а помеха на заданной частоте может значительно ослабляться за счет резонансов.

Достижимость технического результата продемонстрирована на примере распространения импульсной помехи с ЭДС 2 В и длительностями фронтов и плоской вершины по 100 пс в структуре связанных линий длиной 1 м (фиг. 1). Геометрические параметры проводников структуры: d=w=300 мкм, s=100 мкм, t=65 мкм. Толщина диэлектрической подложки h=510 мкм, относительная диэлектрическая проницаемость подложки ε_r1=4,2, диэлектрическое заполнение вокруг структуры - воздух (ε_r=1). Изменение значения диэлектрического заполнения зазора между трассами (фиг. 2) влияет на разность погонных задержек нечетной и четной мод структуры (Δτ), позволяя увеличить ее значение от 0,8 нс/м при ε_r2=1 до нуля при ε_r2=4,2, а при ε_r2>ε_r1 до 4 нс/м при ε_r2=29. Номинал резисторов R был выбран равным среднему геометрическому волновых сопротивлений четной и нечетной мод.

Импульсная помеха подавалась между резервируемой трассой (активный проводник) и опорным проводником, функцию резервной трассы выполняет пассивный проводник. Результаты квазистатического моделирования временного отклика на ближнем и дальнем концах резервируемой трассы (точки V1 и V3 на фиг. 1б) при ε_r2=29 показывают два импульса разложения с амплитудами 0,4 В (фиг. 3), что в два с половиной раза меньше уровня импульсной помехи (1 В) в начале линии. Разложение импульсной помехи на два импульса меньшей амплитуды (и, как следствие, уменьшение восприимчивости резервируемой цепи к внешним кондуктивным эмиссиям) обусловлено разностью задержек четной и нечетной мод в структуре связанных линий. В случае подачи импульсной помехи между пассивным и опорным проводниками, на дальнем конце активного проводника будет наблюдаться аналогичный временной отклик. Сравнение частотных откликов (фиг. 4) одиночной и связанных микрополосковых линий показывает наличие резонансных частот (спектральных составляющих с нулевой амплитудой), что позволяет значительное ослабление спектральных составляющих вблизи этих частот.

Таким образом, результаты моделирования показывают, что предложенный способ трассировки печатных проводников цепей с резервированием позволяет уменьшить восприимчивость резервируемой цепи к внешним кондуктивным эмиссиям и уменьшить уровень генерируемых кондуктивных эмиссий резервируемой цепью.

Способ трассировки печатных проводников с дополнительным диэлектриком для цепей с резервированием, включающий трассировку резервируемых и резервных проводников с опорным проводником в виде отдельного слоя, отличающийся тем, что резервируемая и резервная цепи имеют один опорный проводник, резервируемые и резервные проводники одноименных цепей прокладываются парами, параллельно друг другу, на одном слое, с минимально технологически допустимым зазором между резервируемым и резервным проводниками, вдоль которых этот зазор заполняется материалом с относительной диэлектрической проницаемостью, большей, чем у материала подложки печатной платы.