Способ компоновки печатных плат для цепей с резервированием

Способ компоновки печатных плат для цепей с резервированием

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к конструированию печатных плат, конкретно к способам их компоновки.

Наиболее близким по техническому решению является выбранный за прототип способ компоновки с резервированием, когда резервируемая схема размещается на одной печатной плате (резервируемой), а резервирующая - на другой (резервной), причем платы располагаются произвольно относительно друг друга [Комнатное М.Е., Газизов Т.Р., Дементьев А.С. Эффективность экранирования унифицированных электронных модулей. Известия вузов. Физика - 2012, - Том 55. №7/2. С. 89-92].

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 компоновки печатных плат, включающий взаимное расположение резервируемой и резервной плат, компоновку и трассировку резервируемой и резервной плат. Способ отличается тем, что опорный проводник выполнен в виде отдельных слоев на резервируемой и резервной платах, резервируемая и резервная платы склеиваются слоем диэлектрика с относительной диэлектрической проницаемостью большей, чем у диэлектрических подложек резервируемой и резервной плат, соответствующие друг другу трассы резервируемой и резервной цепей расположены параллельно и друг под другом в склеивающем слое диэлектрика, резервируемые и резервные радиоэлектронные компоненты размещаются на противоположных склеиваемым сторонах резервируемой и резервной печатных плат.

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 и опорными проводниками, выполненными в виде плоскости, 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 B и длительностями фронтов и плоской вершины по 100 пс в структуре связанных линий длиной 1 м (фиг. 1). Геометрические параметры проводников структуры: w=300 мкм, t=65 мкм. Толщина слоя диэлектрика h=510 мкм, толщина подложки h₁=200 мкм, относительная диэлектрическая проницаемость слоя диэлектрика ε_r2=29, относительная диэлектрическая проницаемость подложки плат ε_r1=5. Разность значений относительного диэлектрического заполнения подложек плат и слоя диэлектрика влияет на разность погонных задержек нечетной и четной мод структуры (Δτ), которая для данной структуры составляет 6,5 нс/м (фиг. 2). Номинал всех резисторов выбран равным среднему геометрическому волновых сопротивлений четной и нечетной мод связанной линии.

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 V2 и V4 на фиг. 1б) показывают два импульса разложения с амплитудами 0,4 B (фиг. 3), что в 2,5 раза меньше уровня импульсной помехи (1 B) 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 структуры, образованной данным способом компоновки печатных плат. 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 связанной 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 компоновки позволяет уменьшить восприимчивость резервируемой цепи к внешним кондуктивным эмиссиям и уменьшить уровень генерируемых кондуктивных эмиссий резервируемой цепью.

Способ компоновки печатных плат, включающий взаимное расположение резервируемой и резервной плат, компоновку и трассировку резервируемой и резервной плат, отличающийся тем, что опорный проводник выполнен в виде отдельных слоев на резервируемой и резервной платах, резервируемая и резервная платы склеиваются слоем диэлектрика с относительной диэлектрической проницаемостью большей, чем у диэлектрических подложек резервируемой и резервной плат, соответствующие друг другу трассы резервируемой и резервной цепей расположены параллельно и друг под другом в склеивающем слое диэлектрика, резервируемые и резервные радиоэлектронные компоненты размещаются на противоположных склеиваемым сторонах резервируемой и резервной печатных плат.