Способ трассировки печатных проводников с дополнительным диэлектриком для цепей с резервированием
Владельцы патента RU 2603851:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) (RU)
Изобретение относится к конструированию печатных плат, конкретно - к способам их трассировки. Технический результат состоит в уменьшении восприимчивости резервируемой цепи к внешним кондуктивным эмиссиям и уменьшение уровня кондуктивных эмиссий от резервируемой цепи. Для этого способ трассировки печатных проводников с дополнительным диэлектриком для цепей с резервированием включает трассировку резервируемых и резервных проводников с опорным проводником в виде отдельного слоя, при этом 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. 4 ил.
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 εr1=4,2, диэлектрическое заполнение вокруг структуры - воздух (εr=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 εr2=1 до нуля при εr2=4,2, а при εr2>εr1 до 4 нс/м при εr2=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 εr2=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.
