RU2587535C1

RU2587535C1 - Device for controlling level of conductive emissions

Info

Publication number: RU2587535C1
Application number: RU2014151794/28A
Authority: RU
Inventors: Павел Евгеньевич Орлов; Тальгат Рашитович Газизов; Александр Михайлович Заболоцкий
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2016-06-20

Abstract

FIELD: control equipment.

SUBSTANCE: invention can be used for monitoring the level of conductive emissions in transmission lines. This invention consists in the fact that device monitoring the level of conductive emissions in transmission line includes a control unit intended for coordination of operations, receiving unit, processing unit intended for processing signals, controlled transmission line, outer conductors, which form with controlled transmission line a resultant structure in non-uniform dielectric that excited modes propagate in the structure with unequal delays, receiving unit receives signals from both ends of all external conductors.

EFFECT: technical result consists in the possibility of monitoring the level of conductive emissions with increased sensitivity.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, конкретно - к устройствам контроля уровня кондуктивных эмиссий в линиях передачи.The invention relates to measuring equipment, and in particular to devices for monitoring the level of conducted emissions in transmission lines.

Наиболее близким по техническому решению является выбранное за прототип устройство обнаружения импульсов в многопроводных линиях передач (патент РФ на изобретение №2456588), применяемое для обнаружения импульсных сигналов в многопроводных линиях передачи, содержащее блок управления, предназначенный для координации работ узлов, входящих в состав устройства, генератор импульсов, соединенный с подключаемой (контролируемой) линией, приемный блок, блок обработки, предназначенный для обработки сигналов, подключаемую линию, внешние проводники, образующие с подключаемой линией такую результирующую структуру в неоднородном диэлектрическом заполнении, что возбуждаемые импульсами моды распространяются в структуре с неравными задержками, причем минимальная разность этих задержек больше длительности импульса, отличающееся тем, что генератор импульсов не имеет связи с блоком управления, приемный блок принимает сигналы с конца по крайней мере одного из внешних проводников.The closest technical solution is the selected for the prototype device for detecting pulses in multi-wire transmission lines (RF patent for the invention No. 2456588), used to detect pulse signals in multi-wire transmission lines, containing a control unit designed to coordinate the work of the nodes included in the device, a pulse generator connected to a connected (controlled) line, a receiving unit, a processing unit for processing signals, a connected line, external conductor forming a resulting structure with a connected line in an inhomogeneous dielectric filling such that the modes excited by the pulses propagate in the structure with unequal delays, the minimum difference of these delays being longer than the pulse duration, characterized in that the pulse generator does not communicate with the control unit, the receiving unit receives signals from the end of at least one of the external conductors.

Недостатком этого устройства является наличие генератора импульса в составе устройства.The disadvantage of this device is the presence of a pulse generator in the device.

Структурная схема предлагаемого устройства приведена на фиг. 1.The block diagram of the proposed device is shown in FIG. one.

Устройство контроля уровня кондуктивных эмиссий в линии передачи, содержащее блок управления (1), предназначенный для координации работ узлов, входящих в состав устройства, приемный блок (2), блок обработки (3), предназначенный для обработки сигналов, контролируемую линию передачи (4), внешние проводники (5), образующие с контролируемой линией передачи такую результирующую структуру в неоднородном диэлектрическом заполнении, что возбуждаемые моды распространяются в структуре с неравными задержками, отличающееся тем, что приемный блок принимает сигналы с обоих концов всех внешних проводников.A device for monitoring the level of conducted emissions in a transmission line, containing a control unit (1), designed to coordinate the work of the nodes included in the device, a receiving unit (2), a processing unit (3), designed to process signals, a controlled transmission line (4) , external conductors (5), forming, with a controlled transmission line, such a resulting structure in an inhomogeneous dielectric filling that the excited modes propagate in the structure with unequal delays, characterized in that the receiving unit AET signals at both ends of the outer conductors.

Техническим результатом является устройство, позволяющее производить контроль уровня кондуктивных эмиссий с увеличенной чувствительностью в области резонансов структуры.The technical result is a device that allows you to control the level of conducted emissions with increased sensitivity in the resonance region of the structure.

Поставленная задача решена за счет того, что контролируемый проводник имеет достаточно сильные электрические и магнитные связи с внешними проводниками, выполняющими функцию датчика, и информацию о сигналах в контролируемом проводнике можно получать по форме перекрестных помех (наводок) на ближнем и дальнем концах внешних проводников.The problem is solved due to the fact that the monitored conductor has sufficiently strong electrical and magnetic connections with external conductors that perform the function of the sensor, and information about the signals in the monitored conductor can be obtained in the form of crosstalk (interference) at the near and far ends of the external conductors.

Принцип работы устройства контроля уровня кондуктивных эмиссий продемонстрирован на примере квазистатического моделирования трехпроводной структуры печатной платы. Принципиальная схема моделируемой структуры (отрезка трехпроводной линии передачи длиной 1 см с резисторами на концах проводников) и геометрическая модель поперечного сечения печатной платы приведены на фиг. 2. Рассмотрим воздействие между трассой среднего слоя и металлическим основанием, поскольку именно так распространяется волна тока или напряжения в трассе питания, схемной земли, а также любой сигнальной трассе. Для контроля уровня кондуктивных эмиссий в контролируемой линии используются внешние проводники в местах сильной связи: над и под контролируемым проводником.The principle of the conductive emission level control device is demonstrated by the example of quasistatic modeling of a three-wire circuit board structure. A schematic diagram of the simulated structure (a 1-cm long three-wire transmission line with resistors at the ends of the conductors) and a geometric model of the cross section of the printed circuit board are shown in FIG. 2. Consider the effect between the middle layer path and the metal base, since this is how the current or voltage wave propagates in the power path, circuit ground, as well as any signal path. To control the level of conducted emissions in a controlled line, external conductors are used in places of strong communication: above and below the controlled conductor.

Сопротивления резисторов на концах контролируемой линии принимались равными R₂=R₅=60 Ом (по значению диагонального элемента матрицы импедансов, соответствующего проводнику 2), амплитуда синусоидальной ЭДС генератора - 1 В, что дает амплитуду напряжения V3 около 0,5 В (здесь и далее на графиках запись типа V3 обозначает напряжение в узле 3 на схеме). Частотные отклики в диапазоне от 1 МГц до 10 ГГц при сопротивлениях резисторов, имитирующих входной импеданс приемного блока, на обоих концах внешних проводников R₁=R₄=R₅=R₆=60; 600; 6000 Ом приведены на фиг. 3. Результаты показывают, что увеличение сопротивлений резисторов на обоих концах внешних проводников приводит к росту уровня перекрестных помех во всем рассматриваемом частотном спектре. Примечательно, что их уровень может быть почти таким же, как уровень сигнала в активной линии, причем в широком диапазоне частот. Увеличение чувствительности в несколько раз обеспечивается за счет ярко выраженных резонансных явлений (в данном случае в полосе частот 6,5…9 ГГц на фиг. 3в). Наличие более одного внешнего проводника позволяет получить максимальную чувствительность путем съема сигнала с того внешнего проводника, который обеспечивает резонанс в требуемой частотной области. Кроме того, из фиг. 2б видно, что возможность снимать сигнал с начала или конца внешнего проводника также позволяет увеличить чувствительность устройства.The resistance of the resistors at the ends of the controlled line was taken equal to R ₂ = R ₅ = 60 Ohms (by the value of the diagonal element of the impedance matrix corresponding to conductor 2), the amplitude of the sinusoidal EMF of the generator is 1 V, which gives the voltage amplitude V3 of about 0.5 V (here and further on the graphs, a record of type V3 denotes the voltage in node 3 in the diagram). Frequency responses in the range from 1 MHz to 10 GHz with resistors that simulate the input impedance of the receiving unit at both ends of the external conductors R ₁ = R ₄ = R ₅ = R ₆ = 60; 600; 6000 ohms are shown in FIG. 3. The results show that an increase in the resistors at both ends of the external conductors leads to an increase in the level of crosstalk in the entire frequency spectrum under consideration. It is noteworthy that their level can be almost the same as the signal level in the active line, and in a wide frequency range. The increase in sensitivity by several times is provided due to pronounced resonance phenomena (in this case, in the frequency band of 6.5 ... 9 GHz in Fig. 3c). The presence of more than one external conductor allows you to obtain maximum sensitivity by picking up a signal from that external conductor that provides resonance in the desired frequency domain. In addition, from FIG. 2b shows that the ability to remove the signal from the beginning or end of the external conductor also allows you to increase the sensitivity of the device.

Таким образом, результаты моделирования показывают возможность создания устройства контроля уровня кондуктивных эмиссий на основе трасс, расположенных в слоях печатных плат. При задании требований по полосе частот, чувствительности и другим параметрам возможно создание конструкций устройств, удовлетворяющих этим требованиям.Thus, the simulation results show the possibility of creating a device for monitoring the level of conductive emissions based on traces located in the layers of printed circuit boards. When setting requirements for the frequency band, sensitivity and other parameters, it is possible to create device designs that satisfy these requirements.

Claims

A device for monitoring the level of conducted emissions in a transmission line, comprising a control unit for coordinating the operation of the units included in the device, a receiving unit, a processing unit for processing signals, a controlled transmission line, external conductors forming such a resulting structure with a controlled transmission line in a non-uniform dielectric filling, that the excited modes propagate in the structure with unequal delays, characterized in that the receiving unit receives the signal s at both ends of all external conductors.