RU2588603C1 - Устройство защиты от импульсных сигналов с выравниванием амплитуд разложенных импульсов - Google Patents
Устройство защиты от импульсных сигналов с выравниванием амплитуд разложенных импульсов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2588603C1 RU2588603C1 RU2014154086/07A RU2014154086A RU2588603C1 RU 2588603 C1 RU2588603 C1 RU 2588603C1 RU 2014154086/07 A RU2014154086/07 A RU 2014154086/07A RU 2014154086 A RU2014154086 A RU 2014154086A RU 2588603 C1 RU2588603 C1 RU 2588603C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pulses
- amplitudes
- conductors
- decomposed
- equal
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Устройство защиты от импульсных сигналов с выравниванием амплитуд разложенных импульсов относится к электротехнике и используется для защиты аппаратуры от импульсов. Техническим результатом является выравнивание амплитуд разложенных импульсов для обеспечения более совершенной защиты от коротких импульсов с опасно высоким напряжением в линиях передачи, подключаемых к защищаемым цепям. Технический результат достигается за счет, того, что геометрические параметры проводников и диэлектриков, а также относительная диэлектрическая проницаемость диэлектриков, выбираются таким образом, что определяемые этими параметрами погонные задержки четной и нечетной мод распространения поперечной электромагнитной волны не равны друг другу, а также за счет того, что значение сопротивлений равно среднегеометрическому значению волновых сопротивлений четной и нечетной мод, что приведет к выравниванию амплитуд импульсов разложения, а значит, к уменьшению максимальной из этих амплитуд. 2 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты электронной аппаратуры, преимущественно критичной к воздействию помех, передающихся по проводникам.
В настоящее время для защиты от коротких импульсов с опасно высоким напряжением в линиях передачи применяют электронные компоненты. Но включаемые на входе аппаратуры мощные защитные приборы обладают недостаточным быстродействием, делая защиту от коротких импульсов не соответствующей паспортным данным приборов, а быстродействующие защитные приборы обладают недостаточной мощностью, делая защиту от мощных импульсов ненадежной, что оставляет нерешенной проблему защиты аппаратуры простыми средствами. В результате современные защитные электронные компоненты либо перегорают от воздействия мощных коротких импульсов с опасно высоким напряжением, либо не успевают срабатывать и защищаемая аппаратура выходит из строя.
Наиболее близким к заявляемому устройству является «Устройство защиты от импульсных сигналов» [Газизов Т.Р., Заболоцкий A.M., Бевзенко И.Г., Самотин И.Е., Орлов П.Е., Мелкозеров А.О., Газизов Т.Т., Куксенко С.П., Костарев И.С., патент на изобретение 2431897, дата публикации: 2011.10.20], выбранное за прототип, состоящее из трех параллельных проводников в диэлектрическом заполнении с равными расстояниями между ними, расположенными на одной стороне диэлектрической подложки или с расположением центрального проводника на обратной ее стороне, так, что в поперечном сечении устройства проводники одинаковы, имеют прямоугольную форму, а их длина выбрана так, что разность полных задержек четной и нечетной мод, возбуждаемых импульсным сигналом, больше его длительности, вторым проводником структуры является центральный проводник, первый и второй проводники на одном конце устройства электрически соединены с цепью источника импульсных сигналов, а на другом конце - с защищаемой цепью, и из двух резисторов, электрически соединенных со вторым и третьим проводниками на обоих концах устройства.
Недостатком устройства защиты от импульсных сигналов является то, что устройство не обеспечивает выравнивание импульсов на выходе устройства, тем самым ухудшая коэффициент ослабления, поскольку он определяется по максимальной амплитуде импульсов на выходе.
Предлагается устройство защиты от импульсных сигналов с выравниванием амплитуд разложенных импульсов, состоящее из трех параллельных проводников в диэлектрическом заполнении с равными расстояниями между ними, расположенными на одной стороне диэлектрической подложки или с расположением центрального проводника на обратной ее стороне, так, что в поперечном сечении устройства проводники одинаковы, имеют прямоугольную форму, а их длина выбрана так, что разность полных задержек четной и нечетной мод, возбуждаемых импульсным сигналом, больше его длительности, вторым проводником структуры является центральный проводник, первый и второй проводники на одном конце устройства электрически соединены с цепью источника импульсных сигналов, а на другом конце - с защищаемой цепью, и из двух резисторов, электрически соединенных со вторым и третьим проводниками на обоих концах устройства, отличающееся тем, что цепь источника и защищаемая цепь находятся в тракте с одинаковым волновым сопротивлением, а его значение и значения сопротивления двух резисторов равны среднегеометрическому значению волновых сопротивлений четной и нечетной мод.
Достоинством заявляемого устройства защиты от импульсных сигналов с выравниванием амплитуд разложенных импульсов, в отличие от прототипа, является то, что амплитуды разложенных импульсов равны.
Принцип работы устройства представлен на примере полосковой структуры, поперечное сечение которой представлено на фиг. 1а. Схема заявляемого устройства и его соединений представлена на фиг. 1б. Устройство содержит три параллельных проводника в диэлектрическом заполнении 4 и два резистора 3, 6 (R2, R4). Первый (верхний по схеме) и второй (опорный, представленный обозначением схемной земли) проводники на одном конце устройства электрически соединены с цепью источника импульсных сигналов с длительностями фронтов и плоской вершины по 100 пс и амплитудой 1000 В, представленного на схеме идеальным источником эдс 1 и внутренним сопротивлением 2 (R1). На другом конце устройства эти проводники соединены с защищаемой цепью, представленной на схеме эквивалентным сопротивлением 5 (R3). Два резистора 3, 6 (R2, R4) электрически соединены со вторым (опорным) и третьим (пассивным) проводниками на обоих концах устройства. Параметры поперечного сечения (фиг. 1а) структуры: w=1 мм, d=2 мм, s=0,1 мм, t=105 мкм, h=0,29 мм, εr=5.
Формы сигнала, вычисленные при условии, что значение сопротивления резисторов R равно значению диагональных коэффициентов (Z11=Z22=45,24 Ом) матрицы Z, исходя из результатов работы [Broyde F. A new method for the reduction of crosstalk and echo in multiconductor interconnections / F Broyde, Ε Clavelier // IEEE Transactions on circuits and systems. - February 2005. - Vol. 52, №2. - P. 405-416] представлены на фиг 2a. Получено, что при данном выборе значения R амплитуды разложенных импульсов не равны между собой (237 В и 246 В). Кроме того, если сопротивление резисторов 3 и 6 (R2 и R4) равно 20 Ом, то амплитуды разложенных импульсов равны 277 В и 207 В (фиг 2б), а при 200 Ом - 180 В и 310 В (фиг 2в). Таким образом, для равенства амплитуд необходим другой выбор значения R.
Известно аналитическое выражение для (нормированных к амплитуде эдс) амплитуд импульсов четной и нечетной мод в конце двух связанных линий [YouH., Soma М. Crosstalk Analysis of Interconnection Lines and Packages in High-Speed Integrated Circuits. IEEE Trans, on Circuits and Systems. No. 8. 1990. P. 1019-1026]. В нашем случае оно имеет вид
где
Приравнивание амплитуд импульсов четной и нечетной мод после простых алгебраических преобразований дает
Формы напряжения при R=41,5 Ом, что равно среднегеометрическому значению импедансов четной и нечетной мод, представлены на фиг. 2г (Ze=Z11+Z12=63,3 Ом, Z0=Z11-Z12=27,2 Ом). При разложении получаются импульсы с равными амплитудами (240 В), а амплитуда напряжения в начале активного проводника линии равна половине ЭДС.
Техническим результатом является выравнивание амплитуд разложенных импульсов для обеспечения более совершенной защиты от коротких импульсов с опасно высоким напряжением в линиях передачи, подключаемых к защищаемым цепям. Технический результат достигается за счет того, что геометрические параметры проводников и диэлектриков, а также относительная диэлектрическая проницаемость диэлектриков выбираются таким образом, что определяемые этими параметрами погонные задержки четной и нечетной мод распространения поперечной электромагнитной волны не равны друг другу, а также за счет того, что значение сопротивлений равно среднегеометрическому значению волновых сопротивлений четной и нечетной мод, что приведет к выравниванию амплитуд импульсов разложения, а значит, к уменьшению максимальной из этих амплитуд.
Claims (1)
- Устройство защиты от импульсных сигналов с выравниванием амплитуд разложенных импульсов, состоящее из трех параллельных проводников в диэлектрическом заполнении с равными расстояниями между ними, расположенными на одной стороне диэлектрической подложки или с расположением центрального проводника на обратной ее стороне, так, что в поперечном сечении устройства проводники одинаковы, имеют прямоугольную форму, а их длина выбрана так, что разность полных задержек четной и нечетной мод, возбуждаемых импульсным сигналом, больше его длительности, вторым проводником структуры является центральный проводник, первый и второй проводники на одном конце устройства электрически соединены с цепью источника импульсных сигналов, а на другом конце - с защищаемой цепью, и из двух резисторов, электрически соединенных со вторым и третьим проводниками на обоих концах устройства, отличающееся тем, что цепь источника и защищаемая цепь находятся в тракте с одинаковым волновым сопротивлением, а его значение и значения сопротивлений двух резисторов равны среднегеометрическому значению волновых сопротивлений четной и нечетной мод.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014154086/07A RU2588603C1 (ru) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | Устройство защиты от импульсных сигналов с выравниванием амплитуд разложенных импульсов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014154086/07A RU2588603C1 (ru) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | Устройство защиты от импульсных сигналов с выравниванием амплитуд разложенных импульсов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2588603C1 true RU2588603C1 (ru) | 2016-07-10 |
Family
ID=56370593
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014154086/07A RU2588603C1 (ru) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | Устройство защиты от импульсных сигналов с выравниванием амплитуд разложенных импульсов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2588603C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2767975C1 (ru) * | 2021-06-18 | 2022-03-22 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники» | Меандровая линия с лицевой связью и пассивным проводником, защищающая от сверхкоротких импульсов |
RU2814217C1 (ru) * | 2023-10-19 | 2024-02-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Устройство защиты от импульсных сигналов с выравниванием временных интервалов между импульсами разложения, включая комбинационные |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU79213U1 (ru) * | 2008-07-07 | 2008-12-20 | Тальгат Рашитович Газизов | Устройство воздействия на аппаратуру |
RU2431897C1 (ru) * | 2010-03-09 | 2011-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Твердь" | Устройство для нарушения работы аппаратуры за счет разложения и восстановления импульсов |
AU2013206087A1 (en) * | 2012-06-18 | 2014-01-16 | General Electric Company | Methods and systems for signal fingerprinting |
KR20140083076A (ko) * | 2012-12-20 | 2014-07-04 | 이노넷 주식회사 | Tv 유휴대역에서 다수의 캐리어를 이용하여 초고속 무선 데이터 전송을 위한 시스템 및 방법 |
-
2014
- 2014-12-29 RU RU2014154086/07A patent/RU2588603C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU79213U1 (ru) * | 2008-07-07 | 2008-12-20 | Тальгат Рашитович Газизов | Устройство воздействия на аппаратуру |
RU2431897C1 (ru) * | 2010-03-09 | 2011-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Твердь" | Устройство для нарушения работы аппаратуры за счет разложения и восстановления импульсов |
AU2013206087A1 (en) * | 2012-06-18 | 2014-01-16 | General Electric Company | Methods and systems for signal fingerprinting |
KR20140083076A (ko) * | 2012-12-20 | 2014-07-04 | 이노넷 주식회사 | Tv 유휴대역에서 다수의 캐리어를 이용하여 초고속 무선 데이터 전송을 위한 시스템 및 방법 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2767975C1 (ru) * | 2021-06-18 | 2022-03-22 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники» | Меандровая линия с лицевой связью и пассивным проводником, защищающая от сверхкоротких импульсов |
RU2814217C1 (ru) * | 2023-10-19 | 2024-02-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Устройство защиты от импульсных сигналов с выравниванием временных интервалов между импульсами разложения, включая комбинационные |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Surovtsev et al. | Possibility of protection against UWB pulses based on a turn of a meander microstrip line | |
Surovtsev et al. | Simple method of protection against UWB pulses based on a turn of meander microstrip line | |
RU2607252C1 (ru) | Меандровая микрополосковая линия задержки, защищающая от сверхкоротких импульсов | |
Surovtsev et al. | Pulse decomposition in the turn of meander line as a new concept of protection against UWB pulses | |
RU2606709C1 (ru) | Меандровая линия задержки с лицевой связью, защищающая от сверхкоротких импульсов | |
Samoylichenko et al. | Electrical characteristics of a modal filter with a passive conductor in the reference plane cutout | |
Gazizov et al. | Improved design of modal filter for electronics protection | |
Gazizov et al. | Measurement and simulation of time response of printed modal filters with broad-side coupling | |
Zhechev et al. | Research of the new structure of reflection symmetric modal filter | |
RU2624465C2 (ru) | Четырехпроводная зеркально-симметричная структура, защищающая от сверхкоротких импульсов | |
RU2588603C1 (ru) | Устройство защиты от импульсных сигналов с выравниванием амплитуд разложенных импульсов | |
RU2728327C1 (ru) | Модифицированная микрополосковая линия с улучшенной защитой от сверхкоротких импульсов | |
Belousov et al. | Simulation of the time response in multiconductor microstrip modal filters with separate accounting for losses in conductors and dielectrics | |
RU2691844C1 (ru) | Усовершенствованная меандровая микрополосковая линия задержки, защищающая от электростатического разряда | |
Belousov et al. | Optimization of parameters of multiconductor modal filters for protection against ultrashort pulses | |
Surovtsev et al. | Protection against ultrashort pulses based on a turn of meander microstrip line | |
Nosov et al. | Revealing new possibilities of ultrashort pulse decomposition in a turn of asymmetrical meander delay line | |
RU2431897C1 (ru) | Устройство для нарушения работы аппаратуры за счет разложения и восстановления импульсов | |
RU2748423C1 (ru) | Полосковая структура, защищающая от сверхкоротких импульсов в дифференциальном и синфазном режимах | |
Belousov et al. | Maximization of duration of ultrashort pulse that is completely decomposed in multiconductor modal filters | |
RU2724970C1 (ru) | Меандровая линия задержки с лицевой связью из двух витков, защищающая от сверхкоротких импульсов | |
RU2600098C1 (ru) | Меандровая линия задержки из двух витков, защищающая от сверхкоротких импульсов | |
RU2588014C1 (ru) | Устройство защиты от импульсных сигналов с заданным уровнем их ослабления | |
RU2750393C1 (ru) | Способ трассировки проводников модального фильтра | |
RU2769104C1 (ru) | Меандровая микрополосковая линия с двумя пассивными проводниками, защищающая от сверхкоротких импульсов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171230 |