RU2603850C1

RU2603850C1 - Method of routing printed conductors of circuits with redundancy

Info

Publication number: RU2603850C1
Application number: RU2015129253/07A
Authority: RU
Inventors: Тальгат Рашитович Газизов; Павел Евгеньевич Орлов; Виталий Расимович Шарафутдинов; Ольга Михайловна Кузнецова-Таджибаева; Александр Михайлович Заболоцкий; Сергей Петрович Куксенко; Евгений Николаевич Буичкин
Priority date: 2015-07-16
Filing date: 2015-07-16
Publication date: 2016-12-10

Abstract

FIELD: printing.

SUBSTANCE: invention relates to making printed circuit boards, more specifically to methods of their routing. For this purpose, the method of routing printed conductors of circuits with redundancy involves routing of reserved and backup conductors with a reference conductor in the form of a separate layer, herewith the reserved and the backup circuits have the same reference conductor, reserved and backup conductors of similar circuits are laid in pairs, parallel to each other, on the same layer, with a minimum technologically tolerable gap between the reserved and the backup conductors.

EFFECT: technical result is reduction of susceptibility of the backup circuit to external conductive emissions and reduction of conductive emissions level from the backup circuit.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к конструированию печатных плат, конкретно - к способам их трассировки.The invention relates to the design of printed circuit boards, and in particular to methods for tracing them.

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.The closest technical solution is the conventional prototype method selected for the prototype on the printed circuit board, when the redundant circuit is located on one section of the circuit board, and the backup circuit is located on the adjacent one.

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.The disadvantage of this method is the lack of useful mutual influences, in particular due to electromagnetic links between the redundant and backup conductors of the redundant and backup circuits during operation of one of them.

Предлагается способ трассировки печатных проводников 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.A method for tracing printed conductors of redundant circuits is proposed, which includes redundant and redundant conductors with a reference conductor in a separate layer, characterized in that the redundant and redundant circuits have one supporting conductor, redundant and redundant conductors of the same circuit are laid in pairs, parallel to each other, on one layer, with the minimum technologically permissible gap between the redundant and redundant conductors.

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.The technical result is a decrease in the susceptibility of the reserved circuit to external conducted emissions and a decrease in the level of conducted emissions from the reserved circuit. In case of failure of the redundant circuit in the backup circuit, a similar technical result will be achieved.

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.The technical result is achieved due to the fact that the interference pulse, the duration of which is less than the delay difference between the even and odd modes in the structure of the coupled line formed by a pair of conductors of the reserved and backup circuits, is decomposed into pulses of smaller amplitude, and the interference at a given frequency can be significantly attenuated due to resonances.

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_r=10, диэлектрическое заполнение вокруг структуры - воздух (ε_r=1). При этих параметрах вычисленная разность погонных задержек четной и нечетной мод составляет около 1,2 нс/м. Номинал резисторов R был выбран равным среднему геометрическому волновых сопротивлений четной и нечетной мод.Achievability of the technical result is demonstrated by the example of the propagation of impulse noise with a 2 V EMF and durations of fronts and flat tops of 100 ps in the structure of connected lines 1 m long (Fig. 1). The geometric parameters of the structure conductors: d = w = 300 μm, s = 100 μm, t = 65 μm. The thickness of the dielectric substrate is h = 510 μm, the relative dielectric constant of the substrate is ε _r = 10, and the dielectric filling around the structure is air (ε _r = 1). With these parameters, the calculated difference in linear delays of the even and odd modes is about 1.2 ns / m. The value of the resistors R was chosen equal to the geometric mean of the wave impedances of the even and odd modes.

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) показывают два импульса разложения с амплитудами 0,5 B (фиг. 2), что в два 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 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. 3) одиночной и связанных микрополосковых линий показывает наличие резонансных частот (спектральных составляющих с нулевой амплитудой), что позволяет значительное ослабление спектральных составляющих вблизи этих частот.The impulse noise was supplied between the redundant path (active conductor) and the reference conductor, the passive conductor performs the function of the backup path. The results of quasistatic modeling of the temporal response at the near and far ends of the reserved path (points V1 and V3 in Fig. 1b) show two decomposition pulses with amplitudes of 0.5 V (Fig. 2), which is half the level of impulse noise (1 B) at the beginning of the line. The decomposition of impulse noise into two pulses of smaller amplitude (and, as a consequence, a decrease in the susceptibility of the reserved circuit to external conducted emissions) is caused by the difference in the delays of the even and odd modes in the structure of coupled lines. In the case of impulse noise between the passive and reference conductors, a similar time response will be observed at the far end of the active conductor. A comparison of the frequency responses (Fig. 3) of a single and coupled microstrip lines shows the presence of resonant frequencies (spectral components with zero amplitude), which allows a significant attenuation of the spectral components near these frequencies.

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.Thus, the simulation results show that the proposed method for tracing printed conductors of circuits with redundancy reduces the susceptibility of the redundant circuit to external conducted emissions and reduces the level of generated conducted emissions of the redundant circuit.

Claims

A method of tracing redundant printed circuit conductors, including redundant and redundant conductors with a reference conductor in a separate layer, characterized in that the redundant and redundant circuits have one supporting conductor, redundant and redundant conductors of the same circuit are laid in pairs, parallel to each other, on one a layer with a minimally technologically acceptable gap between the redundant and redundant conductors.