RU2762336C1 - Method for tracing a double-sided printed board for circuits with modular redundancy - Google Patents

Method for tracing a double-sided printed board for circuits with modular redundancy Download PDF

Info

Publication number
RU2762336C1
RU2762336C1 RU2021105511A RU2021105511A RU2762336C1 RU 2762336 C1 RU2762336 C1 RU 2762336C1 RU 2021105511 A RU2021105511 A RU 2021105511A RU 2021105511 A RU2021105511 A RU 2021105511A RU 2762336 C1 RU2762336 C1 RU 2762336C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
conductor
redundant
substrate
tracing
layout
Prior art date
Application number
RU2021105511A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Мария Самойличенко
Тальгат Рашитович Газизов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники» filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники»
Priority to RU2021105511A priority Critical patent/RU2762336C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2762336C1 publication Critical patent/RU2762336C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B15/00Suppression or limitation of noise or interference
    • H04B15/02Reducing interference from electric apparatus by means located at or near the interfering apparatus

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)

Abstract

FIELD: electronics.
SUBSTANCE: invention relates to the design of printed circuit boards, specifically to the methods for PC board tracing. The expected result is achieved by the fact that in the tracing method for a double-sided printed circuit board that protects against USP, including the layout and tracing of the redundant and backup circuits, the layout and tracing of the redundant circuit are performed on the upper layer of the substrate, and the layout and tracing of the backup circuit are performed on the lower layer of the substrate mirror the upper layer, so that the redundant and backup conductors are located under each other. On the upper layer of the substrate, the reference conductor is performed to the left of the redundant conductor, and on the lower layer of the substrate, the reference conductors are performed to the left and right of the backup conductor. At the same time, the value of the line length multiplied by the value of the difference between the maximum linear delay and the largest of the remaining linear delays of the four pulses of the expansion of the ultrashort pulse is no less than the sum of the durations of the front, flat top and descent of the USP, fed between the conductor of the redundant circuit on the upper layer of the substrate and any reference conductor.
EFFECT: reduction in the mass of the printed circuit board, without reducing the suppression of ultrashort pulses (USP).
1 cl, 4 dwg

Description

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

Известен способ трассировки печатных проводников цепей с резервированием, включающий трассировку печатных проводников с опорным проводником в виде отдельного слоя [Газизов Т.Р., Орлов П.Е., Шарафутдинов В.Р., Кузнецова-Таджибаева О.М., Заболоцкий А.М., Куксенко С.П., Буичкин Е.Н. патент РФ на изобретение №2603850, опубликован 10.12.2016]. Недостатком данного способа является недостаточное ослабление сверхкороткого импульса (СКИ).There is a known method of tracing printed circuit conductors with redundancy, including tracing printed conductors with a reference conductor in the form of a separate layer [Gazizov TR, Orlov P.E., Sharafutdinov V.R., Kuznetsova-Tadjibaeva OM, Zabolotsky A. M., Kuksenko S.P., Buichkin E.N. RF patent for invention No. 2603850, published on 10.12.2016]. The disadvantage of this method is the insufficient attenuation of the ultrashort pulse (SCI).

Наиболее близким к заявленному является выбранный за прототип способ резервирования для печатных плат, включающий компоновку и трассировку резервируемой и резервной цепей [Газизов Т.Р., Орлов П.Е., Шарафутдинов В.Р., Кузнецова-Таджибаева О.М., Заболоцкий А.М., Куксенко С.П., Буичкин Е.Н. патент РФ на изобретение №2603843, опубликован 10.12.2016]. Недостатками данного способа являются большая масса и недостаточное ослабление СКИ.The closest to the claimed one is the method of redundancy chosen for the prototype for printed circuit boards, including the layout and tracing of the redundant and reserve circuits [Gazizov TR, Orlov P.E., Sharafutdinov V.R., Kuznetsova-Tadjibaeva OM, Zabolotsky A.M., Kuksenko S.P., Buichkin E.N. RF patent for invention No. 2603843, published on 10.12.2016]. The disadvantages of this method are the large mass and insufficient weakening of the SQI.

Предлагается способ трассировки двухсторонней печатной платы, защищающий от сверхкоротких импульсов, включающий компоновку и трассировку резервируемой и резервной цепей, так что компоновка и трассировка резервируемой цепи выполняются на верхнем слое подложки, сигнальные проводники выполняются за счет зазоров в опорной проводящей пластине, а компоновка и трассировка резервной цепи выполняется на нижнем слое подложки зеркально верхнему слою, резервируемые и резервные сигнальные проводники одноименных цепей располагаются друг под другом, а оставшиеся проводники электрически соединяются друг с другом, отличающийся тем, что справа от активного проводника, на верхнем слое подложки, отсутствует опорный проводник, значение длины линии, умноженное на значение разности максимальной погонной задержки мод линии и наибольшей из остальных, не меньше суммы длительностей фронта, плоской вершины и спада сверхкороткого импульса, подающегося между активным проводником на верхнем слое подложки и любым опорным проводником, а выбор параметров поперечного сечения обеспечивает минимизацию амплитуды сигнала на выходе.A method is proposed for tracing a double-sided printed circuit board that protects against ultra-short pulses, including the layout and tracing of the redundant and backup circuits, so that the layout and tracing of the redundant circuit is performed on the upper layer of the substrate, signal wires are performed due to gaps in the supporting conductive plate, and the layout and tracing of the redundant the circuit is performed on the lower layer of the substrate in a mirror-like manner to the upper layer, the reserved and redundant signal conductors of the circuits of the same name are located one under the other, and the remaining conductors are electrically connected to each other, characterized in that to the right of the active conductor, on the upper layer of the substrate, there is no reference conductor, the value the length of the line, multiplied by the value of the difference between the maximum linear delay of the line modes and the largest of the others, is not less than the sum of the durations of the front, flat top and decay of an ultrashort pulse applied between the active conductor on the upper layer of the substrate and any opo conductor, and the choice of the cross-sectional parameters ensures the minimization of the signal amplitude at the output.

Технический результат состоит в уменьшении массы печатной платы, не уменьшая подавления СКИ. Он достигается за счет отсутствия одного опорного проводника и выбора параметров устройства.The technical result consists in reducing the mass of the printed circuit board without reducing the suppression of the SQI. It is achieved due to the absence of one reference conductor and the choice of device parameters.

На фиг. 1а приведена эквивалентная схема, моделируемая для подтверждения реализуемости заявки. Она состоит из четырех параллельных проводников длиной l=1 м каждый. Первый проводник линии на одном конце соединен с источником СКИ, представленным на схеме идеальным источником э.д.с. Е и внутренним сопротивлением R1. На другом конце первый проводник линии соединен с нагрузкой, представленной сопротивлением R3. Начало сигнального проводника, на нижнем слое подложки, подключено к пластине (схемной земле) через резистор R2, а конец – через резистор R4. Два крайних левых проводника являются опорными и напрямую подключены с обоих концов к схемной земле. Значения сопротивлений R1=R2=R3=R4=50 Ом. Воздействующий СКИ имеет форму трапеции с параметрами: амплитуда – 2 В, нарастание – 150 пс, плоская вершина – 200 пс, спад – 150 пс.FIG. 1 a shows the equivalent circuit modeled to confirm the feasibility of the application. It consists of four parallel conductors l = 1 m each. The first conductor of the line at one end is connected to an SQI source, represented in the diagram by an ideal source of emf. E and internal resistance R 1. At the other end, the first conductor of the line is connected to the load, represented by the resistance R 3. The beginning of the signal conductor, on the bottom layer of the substrate, is connected to the plate (circuit ground) through the resistor R 2, and the end through the resistor R 4 The two left-most conductors are reference wires and are directly connected at both ends to circuit ground. Resistance values R 1 = R 2 = R 3 = R 4 = 50 Ohm. The acting SQI has the shape of a trapezoid with the following parameters: amplitude - 2 V, rise - 150 ps, flat top - 200 ps, decay - 150 ps.

На фиг. 1б приведено поперечное сечение моделируемой структуры. Параметры поперечного сечения: ε r  – относительная диэлектрическая проницаемость, w 1, w 2, w 3, w 4 и t – ширина и толщина проводников, h – толщина диэлектрика, s – расстояние между проводниками. Значения параметров: ε r =4,5, w 1=w 2=w 3=w 4=1000 мкм, s=300 мкм, h=500 мкм, t=105 мкм.FIG. 1b shows a cross section of the modeled structure. Cross-sectional parameters: ε r - relative permittivity, w 1 , w 2 , w 3 , w 4 and t - width and thickness of conductors, h - dielectric thickness, s - distance between conductors. Parameter values: ε r = 4.5, w 1 = w 2 = w 3 = w 4 = 1000 microns, s = 300 microns, h = 500 microns, t = 105 microns.

Значения параметров поперечного сечения и длины линии обеспечивают минимизацию амплитуды сигнала на выходе и выполнение условияThe values of the parameters of the cross-section and line length ensure the minimization of the signal amplitude at the output and the fulfillment of the condition

(τ 4τ 3)l t r + t d + t f (1),( τ 4 - τ 3 ) lt r + t d + t f (1),

где τ 4τ 3 – разность максимальной погонной задержки мод линии и наибольшей из остальных, t r , t d и t f  – длительности фронта, плоской вершины и спада импульса соответственно.where τ 4 - τ 3 is the difference between the maximum linear delay of the line modes and the largest of the others, t r , t d and t f are the duration of the front, flat top and fall of the pulse, respectively.

Импульсная помеха подавалась между резервируемой трассой (активный проводник) и опорным проводником, функцию резервной трассы выполняет пассивный проводник. Результат моделирования во временной области представлен на фиг. 1в. На выходе структуры (узел V4) наблюдаются 4 импульса разложения с погонными задержками: τ1=4,398 нс/м, τ2=4,750 нс/м, τ3=5,736 нс/м и τ4=6,359 нс/м. Значение максимального напряжения на выходе структуры составляет 0,33 В, тогда как для прототипа оно составляет 0,5 В. Разложение импульсной помехи на последовательность импульсов меньшей амплитуды обусловлено разностью задержек погонных мод в структуре, образованной данным способом компоновки печатных проводников для цепей с модальным резервированием. В случае подачи импульсной помехи между пассивным проводником и любым опорным проводником значение максимального напряжения на выходе структуры составляет 0,45 В (фиг. 1г). Отсутствие одного проводника уменьшает массу, таким образом, показан технический результат, на достижение которого направлен заявленный способ.An impulse noise was applied between the reserved route (active conductor) and the reference conductor; the passive conductor performs the function of the reserve route. The result of the time domain simulation is shown in FIG. 1 c . At the output of the structure (node V 4), 4 decomposition pulses with linear delays are observed: τ 1 = 4.398 ns / m, τ 2 = 4.750 ns / m, τ 3 = 5.736 ns / m, and τ 4 = 6.359 ns / m. The value of the maximum voltage at the output of the structure is 0.33 V, while for the prototype it is 0.5 V. The decomposition of the impulse noise into a sequence of pulses of lower amplitude is due to the difference in the delays of linear modes in the structure formed by this method of arranging printed conductors for circuits with modal redundancy ... In the case of impulse noise supply between the passive conductor and any reference conductor, the maximum voltage at the structure output is 0.45 V (Fig. 1d ). The absence of one conductor reduces the mass, thus, the technical result, which the claimed method is aimed at, is shown.

Claims (1)

Способ трассировки двухсторонней печатной платы, защищающий от сверхкоротких импульсов, включающий компоновку и трассировку резервируемой и резервной цепей, так что компоновка и трассировка резервируемой цепи выполняются на верхнем слое подложки, а компоновка и трассировка резервной цепи выполняются на нижнем слое подложки зеркально верхнему слою, так что резервируемый и резервный проводники располагаются друг под другом, отличающийся тем, что на верхнем слое подложки опорный проводник выполняется слева от резервируемого проводника, а на нижнем слое подложки опорные проводники выполняются слева и справа от резервного проводника, при этом значение длины линии, умноженное на значение разности максимальной погонной задержки и наибольшей из остальных погонных задержек четырех импульсов разложения сверхкороткого импульса, не меньше суммы длительностей фронта, плоской вершины и спада сверхкороткого импульса, подающегося между проводником резервируемой цепи на верхнем слое подложки и любым опорным проводником.A double-sided PCB routing method that protects against ultra-short pulses, including the layout and routing of the redundant and redundant nets, so that the layout and routing of the redundant nets is done on the top layer of the backing, and the layout and routing of the backup net is done on the bottom backing layer, mirrored to the top layer, so that redundant and reserve conductors are located one under the other, characterized in that on the upper layer of the substrate, the reference conductor is made to the left of the reserved conductor, and on the lower layer of the substrate, the reference conductors are made to the left and right of the reserve conductor, while the value of the line length multiplied by the value of the difference the maximum linear delay and the largest of the remaining linear delays of four ultrashort pulse decomposition pulses, not less than the sum of the durations of the front, flat top and falloff of an ultrashort pulse fed between the conductor of the redundant circuit on the upper layer of the substrate and any op eternal conductor.
RU2021105511A 2021-03-04 2021-03-04 Method for tracing a double-sided printed board for circuits with modular redundancy RU2762336C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021105511A RU2762336C1 (en) 2021-03-04 2021-03-04 Method for tracing a double-sided printed board for circuits with modular redundancy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021105511A RU2762336C1 (en) 2021-03-04 2021-03-04 Method for tracing a double-sided printed board for circuits with modular redundancy

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2762336C1 true RU2762336C1 (en) 2021-12-20

Family

ID=79175389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021105511A RU2762336C1 (en) 2021-03-04 2021-03-04 Method for tracing a double-sided printed board for circuits with modular redundancy

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2762336C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2784710C1 (en) * 2022-08-16 2022-11-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" Method for routing a double-sided pcb with modal reservation and a reduced number of conductors

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3398232A (en) * 1965-10-19 1968-08-20 Amp Inc Circuit board with interconnected signal conductors and interconnected shielding conductors
US4498122A (en) * 1982-12-29 1985-02-05 At&T Bell Laboratories High-speed, high pin-out LSI chip package
US4954929A (en) * 1989-08-22 1990-09-04 Ast Research, Inc. Multi-layer circuit board that suppresses radio frequency interference from high frequency signals
RU2431912C1 (en) * 2010-03-09 2011-10-20 Общество с ограниченной ответственностью "Твердь" Device for protection from pulsed signals
RU2603843C1 (en) * 2015-09-02 2016-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) Reservation method for printed circuit boards

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3398232A (en) * 1965-10-19 1968-08-20 Amp Inc Circuit board with interconnected signal conductors and interconnected shielding conductors
US4498122A (en) * 1982-12-29 1985-02-05 At&T Bell Laboratories High-speed, high pin-out LSI chip package
US4954929A (en) * 1989-08-22 1990-09-04 Ast Research, Inc. Multi-layer circuit board that suppresses radio frequency interference from high frequency signals
RU2431912C1 (en) * 2010-03-09 2011-10-20 Общество с ограниченной ответственностью "Твердь" Device for protection from pulsed signals
RU2603843C1 (en) * 2015-09-02 2016-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) Reservation method for printed circuit boards

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
U S4954929 A, 04.09.1990. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2784710C1 (en) * 2022-08-16 2022-11-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" Method for routing a double-sided pcb with modal reservation and a reduced number of conductors
RU2794739C1 (en) * 2022-11-23 2023-04-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" Method of symmetric routing of signal and reference conductors of circuits with modal reservation
RU2801688C1 (en) * 2022-12-06 2023-08-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" Method for remote tracing of printed circuit conductors with single modal redundancy
RU2801830C1 (en) * 2022-12-08 2023-08-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" Method for remote layout of printed conductors of circuits with three-time modal reservation
RU2817634C1 (en) * 2023-10-09 2024-04-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" Method of assembling differential pair for circuits with modal redundancy based on mirror-symmetric strip structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2376690C2 (en) Compensation for external cross noise for neighbouring connectors
JP2907660B2 (en) Electronic circuit device having power line resonance suppression function
RU2607252C1 (en) Meander micro-strip delay line, protecting against ultrashort pulses
JPH0685459B2 (en) Connection pattern structure of printed circuit and its routing method
RU2762336C1 (en) Method for tracing a double-sided printed board for circuits with modular redundancy
RU2603843C1 (en) Reservation method for printed circuit boards
RU2663230C1 (en) Method of circuit triple reservation in multilayered printed circuit boards
RU2732607C1 (en) Method of single modal backup of interconnections
RU2784710C1 (en) Method for routing a double-sided pcb with modal reservation and a reduced number of conductors
RU2614156C2 (en) Printed circuit boards with reserve circuits arrangement method
RU2624465C2 (en) Four-way mirror-symmetrically structure, protecting from ultrashort impulses
RU2784040C1 (en) Mirror-symmetric modal filter on a double-sided printed board protecting against ultra-short pulses
RU2754077C1 (en) Method for routing printed conductors of circuits with redundancy on opposite sides of printed circuit board
Orlov et al. Quasistatic simulation of ultrashort pulse propagation in the spacecraft autonomous navigation system circuit with modal reservation
RU2738955C1 (en) Method of triple backup of interconnections
RU2794739C1 (en) Method of symmetric routing of signal and reference conductors of circuits with modal reservation
RU2752233C1 (en) Method for routing printed conductors on two-layered printed circuit board for circuits with redundancy
RU2603851C1 (en) Method of routing printed conductors with additional dielectric for circuits with redundancy
RU2754078C1 (en) Method for arranging multilayer pcb for redundant circuits
RU2801830C1 (en) Method for remote layout of printed conductors of circuits with three-time modal reservation
RU2693838C1 (en) Method of assembling non-molded radioelectronic components on printed circuit boards for circuits with redundancy
RU2752232C2 (en) Method for routing printed conductors with additional dielectric for dual-redundancy circuits
US6933805B1 (en) High density capacitor filter bank with embedded faraday cage
RU2624637C2 (en) Printed circuit boards with reserve circuits arrangement method
RU2779536C1 (en) Method for routing conductor strips of redundant power circuits