ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2021. №12
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.12.10
УДК: 621.391.825
М. А. Самойличенко, Т. Р. Газизов
Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники
634050, г. Томск, пр. Ленина, д. 40
Статья поступила в редакцию 30 декабря 2021 г.
Аннотация. В работе рассматривается влияние двух способов соединения опорных проводников (на концах МФ и вдоль всей длины) на разложение сверхкороткого импульса (СКИ) в модальном фильтре (МФ) на двухсторонней печатной плате (ДПП). Также, выполнено исследование влияния параметров поперечного сечения на разложение СКИ. Так, показано, что для двух способов соединения опорных проводников разность погонных задержек мод возрастает с уменьшением h и увеличением w и s, за счет чего возрастает ослабление МФ. Выявлено, что разность погонных задержек мод незначительно больше в случае соединения опорных проводников на конце при всех значениях параметров. Показано, что в случае соединения опорных проводников только на концах, к выходу МФ приходят 3 импульса (несмотря на 5 распространяющихся мод в линии) а вдоль всей длины – 2 импульса. При этом, разложение входного воздействия на 3 импульса позволяет достичь большего ослабления СКИ (3,2 раза по отношению к половине э.д.с.).
Ключевые слова: электромагнитная совместимость, защита, сверхкороткий импульс, модальный фильтр, двухстороння печатня плата, опорный проводник.
Abstract. The location of the reference conductor in a modal filter (MF) on a double-sided printed circuit board (PCB) could affect the decomposition of an acting ultrashort pulse (USP) in the MF. The paper considers two ways of connecting the reference conductors: at the ends of the MF and along the entire MF length. The effect of the filter cross-sectional parameters on the decomposition of USPs is also discussed. The results showed that for two ways of connecting the reference conductors, the difference in per-unit-length mode delays increases with decreasing h and increasing w and s. This, in turn, leads to the increase in the MF attenuation factor. It was revealed that the difference in per-unit-length mode delays is slightly larger in the case of connecting the reference conductors at the end for all values of the parameters. It was also found that if the reference conductors are connected only at the ends, 3 pulses arrive at the MF output (despite the 5 propagating modes in the line). And when the conductors are located along the entire length there are 2 pulses. Accordingly, the decomposition of the input action into 3 pulses allows achieving a larger attenuation of the USP (3.2 times relative to half of the e.m.f.).
Key words: electromagnetic compatibility, protection, ultrashort pulse, modal filters, double-sided printed circuit board, reference conductor.
1. Рентюк В. Электромагнитная совместимость: проблема, от которой не уйти. Компоненты и технологии. 2017. №7. С.124-125.
2. Безменова Н.В., Ксения С.А. Обеспечение электромагнитной совместимости по магнитным полям промышленной частоты технических средств комплектных распределительных устройств систем электроснабжения. Самарская научно-педагогическая школа электромеханики в год 100-летия САМГТУ. 2012. С.8.
3. Gizatullin Z.M., Gizatullin R.M. Investigation of the immunity of computer equipment to the power-line electromagnetic interference. Journal of Communications Technology and Electronics. 2016. №5. P.546-550. https://doi.org/10.1134/S1064226916050053
4. Васильев К.Б., Ключник А.В., Солодов А.В. Статистика отказов цифровых ИМС, вызванных импульсным радиоизлучением. Тезисы докладов на 9-й Междунар. Крымской конфер. “СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии”. 1999. С.329-330.
5. Бригидин А.М., Титович Н.А., Кириллов В.М. и др. Влияние электромагнитных помех на работоспособность полупроводниковых приборов и интегральных схем. Электронная техника. Сер. Упр. качеством, стандартизация, метрология, испытания. 1992. №1(148). С.3-12.
6. Грибский М.П., Старостенко В.В., Григорьев Е.В. и др. Прогнозирование стойкости микросхем при их работе в напряженных токовых режимах. Вicник СумДУ. Серiя “Фiзика, математика, механiка”. 2008. №2. С.185-190.
7. Старостенко В.В., Грибский М.П., Полетаев Д.А. и др. Динамика электротепловых процессов в диэлектрических структурах микросхем при воздействии электромагнитных полей. Радиоэлектроника и информатика. 2007. №4. С.45-49.
8. Ключник А.В., Пирогов Ю.А., Солодов А.В., Тюльпаков В.Н. Влияние радиоимпульсов высокого уровня мощности на работу смесителей. Радиотехника и электроника. 2011. Т.56. №3. С.375-378.
9. Ключник А.В., Солодов А.В. Статистическая модель повреждения цифровых интегральных микросхем импульсным радиоизлучением. Радиотехника. 2010. №2. С.37-41.
10. Защита электронных устройств от импульсных помех большой энергии. [электронный ресурс]. Дата обращения: 13.11.2021. URL: https://power-e.ru/wp-content/uploads/4116.pdf
11. Gazizov A.T., Zabolotsky A.M., Gazizova O.A. New printed structures for protection against UWB pulses. Trudy 16th International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices. 2015. P.120-122. https://doi.org/10.1109/EDM.2015.7184504
12. Жечев Е.С., Черникова Е.Б., Белоусов А.О., Газизов Т.Р. Экспериментальные исследования зеркально-симметричного модального фильтра. Системы управления, связи и безопасности. 2019. №2. С.162-179. https://doi.org/10.24411\2410-9916-2019-10208
13. Хажибеков Р.Р. Исследование амплитудно-частотных характеристик модальных фильтров с пассивным проводником в виде последовательности отрезков линий передачи. Доклады ТУСУР. 2019. Т.22. №2. С.31-36 https://doi.org/10.21293/1818-0442-2019-22-2-31-36
14. Gazizov A.T., Zabolotsky A.M., Gazizov T.R. UWB pulse decomposition in simple printed structures. IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. 2016. V.58. №4. P.1136-1142. https://doi.org/10.1109/TEMC.2016.2548783
15. Zabolotsky A.M., Gazizov Т.R. Experimental results on UWB pulse propagation in low-voltage power cables with different cross sections. IEEE Transactions on Еlectromagnetic Compatibility. 2012. V.54. №1. P.229-231. https://doi.org/10.1109/TEMC.2011.2171971
16. Belousov A.O., Vlasova N.O. Parametric optimization of the cables with the modal filtration effect. Journal of Physics: Conference Series. 2021. V.1862. №012020. P.1-5. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1862/1/012004
17. Surovtsev R.S., Nosov A.V., Zabolotsky A.M., Gazizov T.R. Possibility of protection against UWB pulses based on a turn of a meander microstrip line. IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. 2017. V.59. №6. P.1864-1871. https://doi.org/10.1109/TEMC.2017.2678019
18. Шарафутдинов В.Р., Газизов Т.Р. Анализ способов резервирования на основе модальной фильтрации. Системы управления, связи и безопасности. 2019. №3. С.117-144. https://doi.org/10.24411/2410-9916-2019-10307
19. Samoylichenko М.A., Zhechev Y.S., Kosteletskii V.P., Gazizov T.R. Electrical сharacteristics of a modal filter with a passive conductor in the reference plane cutout. IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. 2021. V.63. №2. P.435-442. https://doi.org/10.1109/TEMC.2020.3011407
20. Samoylichenko M.A., Gazizov T.R. Parametric and structural optimization of the modal filter on a double-sided printed circuit board. Journal of Physics: Conference Series. 2021. V.1862. №012020. P.1-7. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1862/1/012006
21. Самойличенко М.А. Модальные фильтры для защиты от сверхкоротких импульсов: исследование возможностей эффективного использования в двусторонних печатных платах. Системы управления, связи и безопасности. 2021. №4. С.58-71. https://doi.org/10.24412/2410-9916-2021-4-58-71
22. Gazizov T.R., Sagiyeva I.Ye., Kuksenko S.P. Solving the complexity problem in the electronics production process by reducing the sensitivity of transmission line characteristics to their parameter variations. Complexity. 2019. V.2019. P.1-11. https://doi.org/10.1155/2019/6301326
Для цитирования:
Самойличенко М.А., Газизов Т.Р. Влияние соединения опорных проводников на разложение сверхкороткого импульса в модальном фильтре на двухсторонней печатной плате. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2021. №12. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.12.10