ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2025. №1

УДК: 621.391.825

АНАЛИЗ характеристик ЗЕРКАЛЬНО-СИММЕТРИЧНОй
полосковой структуры В ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОМ РЕЖИМе

С.В. Власов, Е.С. Жечев, А.М. Заболоцкий

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники,
634050, г. Томск, пр. Ленина, 40.

Статья поступила в редакцию 3 сентября 2024 г.

Аннотация. На данный момент огромные объемы данных передаются в дифференциальном режиме при помощи стандартов LVDS, USB, CAN, RS-485 и Ethernet. Полупроводниковые элементы и компоненты в приемных и передающих цепях данных интерфейсов уязвимы к сверхширокополосным (СШП) импульсным воздействиям. В данной работе рассмотрена возможность снижения уровня СШП-помехи за счет модального фильтра, работающего в дифференциальном режиме. С помощью электродинамического моделирования получены S-параметры, используемые для анализа временных и частотных характеристик. Показано ослабление СШП помехи в 6,19 раз. Для оценки опасности помехи выполнен анализ значений N-норм, который показал, что исследуемая структура позволяет снизить опасность СШП помехи для оборудования. Значение N₁ уменьшилось в 6,19 раза, N₂ – в 10,18 раза, N₃ – 1,51 раза, N₄ – 4,32 раза, N₅ – в 5,1 раза. Выполнен анализ целостности полезного сигнала, для этого получены глазковые диаграммы. Выявлено, что для битовых скоростей до 1350 Мбит/с значительных искажений полезного сигнала не наблюдается.

Ключевые слова: полосковая структура, помехозащитные устройства, электродинамическое моделирование, сверхширокополосная помеха, N-нормы, дифференциальный режим, полезный сигнал.

Финансирование: работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России по проекту FEWM-2024-0005.

Автор для переписки: Власов Сергей Владиславович, vlasov.s@tu.tusur.ru

Литература

1. Instruments T. Interface circuit for tia/eia-644 (lvds) //SLLA038B, Application notes, Texas Instruments. – 2002.

2. Mora N., Vega F., Lugrin G., Rachidi F., Rubinstein M. Study and classification of potential IEMI sources. System and assessment notes. 2014. Т. 41. №. ARTICLE.

3. Huang T. et al. Reconfigurable UWB pulse generator based on pulse shaping in a nonlinear optical loop mirror and differential detection //Optics express. – 2013. – Т. 21. – №. 5. – С. 6401-6408.

4. Захаров А. Защита промышленных приборов в соответствии с нормами по электромагнитной совместимости. Компоненты и технологии. 2006. №5. С. 47–52. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/antologiya-vydayuschihsya-dostizheniy-v-nauke-i-tehnike-chast-33-elektromagnitnaya-sovmestimost-i-zaschita-ot-vozdeystviya-moschnyh

5. Газизов, Т.Р., Заболоцкий А.М. Модальное разложение импульса в отрезках связанных линий как новый принцип защиты от коротких импульсов. Технологии ЭМС. 2006. №4 (19). С. 40–44

6. Gazizov A.T., Zabolotsky A.M., Gazizov T.R. UWB pulse decomposition in simple printed structures. IEEE Transactions on electromagnetic compatibility. 2016. Vol. 58. no. 4. P. 1136–1142. https://doi.org/10.1109/TEMC.2016.2548783

7. Zhechev Y.S., Kosteletskii V.P. A modal filter with a parallel oscillatory circuit in a passive conductor. Postgraduate and master students’ research in electronics and control systems. 2020. Vol. 4, no.2. P. 323-326.

8. Zabolotsky A.M. Application of reflective symmetry for modal filtration improvement. Proceedings of Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics. 2015. V.36. no.2. P.41-44. https://doi.org/10.3390/sym12071117

9. Жечев Е.С., Черникова Е.Б., Белоусов А.О., Газизов Т.Р. Экспериментальные исследования зеркально-симметричного модального фильтра во временной и частотной областях. Системы управления, связи и безопасности. 2019. №2. С. 162–179. https://doi.org/10.24411/2410-9916-2019-10208

10. Власов С.В., Жечев Е.С. Анализ четырехслойного зеркально-симметричного модального фильтра в синфазном и дифференциальном режимах. Научная сессия ТУСУР – 2022.

11. Zhechev Y.S., Ivantsov I.A., Zabolotsky A.M. Multicriteria optimization of a four-layer reflection-symmetric modal filter parameters for ESD protection. Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing. 2021. Т. 1862. №. 1. С. 012–023. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1862/1/012023

12. Baum. C. Norms and Eigenvector norms // Mathematics Notes. – 1979. – Vol. 63.

13. Orlov P.E., Dolganov E.S., Gazizov T.R. Kvazistaticheskoe i ehlektrodinamicheskoe modelirovanie modal'nyh yavlenij v mnogoprovodnyh strukturah, Infokommunikacionnye tekhnologii. `2011. V.9. no.4. P.96–100. https://doi.org/10.1109/EDM.2019.8823227

14. IEC 61000-1-5-2004. Electromagnetic compatibility (EMC) –part 1-5: general – high power electromagnetic (HPEM) effects on civil systems reference

Для цитирования:

Власов С.В., Жечев Е.С., Заболоцкий А.М. Анализ характеристик зеркально-симметричной полосковой структуры в дифференциальном режиме. // Журнал радиоэлектроники. – 2025. – №. 1. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.1.3