Устройство защиты от импульсных сигналов с выравниванием амплитуд разложенных импульсов

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.

 

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.

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.



 

Похожие патенты:

Изобретения относятся к области цифровой связи и технологиям обработки речи в условиях зашумления. Технический результат заключается в повышении отношения сигнал-шум очищенного речевого сигнала.

Изобретение относится к обработке случайных сигналов при решении широкого круга научных и технических задач. Проводят выборочные измерения величины анализируемого сигнала, при этом выборка может состоять из произвольного числа измерений сигнала.

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано для обработки взаимных помех сосуществования в устройстве в среде беспроводной связи. Способ обработки взаимных помех сосуществования в устройстве в пользовательском оборудовании заключается в обнаружении взаимных помех сосуществования в устройстве между LTE (Долгосрочная эволюция) -модулем и ISM (промышленная, научная и медицинская радиослужба) -модулем в пользовательском оборудовании и передаче к базовой станции сообщения указания сосуществования в устройстве, указывающего набор параметров, ассоциированных с LTE-модулем в области мультиплексирования с временным разделением (TDM), причем набор параметров включает в себя шаблон, который указывает один или более подкадров и соответствующие процессы гибридного автоматического запроса повторной передачи (HARQ) для разрешения проблемы взаимных помех сосуществования в устройстве между LTE-модулем и ISM-модулем.

Изобретение относится к частотной селекции и фильтрации радиосигналов. Технический результат заключается в обеспечении адаптации устройств селекции радиосигналов к помеховой обстановке, а также возможности управления их энергопотреблением.

Изобретение относится к фильтру, прежде всего для фильтрации электромагнитных помех, с базовым элементом (2), по меньшей мере с одним электрическим фильтрующим элементом (3, 4), по меньшей мере с двумя входными соединительными контактами (5) и по меньшей мере с двумя выходными соединительными контактами (6) для подключения провода электрической проводки, при этом входные соединительные контакты (5) соединены с выходными соединительными контактами (6) по расположенным на базовом элементе (2) токопроводящим дорожкам (7).

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в информационных системах передачи, приема, извлечения информации. Достигаемый технический результат - повышение помехоустойчивости фильтрации и обнаружение флуктуирующей пачки радиоимпульсов на фоне шума, обнаружение более широкого класса импульсных сигналов.

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано для ослабления взаимных помех сигналов нескольких несущих в беспроводной связи. .

Изобретение относится к технике беспроводной связи и может быть использовано для управления помехами. .

Изобретение относится к беспроводной связи, в частности к кодированию и декодированию выделенных опорных сигналов. .

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при разработке систем мониторинга источников излучения в диапазоне декаметровых волн (ДКМВ) при отсутствии априорной информации о сигналах.

Изобретение относится к конструированию печатных плат, конкретно - к способам их трассировки. Технический результат состоит в уменьшении восприимчивости резервируемой цепи к внешним кондуктивным эмиссиям и уменьшение уровня кондуктивных эмиссий от резервируемой цепи. Для этого способ трассировки печатных проводников с дополнительным диэлектриком для цепей с резервированием включает трассировку резервируемых и резервных проводников с опорным проводником в виде отдельного слоя, при этом 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, вдоль которых этот зазор заполняется материалом с относительной диэлектрической проницаемостью большей, чем у материала подложки печатной платы. 4 ил.

Изобретение относится к области электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств, а именно к повышению устойчивости к внешним электромагнитным полям соединений, выполненных на основе коаксиального кабеля. Технический результат изобретения заключается в снижении напряжений, наводимых на согласованных нагрузках в точках подключения коаксиального кабеля внешней узкополосной радиочастотной помехой. Способ снижения уровня напряжений, наводимых на согласованных нагрузках коаксиального кабеля узкополосной радиочастотной помехой, основан на формировании одиночной петли на коаксиальном кабеле, за счет чего достигается расфазировка наводящего поля радиопомехи и уже наведенного в кабеле напряжения, и заключается в том, что определяют частоту , на которой наблюдается минимум наведенного на концах коаксиального кабеля при подключении к согласованным нагрузкам напряжения, по формуле , где - длина кабеля в метрах, α - коэффициент укорочения длины волны в кабеле, с=3⋅108 м/с - скорость света в свободном пространстве, сравнивают ее с известной частотой узкополосной помехи , если , определяют радиус петли на коаксиальном кабеле по формуле , формируют в середине коаксиального кабеля петлю рассчитанного радиуса и фиксируют ее кабельной стяжкой. 3 ил.

Изобретение относится к технике электросвязи и может быть использовано в приемниках сигналов радиоуправления и радиолокационных станций, системах подвижной связи. Технический результат заключается в повышении верности приема сигналов при действии внутрисистемных помех. Способ разделения сигналов при действии внутрисистемных помех заключается в том, что над вектором отсчетов смеси входного сигнала и произвольной помехи Uk в каждом канале обработки сигналов осуществляют корреляционную обработку для каждого из N гауссовского случайного процесса в виде находят максимальное значение результата корреляционной обработки хi=maxxin по каждой гауссовской компоненте полигауссового разложения суммарной помехи, определяют текущую комбинацию различаемых опорных сигналов согласно правилу и для принятия решения об опорном сигнале Si выполняют преобразования в соответствии с решающим правилом: где Si - опорный сигнал; L - матрица линейного преобразования; R - матрица кросс-корреляции опорных сигналов, включенная в матрицу линейного преобразования; σ2 - дисперсия помехи; А - диагональная матрица, элементы которой соответствуют энергиям принятых сигналов пользователей; - комбинация значений результата корреляционной обработки предварительных решений о сигналах; с1 - пороговое значение. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики и может быть использовано для подавления импульсных помех на входе локомотивного приемника автоматической локомотивной сигнализации. Устройство содержит фильтр, соединенный с выводами установленных на локомотиве приемных катушек сигналов АЛС, двухсторонний амплитудный ограничитель, последовательно соединенные амплитудный детектор, интегратор и блок задания порога ограничения, выходом подключенный к управляющему входу ограничителя, вход которого подключен к выходу фильтра, а выход - к входу локомотивного приемника АЛС. Причем выход фильтра соединен с входом амплитудного детектора, интегратор выполнен с возможностью задания постоянной времени интегрирования, а фильтр выполнен в виде фильтра нижних частот или режекторного фильтра, настроенного на частоту 50 Гц. Достигается повышение эффективности подавления импульсных помех на входе локомотивного приемника АЛС. 1 ил.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в устройствах управления системами связи дуплексной передачи с разделением по временем (TDD). Технический результат состоит в повышении надежности управления. Для этого устройство, управляющее беспроводной связью, в соответствии со схемой дуплексной передачи с разделением по временем (TDD), содержит: модуль выбора, выполненный с возможностью выбора конфигурации направления соединения для беспроводной связи из множества кандидатов для конфигурации направления соединения, указывающее направление соединения в модулях подфреймов радиофрейма, включающего в себя множество подфреймов; и модуль применения, выполненный с возможностью применения выбранной конфигурации направления соединения для беспроводной связи. Множество кандидатов включает в себя по меньшей мере одну из конфигурации направления соединения, выделенной для нисходящего канала передачи, и конфигурации направления соединения, выделенной для восходящего канала передачи. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 26 ил.

Изобретение относится к беспроводной связи. Технический результат заключается в расширении арсенала средств беспроводной связи. Предложен способ выполнения измерения с использованием принятого сигнала в системе беспроводной связи, который выполняется в пользовательском оборудовании (UE) и в котором определяют, сконфигурировано ли UE для приема услуги мультимедийной широковещательной/многоадресной передачи (MBMS) в соте, если UE не сконфигурировано для приема MBMS в соте, то принимают сигнал обнаружения только от соты и выполняют измерения с использованием сигнала обнаружения. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах беспроводной связи. Технический результат состоит в повышении пропускной способности передачи и повышении помехоустойчивости путем подавления внутренней интерференции (ВИ), внесенной при применении полнодуплексной (FD) передачи в системах с Многоканальным входом и Многоканальным выходом. Для этого способ включает в себя формирование, с помощью матрицы прекодирования, генерируемой в соответствии с условиями канала, множества лучей для множества сигналов передачи и множества сигналов подавления внутренней интерференции, соответствующих множеству сигналов передачи. Способ дополнительно включает в себя передачу по множеству антенн множества лучей для сигналов передачи и получение с помощью множества антенн, множества принимаемых сигналов. Соответствующий сигнал подавления внутренней интерференции затем добавляется к каждому множеству принимаемых сигналов, чтобы получить множество скорректированных принимаемых сигналов, и множество скорректированных принимаемых сигналов обнаруживается во множестве приемников. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 ил.

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.

Наверх