Способ трассировки печатных проводников на двуслойной печатной плате для цепей с резервированием

Изобретение относится к конструированию печатных плат, конкретно к способам их трассировки. Технический результат – уменьшение восприимчивости резервируемой цепи к внешним кондуктивным эмиссиям и уменьшение уровня кондуктивных эмиссий от резервируемой цепи при возможности двухслойной трассировки. Достигается тем, что в способе трассировки печатных проводников цепей с резервированием, включающем трассировку проводников резервируемой и резервной цепей с опорным проводником в виде отдельного слоя, резервируемые и резервные проводники прокладываются парами, параллельно друг другу, на одном слое, с минимально технологически допустимым зазором между резервируемым и резервным проводниками. Печатная плата образована двумя слоями диэлектрика, на внешней стороне одного из которых и между которыми трассируются пары отрезков резервируемого и резервного проводников. Отрезки каждого из резервируемого и резервного проводников, расположенные на внешнем и во внутреннем слоях печатной платы, образуют структуру связанной линии. Часть, занимаемая длиной отрезков резервируемого и резервного проводников, расположенных на внешнем слое двуслойной печатной платы, от общей длины структуры связанной линии определяется соотношением: l₁/(l₁ + l₂), где l₁ – длина отрезков резервируемого и резервного проводников, расположенных на внешнем слое двуслойной печатной платы, l₂ – длина отрезков резервируемого и резервного проводников, расположенных во внутреннем слое двуслойной печатной платы. 4 ил.

 

Изобретение относится к конструированию печатных плат, конкретно – к способам их трассировки.

Наиболее близким по техническому решению является выбранный за прототип способ трассировки печатных проводников для цепей с резервированием [Пат. 2603850 РФ, МПК H04B 15/02. Способ трассировки печатных проводников цепей с резервированием / Т.Р. Газизов, П.Е. Орлов, В.Р. Шарфутдинов, О.М. Кузнецова-Таджибаева, А.М. Заболоцкий, С.П. Куксенко, Е.Н. Буичкин. – № 2015129253/07; Заяв. 16.07.15; Опубл. 10.12.16, Бюл. № 34], включающий трассировку резервируемых и резервных проводников с опорным проводником в виде отдельного слоя так, 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. Недостатком этого способа является трудность трассировки проводников на одном слое.

Предлагается cпособ трассировки печатных проводников цепей с резервированием, включающий трассировку резервируемых и резервных проводников с опорным проводником в виде отдельного слоя так, 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, отличающийся тем, что вводится дополнительный внутренний сигнальный слой так, что резервируемый и резервный проводники одноименных цепей трассируются на внешнем и внутреннем сигнальных слоях печатной платы и соединены переходными отверстиями.

Технический результат – уменьшение восприимчивости резервируемой цепи к внешним кондуктивным эмиссиям и уменьшение уровня кондуктивных эмиссий от резервируемой цепи, при возможности двухслойной трассировки.

Технический результат достигается за счет того, что помеховый сигнал, длительность которого меньше разности задержек четной и нечетной мод в структуре связанной линии, образованной двумя проводниками резервируемой и резервных цепей, подвергается модальным искажениям: разложению на импульсы меньшей амплитуды (при рассмотрении сигнала во временной области). Это достижимо в реализуется при трассировке на внешнем и внутреннем сигнальных слоях, проводники которых соединены переходными отверстиями.

На фиг. 1 представлены поперечные сечения для моделирования структур с резервированием на внешнем (фиг. 1а) и внутреннем (фиг. 1б) сигнальных слоях печатной платы, где проводники: А – активный; О – опорный; П – пассивный. Достижимость технического результата продемонстрирована на примере распространения импульсной помехи с ЭДС 2 В с длительностями фронта, спада и плоской вершины по 100 пс в структуре из двух отрезков связанных линий на двуслойной печатной плате (фиг. 1) общей длиной 1 м (фиг. 2), с отрезками 1 (фиг. 1а) длиной (l₁) 0,1 м и 2 (фиг. 1б) длиной (l₂) 0,9 м. Геометрические параметры структуры: ширина проводника w = 200 мкм, толщина проводника t = 70 мкм, расстояние от торца проводника до торца диэлектрика d = 600 мкм, расстояние между проводниками s = 200 мкм, толщины диэлектриков h₁ = 200 мкм, h₂ = 200 мкм, а диэлектрические проницаемости ε_r1 = 3, ε_r2 = 4. Номинал резисторов R1 и R2 выбран равным среднему геометрическому волновых сопротивлений четной и нечетной мод для фиг. 1а, а R3 и R4 – фиг. 1б.

На фиг. 2 представлена принципиальная схема для моделирования структур с резервированием. Импульсная помеха подавалась между резервируемой трассой (активный проводник) и опорным проводником, а функцию резервной трассы выполнял пассивный проводник (фиг. 2). На фиг. 3 приведены формы напряжения в точках V1 (–) и V3 (─) активного проводника при l₁ = 0,1 м и l₂ = 0,9 м. Амплитуды импульсов разложения в точке V3 равны 0,358 и 0,380 В, а задержки – 5,45 и 5,78 нс.

На фиг. 4 представлены зависимости разностей задержек (∆τ) по отклику в точке V3 от значения l₁ / (l₁ + l₂), показывающего часть, занимаемую отрезком 1 из фиг. 1а от общей длины. Таким образом, разность задержек зависит от длин каждого из участков в двуслойной печатной плате. Для данного случая, чем меньше участок фиг. 1а и больше фиг. 1б, тем больше разность задержек.

Результаты моделирования показывают, что предлагаемый способ, при ослаблении помехового импульса, позволяет обеспечить трассировку печатных проводников цепей с резервированием, за счет введения дополнительного внутреннего сигнального слоя.

Способ трассировки печатных проводников цепей с резервированием, включающий трассировку проводников резервируемой и резервной цепей с опорным проводником в виде отдельного слоя, резервируемые и резервные проводники прокладываются парами, параллельно друг другу, на одном слое, с минимально технологически допустимым зазором между резервируемым и резервным проводниками, отличающийся тем, что печатная плата образована двумя слоями диэлектрика, на внешней стороне одного из которых и между которыми трассируются пары отрезков резервируемого и резервного проводников, отрезки каждого из резервируемого и резервного проводников, расположенные на внешнем и во внутреннем слоях печатной платы, образуют структуру связанной линии, при этом часть, занимаемая длиной отрезков резервируемого и резервного проводников, расположенных на внешнем слое двуслойной печатной платы, от общей длины структуры связанной линии определяется соотношением: l₁/(l₁ + l₂), где

l₁ – длина отрезков резервируемого и резервного проводников, расположенных на внешнем слое двуслойной печатной платы,

l₂ – длина отрезков резервируемого и резервного проводников, расположенных во внутреннем слое двуслойной печатной платы.