Моделирование и экспериментальное исследование четырехпроводной полосковой структуры с трехкратным модальным резервированием при отказах её элементов

DOI: 10.21293/1818-0442-2023-26-1-48-55

Скачать текст статьи в формате PDF

Скачать JATS xml

Аннотация: Отмечена актуальность исследований по рациональному использованию избыточности резервирования, применяя способы трехкратного модального резервирования (МР), для повышения устойчивости к сверхширокополосным помехам. Выполнена экспериментальная оценка временных и частотных характеристик после отказов части элементов в двусторонней печатной плате (ПП) с трехкратным МР. Для этого изготовлен прототип двусторонней ПП с трехкратным МР с оптимальными параметрами. В качестве нагрузок использовались SMDрезисторы. На дальнем конце резервируемого проводника ПП показано разложение на 4 импульса при различной длительности входного воздействия. Максимальные изменения напряжения до и после отказов при длительности входных сигналов 120 и 240 пс составляют 26,8 и 28% соответственно. Сравнение результатов эксперимента и электродинамического моделирования во временной и частотной областях показало их согласованность. Максимальные отличия напряжения и задержек равны 3,69 и 5,6% соответственно.

Ключевые слова: электромагнитная совместимость, функциональная безопасность, резервирование, модальное резервирование, печатная плата, отказ

Сведения о финансировании: Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект №20-19-00446) в ТУСУРе.

Библиография статьи:
Медведев А. В. Моделирование и экспериментальное исследование четырехпроводной полосковой структуры с трехкратным модальным резервированием при отказах её элементов / А. В. Медведев // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2023. – Т. 26, № 1. – С. 48–55. DOI: 10.21293/1818-0442-2023-26-1-48-55

Авторы и правообладатели:

  • Медведев А. В. , Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (Томск, Россия)

  • 1. IEC 61508. Functional Safety of Electrical / Electron-ic/Programmable Electronic Safety-Related Systems [Элек-тронный ресурс]. – Режим доступа: https://webstore.iec.ch/ publication/5515, свободный (дата обращения: 03.04.2023).
  • 2. Meany T. Functional safety and industrie 4.0 // 28th Irish Signals and Systems Conference (ISSC). – 2017. – PР. 1–7.
  • 3. Patel M.R. Spacecraft power systems. – Boca Raton: CRC Press, 2005. – 691 p.
  • 4. Три возможных механизма возникновения отказов электронных устройств в результате электромагнитного воздействия / Л.Н. Здухов, Ю.В. Парфёнов, О.А. Тарасов, В.М. Чепелев // Технологии ЭМС. – 2018. – № 2(65). – С. 22–34.
  • 5. Techniques and measures to achieve EMI resilience in mission- or safety-critical systems / D. Pissoort, J. Lannoo, J. Van Waes, A. Degraeve, J. Boydens // IEEE Electromagnetic Compatibility Magazine. – 2017. – Vol. 6, No. 4. – PР. 107–114.
  • 6. Study and classification of potential IEMI sources / N. Mora, F. Vega, G. Lugrin, F. Rachidi, M. Rubinstein // Sys-tem Design and Assessment Notes. – 2014. – PР. 1–43.
  • 7. Gazizov A.T. Measurement and simulation of time re-sponse of printed modal filters with broad-side coupling / A.T. Gazizov, A.M. Zabolotskii, T.R. Gazizov // Journal of Communications Technology and Electronics. – 2018. – Vol. 63, No. 3. – PР. 270–276.
  • 8. New concept of critical infrastructure strengthening / T.R. Gazizov, P.E. Orlov, A.M. Zabolotsky, S.P. Kuksenko // International Conference of Numerical Analysis and Applied Mathematics. – Greece, Rhodes, 2016. – PР. 1–3.
  • 9. Пат. 2 603 850 РФ, МПК H 04 B 15/02. Способ трас-сировки печатных проводников цепей с резервированием / Т.Р. Газизов, П.Е. Орлов, В.Р. Шарафутдинов и др. – № 2 015 129 253 / 07; заявл. 16.07.15; опубл. 10.12.16. – Бюл. № 34. – 7 с.
  • 10. Пат. 2 603 851 РФ, МПК H 04 B 15/00. Способ трассировки печатных проводников с дополнительным диэлектриком для цепей с резервированием / Т.Р. Газизов, П.Е. Орлов, В.Р. Шарафутдинов и др. – № 2 015 129 263/07; заявл. 16.07.15; опубл. 10.12.16. – Бюл. № 34. – 8 с.
  • 11. Шарафутдинов В.Р. Анализ способов резервирова-ния на основе модальной фильтрации / В.Р. Шарафутдинов, Т.Р. Газизов // Системы управления, связи и безопасности. – 2019. – № 3. – C. 117–144.
  • 12. Пат. 2738955 РФ, МПК Н04В 15/02. Способ трех-кратного резервирования межсоединений / В.Р. Шарафут-динов (РФ), Т.Р. Газизов (РФ), А.В. Медведев (РФ). – № 2019138502; Заявл. 09.12.2019; опубл. 21.12.2020. – Бюл. № 36. – 4 с.
  • 13. Пат. 2663230 РФ, H04B 15/02. Способ трехкратно-го резервирования цепей в многослойных печатных платах / Т.Р. Газизов (РФ), П.Е. Орлов (РФ), В.Р. Шарафутдинов (РФ). – № 2017113045; Заявл. 14.04.2017; опубл. 02.08.2018. – Бюл. № 22. – 8 с.
  • 14. Switching order after failures in symmetric protective electrical circuits with triple modal reservation / A.O. Belousov, A.V. Medvedev, E.B. Chernikova, T.R. Gazi-zov, A.M. Zabolotsky // Symmetry. – 2021. – Vol. 13, No. 6. – PР. 1–22.
  • 15. Monolithic MEMS T-type Switch for Redundancy Switch Matrix Applications / K.Y. Chan, M. Daneshmand, A.A. Fomani, R.R. Mansour, R. Ramer // Microwave Confer-ence, EuMC 2008. 38th European. – 2008. – PР. 1513 – 1516.
  • 16. Medvedev A.V. Experimental Study of a Structure with Triple Modal Reservation Before and After Failures / A.V. Medvedev, Y.S. Zhechev, T.R. Gazizov // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. – 2022. – Vol. 65, No. 1. – РP. 1–4.
  • 17. Малютин Н.Д. и др. Регулярные и нерегулярные многосвязаные полосковые структуры и устройства на их основе: расчет первичных параметров, импульсные измерения характеристик. – Томск: ТУСУР, 2012. – 218 с.
  • 18. Kosteletskii V.P. Method for experimental study of circuits with triple modal reservation in time and frequency domains / V.P. Kosteletskii, A.V. Medvedev, Y.S. Zhechev // 2022 International ural conference on electrical power engineer-ing (UralCon). – Magnitogorsk, Russian, 23–25 September 2022. – PР. 80–85.
  • 19. Kuksenko S.P. Preliminary results of TUSUR Uni-versity project for design of spacecraft power distribution net-work: EMC simulation // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. – 2019. – No. 012110. – PР. 1–7.
Адрес редакции

  634050, г. Томск, пр. Ленина, 40, МК, каб. 310/2

  (3822) 701-582, внутр.: 1456

  journal@tusur.ru