DOI: https://doi.org/10.20998/2413-4295.2020.04.11

Дослідження роботи електронних пристроїв з урахуванням електромагнітної сумісності

Sergey Leonov, Oleksiy Borovik

Анотація


У даній статті були розглянуті методи і засоби забезпечення електромагнітної сумісності, які можуть застосовуватися для зменшення впливу перехресних перешкод між провідниками на платі пристрою. Було проаналізовано причини і механізм виникнення перехресних перешкод, які можуть порушити коректну роботу пристрою через зміну логічного рівня сигналу на провіднику-жертві внаслідок впливу на нього наведеної перехресної перешкоди. Було виконано моделювання впливу перешкод на сигнал в пасивній лінії в залежності від відстані між ними, довжини прилеглої ділянки провідників, матеріалів провідників. Для дослідження була побудована логічна схема електронного пристрою, зокрема шифратор, і його печатна  плата. Були проведені експерименти при використанні таких даних: товщина провідників дорівнює 5, 6 і 1.2 мілідюймів, відстань між провідниками рівна 5 і 6 мілідюймів, довжина прилеглих ділянок провідників дорівнює 4340, 2020, 1620, 1050, 630, 320 і 300 мілідюмів. Також застосовувались матеріали провідників, які мають різні значення питомої електропровідності: срібло (62500000 См/м), мідь (5950000 См/м), платина (10000000 См/м), золото (43000000 См/м), нікель (15000000 См/м), алюміній (35*106 См/м), сталь (1400000 См/м). Дослідження виконувались на спроектованій логічній схемі електронного пристрою і його печатній платі. Були отримані дані про величини наведених перехресних перешкод. В ході виконання досліджень були встановлені і підтверджені залежності збільшення величини значення перехресних перешкод від збільшення довжини прилеглих ділянок, зменшення відстані між провідниками.


Ключові слова


електромагнітна сумісність; перехресні перешкоди; печатна плата; моделювання; САПР; шифратор; електронний пристрій

Повний текст:

PDF

Посилання


Savelyev A.Y. Proektuvannya komp'yuteriv i system [Design of computers and systems], Moscow: Vyshcha shkola, 1984. 284 p.

Fei Dai, Yan Liu. Theory and Methods of Quantification Design on System-Level Electromagnetic Compatibility. 2019. 552 p., doi: 10.1007/978-981-13-3690-4.

Junqi Zheng. Electromagnetic Compatibility (EMC) Design and Test Case Analysis. Print Book. 2019, doi:10.1002/9781118956847.

Henry W. Ott. Electromagnetic Compatibility Engineering. Print Book. 2009, doi: 10.1002/9780470508510.

Eric Bogatin. Signal Integrity. Print Book. 2018. 975 p.

Paul Clayton. Introduction to Electromagnetic Compatibility. 2006. 975 p., doi: 10.1002/0471758159.

Mark Van Helvoort, Mathieu Melenhorst. EMC for Installers. Electromagnetic Compatibility of Systems and Installations. 2018. 241 p., doi: 10.1201/9781315119359.

Kaiser Kenneth. Electromagnetic Compatibility Handbook. Hardcover, 2005. 715 p.

Chetan Kathalay. A Practical Approach to Electromagnetic compatibility. 2020. 403 p.

Zhang J., Xu W., Chen D., Zhang C. A Comparative Study on Current-And Voltage-Optimized Circuit Scheme for Multiple-Transmitter and Single-Receiver WPT System. Journal of Electrical and Computer Engineering, 2020, pp. 21-32.

Volin M. L. Parazytni protsesy v elektronnomu obladnanni [Parasitic processes in electronic equipment. Second edition revised and enlarged]. Moscow, Publishing House "Radio and Communication", 1981. 291 p.

Knyazev A. D. Proektuvannya radioelektronnoyi ta elektronno-obchyslyuvalʹnoyi tekhniky z urakhuvannyam elektromahnitnoyi sumisnosti [Design of radio-electronic and electronic-computing equipment, taking into account electromagnetic compatibility]. Moscow, Radio and Communication Publishing House, 1989. 224 p.

Roginsky V. Yu. Ekranuvannya v radiopryladakh [Shielding in radio devices]. Leningrad, Energiya Publishing House, 1969. 53 p.

Shapiro D. N. Osnovy teoriyi elektromahnitnoho ekranuvannya [Fundamentals of the theory of electromagnetic shielding]. Leningrad, Energia Publishing House. 1975. 112 p.

Craig Mitzner. Dyzayn pechatnoyi platy za dopomohoyu OrCAD Capture ta redaktora pechatnykh plat [PCB Design with OrCAD Capture and PCB Editor], 1st Edition.

Rabai Jean M., Chandrakasan Ananta, Nikolic Borivozh Tsyfrovi intehralʹni skhemy. Metodolohiya proektuvannya [Digital integrated circuits. Design Methodology], 2nd Edition. Moscow, St. Petersburg, Kiev. 912 р.

Kasri N. F., Piah M. A. M., Adzis Z. Compact High-Voltage Pulse Generator for Pulsed Electric Field Applications: Lab-Scale Development. Journal of Electrical and Computer Engineering, 2020, Vol. 2020, Article ID 6525483, doi: 10.1155/2020/6525483

Mankalale M. G., Liang Z., Zhao Z. Composite-Input Magnetoelectric-Based Logic Technology. IEEE Journal on Exploratory Solid-State Computational Devices and Circuits, 2017, Vol. 3, p. 27-36.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Савельєв А. Й. Проектування комп'ютерів і систем. Москва: Вища школа, 1984. 284 с.
  2. Fei Dai, Yan Liu. Theory and Methods of Quantification Design on System-Level Electromagnetic Compatibility. 2019. 552 c.  doi: 10.1007/978-981-13-3690-4.
  3. Junqi Zheng. Electromagnetic Compatibility (EMC) Design and Test Case Analysis. Print Book. 2019. doi: 10.1002/9781118956847.
  4. Henry W. Ott. Electromagnetic Compatibility Engineering. Print Book. 2009. doi: 10.1002/9780470508510.
  5. Eric Bogatin. Signal Integrity. Print Book. 2018. 975 p.  
  6. Paul Clayton. Introduction to Electromagnetic Compatibility. 2006. 975 p.  doi: 10.1002/0471758159.
  7. Mark Van Helvoort, Mathieu Melenhorst. EMC for Installers. Electromagnetic Compatibility of Systems and Installations. 2018. 241 p. doi: 10.1201 / 9781315119359.
  8. Kaiser Kenneth. Electromagnetic Compatibility Handbook. Hardcover, 2005. 715 p.
  9. Chetan Kathalay. A Practical Approach to Electromagnetic compatibility. 2020. 403 p.
  10. Zhang J., Xu W., Chen D., Zhang C. A Comparative Study on Current-And Voltage-Optimized Circuit Scheme for Multiple-Transmitter and Single-Receiver WPT System. Journal of Electrical and Computer Engineering. 2020. P. 21-32.
  11. Волін М. Л. Паразитні процеси в електронному обладнанні. Друге видання переглянуте та розширене. Москва: Видавництво "Радіо та зв'язок", 1981. 291 c.
  12. Князєв А. Д. Проектування радіоелектронної та електронно-обчислювальної техніки з урахуванням електромагнітної сумісності. Москва: Видавництво радіо та зв'язку, 1989. 224 c.
  13. Рогінський В. Ю. Екранування в радіоприладах. Ленінград: Видавництво "Енергія", 1969. 53 c.
  14. Шапіро Д. Н. Основи теорії електромагнітного екранування. Ленінград: Видавництво "Енергія", 1975. 112 c.
  15. Крейг Міцнер. Дизайн печатної плати за допомогою OrCAD Capture та редактора печатних плат, 1-е видання.
  16. Рабаи Жан М., Чандракасан Ананта, Николич Боривож. Цифрові інтегральні схеми. Методологія проектування. 2-е видання. Москва: Санкт-Петербург, Київ. 2007. 912 с.
  17. Kasri N. F., Piah M. A. M., Adzis Z. Compact High-Voltage Pulse Generator for Pulsed Electric Field Applications: Lab-Scale Development. Journal of Electrical and Computer Engineering. 2020. Vol. 2020. Article ID 6525483. doi:10.1155/2020/6525483.
  18. Mankalale M. G., Liang Z., Zhao Z. Composite-Input Magnetoelectric-Based Logic Technology. IEEE Journal on Exploratory Solid-State Computational Devices and Circuits. 2017. Vol. 3. p. 27-36.