ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.05.2025

Просмотров: 256

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Основы проектирования электронных средств

6 Семестр, 3 курс, гр. Р, рс, рб

Лекция 1. Введение в проектирование эс. История развития конструкций электронных средств. Лекция 2. Эмс как важнейший фактор создания электронных средств

Походы к обеспечению эмс

Эмс и нарушения функциональной безопасности

Уровень напряженности поля

Информационная безопасность

Электромагнитное оружие

Система технического регулирования в области эмс в рф

Лекция 3. Верификация в проектировании модулей

Концепция "сдвига влево"

Целостность сигнала

Результатами выполнения этих задач являются:

Лекция 4. Топологическое проектирование

Способы задания графов

Классификация графов

Части графа

Структурные свойства связных графов

Матрица соединений

Матрица инциденций

Задача разбиения

Задача размещения

Трассировка

Лекция 5. Алгоритмы решения топологических задач

Коммутационное поле

Позиция

Характеристика позиций

Параллельный алгоритм одновременного размещения

Волновой алгоритм

Контрольные вопросы

Лекция 6. Элементная база эс и конструкции плат

Спектр сигнала определяется соотношением

Лекция 7. Линии передачи в монтажных соединениях

Расчет емкости в односторонних платах

Значение погонной емкости линии передачи в стеклотекстолите с волновым сопротивлением 50 Ом составляет около 1,4 пФ/см Пример расчета

Анализ линии в частотной области

Анализ линии во временной области

Лекция 8. Помехи в одиночных линиях

Характер переходного процесса в длинной линии

Лекция 9. Перекрестные помехи в связанных линиях передачи

Лекция 10. Помехи в шинах питания

10.2. Устранение помех по шинам питания

10.3. Размещение и подключение конденсаторов

10.4. Рекомендации по проектированию шин питания и заземления

Лекция 11. Структурный метод проектирования мпп Основные этапы проектирования:

Лекция 12. Концепция экранирования

Лекция 13. Механизмы работы экрана при различных видах излучения, ближняя и дальняя зона

Лекция 14. Экранирующие материалы и покрытия

Металлические листы

Сеточные материалы

Скин-слой

Пермаллой

Особенности технологии пермаллоя

Лекция 15. Экранирование в ближней зоне

Лекция 16. Электродинамическое экранирование

Основы проектирования электронных средств

6 Семестр, 3 курс, гр. Р, рс, рб

Лекции 34 часа.

Лектор д.т.н., проф. Кечиев Л.Н.

Содержание

Лекция 1. Введение в проектирование ЭС. История развития конструкций электронных средств. 3

Лекция 2. ЭМС как важнейший фактор создания электронных средств 3

Лекция 3. Верификация в проектировании модулей 6

Лекция 4. Топологическое проектирование 12

Лекция 5. Алгоритмы решения топологических задач 19

Лекция 6. Элементная база ЭС и конструкции плат 27

Лекция 7. Линии передачи в монтажных соединениях 32

Лекция 8. Помехи в одиночных линиях 41

Лекция 9. Перекрестные помехи в связанных линиях передачи 46

Лекция 10. Помехи в шинах питания 48

Лекция 11. Структурный метод проектирования МПП 55

Лекция 12. Концепция экранирования 57

Лекция 13. Механизмы работы экрана при различных видах излучения, ближняя и дальняя зона 61

Лекция 14. Экранирующие материалы и покрытия 64

Лекция 15. Экранирование в ближней зоне 69

Лекция 16. Электродинамическое экранирование 73

Литература

1. Кечиев Л.Н. Проектирование печатных плат для цифровой быстродействующей аппаратуры. М.: ООО "группа ИДТ", 2007.616 с.

2. Уильямс Т. ЭМС для разработчиков продукции. – М.: Издательский дом "Технологии", 2003. 540 с.

3. Кечиев Л.Н., Пожидаев Е.Д. Защита электронных средств от воздействия статического электричества. М.: Издательский дом "Технологии", 2005.352 с.

4. Кечиев Л.Н., Степанов П.В. ЭМС и информационная безопасность в системах телекоммуникаций. М.: Издательский дом "Технологии", 2005.320 с.


  1. Иоссель Ю.Я., Кочанов Э.С., Струнский М.Г. Расчет электрической емкости». 2оеиздание, переработанное и дополненное. Энергоиздат, Ленинград, 1981, − 288 с.

Для выполнения курсового проекта дополнительно

  1. Медведев А.М. Печатные платы. Конструкции и материалы.  М.: Техносфера, 2005.  304 с.

  2. Медведев А.М. Технология производства печатных плат.  М.: Техносфера, 2005.  360 с.

  3. Пирогова Е. Проектирование и технология печатных плат. Учебник.  М.: ФОРУМ ИНФРА-М, 2005.  560 с.

Все книги есть в библиотеке МИЭМ

Лекция 1. Введение в проектирование эс. История развития конструкций электронных средств. Лекция 2. Эмс как важнейший фактор создания электронных средств

    1. Совместимость технических средств

Электромагнитная совместимость(ЭМС) важнейший показатель, электронных средств, определяющий способность технического средства функционировать в предусмотренном режиме в заданной электромагнитной обстановке и при этом не создавать электромагнитных помех другим техническим средствам.

ЭМС обеспечивается рациональным проектированием электрических межсоединений, экранированием,зонированием (компоновкой), фильтрацией, заземлением и ограничением перенапряжений. Экранирование остается в ряде случаев единственно возможным решением для снижения уровня воздействующих ЭМП на электронные средства. С повышением быстродействия электронных средств применение схемотехнических методов (фильтрация, установка ограничителей) будет все более нежелательно из-за влияния на быстродействие систем. Любые методы и технические решения, влияющие на быстродействие, требуют очень выверенных решений, поскольку этот показатель является приоритетным при создания самого широкого класса электронных средств.


Походы к обеспечению эмс

Угроза деструктивного воздействия ЭМП контролируется путем принятия определенных правил обеспечения ЭМС. При рассмотрении вопросов ЭМС всегда присутствует три компоненты: источник помех, среда распространения помех и рецептор, на который воздействуют помехи. Термин «электромагнитная совместимость» имеет два взаимодополняющих друг друга аспекта:

  • он характеризует способность электрических и электронных систем функционировать совместно и одновременно с другими системами без помех;

  • он также характеризует способность таких систем функционировать в соответствии с назначением в определенной электромагнитной обстановке.

Это позволяет выработать достаточно большой комплект норм, относящихся как к допустимой эмиссии помех от устройств, так и к уровням помех, применительно к которым было бы разумно ожидать, что устройства должны продолжать функционировать при их воздействии. Эти нормы непосредственно связаны с характеристиками окружающей среды, которая может относиться к классу бытовой, коммерческой, медицинской, промышленной и т.д., для использования в условиях которой устройства разработаны, изготовлены и размещены на рынке. Указанные нормы и методы, с использованием которых доказывается соответствие нормам, образуют основу комплекса стандартов (часть из которых распространяется на эмиссию помех, а часть на устойчивость к помехам), применяемых для обеспечения ЭМС любого конкретного изделия, применяемого отдельно. Стандартизация в области ЭМС ведется на международном, региональном и национальном уровне.

Эмс и нарушения функциональной безопасности

К основным электромагнитным явлениям, которые, как ожидается, могут оказать воздействие на электронные средства управления, относятся:

  • прерывания, провалы, выбросы и колебания напряжения электропитания;

  • переходные (импульсные) напряжения в линиях электропитания, сигнальных линиях и линиях управления;

  • радиочастотные электромагнитные поля, как импульсного характера (создаваемые радиолокационными станциями), так и непрерывные, воздействующие непосредственно на оборудование или на присоединенные кабели;

  • мощные электромагнитные импульсы (преднамеренные или непреднамеренные);

  • электростатические разряды (ЭСР), создаваемые заряженными объектами или людьми;

  • низкочастотные электрические или магнитные поля.


Уровень напряженности поля

Напряженность поля излучаемых помех, как преднамеренных, так и непреднамеренных, уменьшается с расстоянием от источника. Для излученных электромагнитных полей в свободном пространстве уменьшение обратно пропорционально расстоянию при условии, что измерения проводятся в дальней зоне поля (это понятие уточним ниже). Влияние нерегулярностей земной поверхности и отражений от местных предметов приводит к более быстрому уменьшению напряженности поля вследствие экранирования, абсорбции, отражений, расхождения лучей и расфокусирования диффрагирующих волн.

Информационная безопасность

Важный аспект ЭМС относится к безопасности конфиденциальной информации. Радиочастотная электромагнитная эмиссия низкого уровня от оборудования обработки данных может оказаться модулированной сигналами, несущими информацию, создаваемыми оборудованием, например видеосигналами, поступающими на экран монитора. Эти сигналы могут быть обнаружены с использованием чувствительной аппаратуры, размещенной вне защищенной области, и затем могут быть выделены для использования информации в интересах третьей стороны, что приводит к компрометации безопасности системы. Мощные электромагнитные возмущения могут привести к деструктивным воздействиям на информационные системы, нарушая предусмотренный алгоритм обработки информации.


Электромагнитное оружие

Идея о том, что преднамеренно созданный мощный широкополосный излученный электромагнитный импульс может быть использован для нарушения работы всех потенциально восприимчивых электронных систем в пределах некоторой области, получает все большее признание. Учитывая, что электронные системы являются почти всеобщей основой общественной жизни, нападение с целью одновременного вывода из строя многих компьютерных сетей может, действительно, иметь важные последствия. Известно, что указанные технологии разрабатываются рядом стран, но можно представить, что менее сложные устройства такого рода могут быть использованы многими другими организациями и отдельными лицами.

    1. Директива эмс и техническое регулирование Директивы нового подхода

Облегченный режим обеспечения ЭМС, который ранее почти повсеместно существовал в Европе, в настоящее время кардинально изменен в результате принятия Европейской комиссией Директивы ЭМС 89/336/ EEC, введенной в действие с 1 января 1992 г. Обеспечение свободного движения товаров между европейскими государствами является важнейшей целью образования Общего Европейского рынка. Все государства-члены вводят для изготовителей товаров стандарты и устанавливают их ответственность для обеспечения качества и безопасности товаров, защиты пользователейи т.д. Определенные различия в процедурах и требованиях играют роль технических барьеров в торговле и приводят к раздробленности Европейского рынка и повышению стоимости товаров, так как изготовители должны модифицировать свою продукцию применительно к различным национальным рынкам.

Существенные требования Директивы ЭМС заключаются в том, что аппараты должны быть изготовлены таким образом, чтобы:

  • создаваемые ими электромагнитные помехи не превышали уровня, обеспечивающего функционирование радио- и телекоммуникационного оборудования и других аппаратов в соответствии с назначением;

  • аппараты имели достаточный уровень собственной устойчивости к электромагнитным помехам, позволяющий им функционировать в соответствии с их назначением.

Директива ЭМС применяется к каждому индивидуальному образцу изделия определенного типа, безотносительно к тому, когда оно было изготовлено и относится ли изделие к продукции единичного выпуска или крупносерийного производства.