[實用新型]混合型電磁帶隙結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720725113.7
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN207118061U
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳陽
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)商用航空發(fā)動機有限責(zé)任公司
• 主分類號: H05K1/02
• 分類號: H05K1/02
• 代理公司: 上海專利商標事務(wù)所有限公司31100
• 代理人: 徐偉

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及航空發(fā)動機控制系統(tǒng)的電磁設(shè)計領(lǐng)域，尤其涉及應(yīng)用于航空發(fā)動機電子控制器中抑制同步翻轉(zhuǎn)噪聲的混合型電磁帶隙結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

控制系統(tǒng)是航空發(fā)動機的重要組成部分，航空發(fā)動機大量的控制行為需要通過發(fā)動機控制系統(tǒng)中的電子控制器(EEC)來進行控制管理。隨著航空發(fā)動機控制系統(tǒng)的越趨先進，作為航空發(fā)動機電子控制器中的核心部件的印刷電路板(PCB)也越趨復(fù)雜。

同步翻轉(zhuǎn)噪聲是指整個電子系統(tǒng)中由于各種電路幾乎同時發(fā)生狀態(tài)切換，導(dǎo)致電壓信號或者電流信號在極短的時間內(nèi)發(fā)生極大的改變從而引發(fā)的噪聲，進而會引起電磁干擾。由于PCB速率、性能的快速提升，低電平電壓、高時鐘速率等因素使得PCB中產(chǎn)生的同步翻轉(zhuǎn)噪聲問題越來越嚴重。而同步翻轉(zhuǎn)噪聲會引起很多問題，比如會破壞電源/信號完整性、影響電磁兼容、產(chǎn)生電磁干擾等，從而嚴重影響航空發(fā)動機的安全性和可靠性。

針對機載印刷電路板中同步翻轉(zhuǎn)噪聲問題，當前的解決方法主要有分立式去耦電容結(jié)構(gòu)、嵌入式電容結(jié)構(gòu)、電源平面分割結(jié)構(gòu)以及較為前沿的UC-EBG結(jié)構(gòu)。

a)分立式去耦電容結(jié)構(gòu)

去耦電容是電路中元器件電源端的電容，能夠降低元器件到電源端的同步翻轉(zhuǎn)噪聲。但是由于去耦電容中存在其他不確定參數(shù)的影響，因此在時鐘頻率較高時，其本身的一些SSN抑制特性會產(chǎn)生變化。一般分立式去耦電容雖然能夠用于抑制同步翻轉(zhuǎn)噪聲，但是，當電路中的時鐘頻率高于600MHz，去耦電容將喪失抑制同步翻轉(zhuǎn)噪聲的能力。

b)嵌入式電容結(jié)構(gòu)

該種電容結(jié)構(gòu)是將電容內(nèi)嵌到機載PCB板的電源層與地層之間。由于PCB板中內(nèi)嵌入了電容，使得數(shù)字電路中的等效電感變小從而具有相對較高的同步翻轉(zhuǎn)噪聲抑制頻率。但是嵌入式電容結(jié)構(gòu)特殊，設(shè)計復(fù)雜，加工困難，制作成本很高。

c)電源平面分割結(jié)構(gòu)

電源層分割，即是對PCB板電源層進行分割，將同步翻轉(zhuǎn)噪聲限制其內(nèi)，阻止噪聲傳播出去，從而達到抑制同步翻轉(zhuǎn)噪聲的效果。電源平面分割結(jié)構(gòu)原理簡單、設(shè)計容易、價格較低，但是該結(jié)構(gòu)中分割了電源平面，使得信號連續(xù)性受到破壞。

d)UC-EBG結(jié)構(gòu)

UC-EBG結(jié)構(gòu)，即平面緊湊型電磁帶隙結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通過自身的局域諧振特性產(chǎn)生一種可以抑制電磁波傳播的頻率禁帶。該結(jié)構(gòu)可以一定程度上消除電磁干擾和抑制同步翻轉(zhuǎn)噪聲。但是該UC-EBG結(jié)構(gòu)破壞了PCB電源平面的連續(xù)性，造成PCB電路中傳輸信號不完整。

因此，本領(lǐng)域需要一種改善的同步翻轉(zhuǎn)噪聲和電磁干擾抑制結(jié)構(gòu)。

實用新型內(nèi)容

為了克服上述缺陷，本實用新型旨在提供一種混合型電磁帶隙結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本實用新型的一方面，提供了一種混合型電磁帶隙結(jié)構(gòu)，嵌入在航空發(fā)動機的電子控制器中的印刷電路板上，該混合型電磁帶隙結(jié)構(gòu)包括：

多個周期性排列的折疊型單元體，每個折疊型單元體包括中心部和分布于中心部的各邊緣的條狀連接部，相鄰的兩個折疊型單元體之間通過相鄰邊緣的條狀連接部連接，該多個折疊型單元體包括多對相鄰的折疊型單元體，其中至少一對折疊型單元體的中心部上設(shè)有圓柱體，至少一對折疊型單元體的中心部上未設(shè)圓柱體。

在一實例中，該折疊型單元體的該中心部的每側(cè)邊緣的該條狀連接部包括沿對應(yīng)邊緣的長度方向來回曲折的枝條。

在一實例中，該條狀連接部的該枝條的寬度在延伸方向上不變且與相鄰兩個來回曲折的枝條段之間的間距相等。

在一實例中，該折疊型單元體的該中心部的每側(cè)邊緣的該條狀連接部的枝條的寬度相等。

在一實例中，該中心部的每側(cè)邊緣的該條狀連接部的該枝條在邊緣長度方向上來回曲折的延伸長度越來越長。

在一實例中，該折疊型單元體的該中心部的形狀為正方形。

在一實例中，該折疊型單元體的該中心部的每側(cè)邊緣的該條狀連接部包括沿對應(yīng)邊緣的長度方向來回曲折的枝條，且該中心部的每側(cè)邊緣的該條狀連接部的該枝條的總延伸長度不大于該折疊型單元體的邊長的10倍。

在一實例中，所說折疊型單元體的邊長為30mm至50mm。

在一實例中，包括4個呈田字形排列的該折疊型單元體，其中一對相鄰的該折疊型單元體的中心部上設(shè)有圓柱體，另一隊相鄰的該折疊型單元體的中心部上未設(shè)圓柱體。

在一實例中，該中心部、該條狀連接部以及該圓柱體為金屬材料。