Современная электроника 5-2020

Реклама

5/2020 CONTENTS ЖУРНАЛ THE ISSUE PERSON Журнал «Современная электроника» 4 Elena Ivanova: We Want to be Faster, Higher, Stronger Издаётся с 2004 года MARKET Главный редактор А. А. Смирнов 8 Russian Market News Заместитель главного редактора Д. А. Трофимов Редакционная коллегия А. Е. Балакирев, В. К. Жданкин, MODERN TECHNOLOGIES С. А. Сорокин, Р. Х. Хакимов 12 RFID: We Build and Produce Together Вёрстка А. М. Бабийчук Обложка Д. В. Юсим Maxim Selivanov Распространение С. Ю. Чепурова ([email protected]) 14 Manufacturer of HIC Microwave on Ecumenicity Substrates with Реклама И. Е. Савина ([email protected]) Through Holes Filled with a Polycrystalline Diamond Учредитель и издатель ООО «СТА-ПРЕСС» Yuriy Nepochatov, Vladimir Svinarenko, Igor Belashov Генеральный директор К. В. Седов 26 HARTING Technology Group: Ecological Trends in Industry Адрес учредителя и издателя: and Adaptation to the New Reality 117279, г. Москва, ул. Профсоюзная, д. 108, пом/ком/эт I/67/тех Olga Romanovskaya Почтовый адрес: 119313, Москва, а/я 26 28 Robust in the Spray Zone: Han® F+B – Versatile Connectors Тел.: (495) 232-0087 • Факс: (495) 232-1653 for the Food Industry [email protected] • www.soel.ru Florian Hackemeier 30 3D MID Replaces Flexible Printed Circuit Boards – Cost Savings Производственно-практический журнал of up to Two Thirds Выходит 9 раз в год. Тираж 10 000 экз. Цена свободная Thomas Hess Журнал зарегистрирован в Федеральной службе ELEMENTS AND COMPONENTS по надзору за соблюдением законодательства в сфере 34 Modern EPCOS Electrolytic Capacitors for Industrial Power Supplies массовых коммуникаций и охране культурного наследия (свидетельство ПИ № ФС77-18792 от 28 октября 2004 г.) and Automotive Electronics Свидетельство № 00271-000 о внесении в Реестр надёжных Yuriy Petropavlovskiy партнёров ТПП РФ. 38 Super-Operational RAM Memory Chips from GSI Technology Evgeniy Pavlyukovich Отпечатано: ООО «МЕДИАКОЛОР». Адрес: Москва, Сигнальный проезд, 19, бизнес-центр Вэлдан DEVICES AND SYSTEMS Тел./факс: (499) 903-6952 44 Safety-Executive Module for Transformer Protection Relay from GIС Перепечатка материалов допускается только с письменного EMP Nuclear Explosion разрешения редакции. Ответственность за содержание Vladimir Gurevich рекламы несут рекламодатели. Ответственность за 48 Measurement of Pulse Signal Phase Noise Using R&S FSWP Phase содержание статей несут авторы. Материалы, переданные Noise Analyzers редакции, не рецензируются и не возвращаются. Мнение Part 1 редакции не обязательно совпадает с мнением авторов. Kirill Rumyantsev, Nikolay Lemeshko Все упомянутые в публикациях журнала наименования 54 Making Noise Power Ratio Measurements with Real-World Signals продукции и товарные знаки являются собственностью Donald Vanderweit соответствующих владельцев. DESIGN AND SIMULATION © СТА-ПРЕСС, 2020 58 Introduction of ECAD/EDA at Russian Instrument-Making Factory ПОДПИСКА Anton Plaksin, Ilya Skvortsov Концепция распространения журнала – 62 Design for Manufacturing (DFM) БЕСПЛАТНАЯ ПОДПИСКА ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТОВ на электронную версию журнала. Условие сохранения Part 4. Component Placement такой подписки – своевременное её продление каждый год. Igor Zyrin, David Marrakchi 68 Configuring Data Synchronization between Concord Pro and Windchill ПЛАТНАЯ ПОДПИСКА С ГАРАНТИРОВАННОЙ ДОСТАВКОЙ PDMLink Преимущества: Vadim Ivanov • гарантированная доставка журнала; 72 Testing Embedded Systems: Developing Test SOFTWARE or JTAG • подписка доступна любому желающему по всему миру. Functional Test? Alexey Ivanov, Mick Austin ОФОРМЛЕНИЕ ПЛАТНОЙ ПОДПИСКИ В любом почтовом отделении России, PAGES OF HISTORY подписное агентство «Роспечать»: 76 Great Victory Day and Radio Day Тел.: (495) 921-2550. Индексы на полугодие – 46459, на год – 36280. Vladimir Bartenev Подписное агентство «Урал-Пресс»: 2 WWW.SOEL.RU Тел.: (499) 700-0507 • http://www.ural-press.ru СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

СОДЕРЖАНИЕ 5/2020 РЕКЛАМОДАТЕЛИ ПЕРСОНА НОМЕРА EREMEX (Delta Design) . . .9, 10, 59 4 Елена Иванова: «Мы хотим быть быстрее, выше, сильнее» ICAPE Group . . . . . . . . . . . 33 Innodisk . . . . . . . . . . . . . . 71 РЫНОК JTAG . . . . . . . . . . . . . . . 73 Keysight Technologies . . 4-я стр. обл. 8 Новости российского рынка Litemax . . . . . . . . . . . . .9, 37 LUMINEQ . . . . . . . . . . . 22–23 СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Schaefer. . . . . . . . . . . . . . 53 Wolfspeed. . . . . . . . . . . . . 25 12 RFID: вместе строим, вместе производим XP Power . . . . . . . . . . . . . 43 Главкон . . . . . . . . . . . . . . 69 Максим Селиванов ДОЛОМАНТ. . . . . . . . . . . . .7 НИФРИТ . . . . . . . . . . . . . .1 14 Изготовление ГИС СВЧ на алюмонитридных подложках со сквозными Завод «СНЕЖЕТЬ» . . 2-я стр. обл. отверстиями, заполненными поликристаллическим алмазом ТЕСТПРИБОР . . . . . . . .8, 11, 80 ЭЛМ (ALTIUM) . . . . . . . . .8, 63 Юрий Непочатов, Владимир Свинаренко, Игорь Белашов ВЫСТАВКИ 26 HARTING Technology Group: экологические тренды в промышленности и адаптация к новой реальности ChipEXPO-2020 . . . . . . . . . . 67 ExpoControl . . . . . . . . . . . . 75 Ольга Романовская ExpoElectronica . . . . 3-я стр. обл. RADEL. . . . . . . . . . . . . . . 57 28 Han® F+B: универсальные соединители для пищевой промышленности Флориан Хакельмайер 30 Монтажное основание приходит на смену гибким печатным платам Томас Хесс ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 34 Современные электролитические конденсаторы EPCOS для промышленных источников питания и автомобильной электроники Юрий Петропавловский 38 Микросхемы сверхоперативной ОЗУ памяти от GSI Technology Евгений Павлюкович ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 44 Предохранительно-исполнительный модуль для реле защиты трансформатора от ГИТ ЭМИ ЯВ Владимир Гуревич 48 Измерения фазовых шумов импульсных сигналов с использованием анализаторов фазового шума R&S FSWP Часть 1 Кирилл Румянцев, Николай Лемешко 54 Измерение коэффициента мощности шума с помощью реальных сигналов Дональд Вандервейт ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 58 Внедрение программ класса ECAD/EDA на российских приборостроительных предприятиях Антон Плаксин, Илья Скворцов 62 Проектирование для производства (DFM) Часть 4. Размещение компонентов Игорь Зырин, Дэвид Марракчи 68 Настройка синхронизации данных Concord Pro и Windchill PDMLink Вадим Иванов 72 Тестирование встраиваемых систем: разработка тестового ПО или JTAG Functional Test? Алексей Иванов, Мик Остин СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ 76 День Великой Победы и День радио Владимир Бартенев СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 WWW.SOEL.RU 3

ПЕРСОНА НОМЕРА Елена Иванова: «Мы хотим быть быстрее, выше, сильнее» Генеральный директор московского представительства Synopsys приступать к написанию ПО на более рассказала, как себя чувствует компания на отечественном рынке ранних стадиях, например на этапе в условиях санкций, о спросе на IP-блоки, подготовке кадров, аппаратного прототипирования и эму- многострадальной идее импортозамещения и многом другом. ляции. Насколько широко сегодня цию до передачи GDS II на фабрику. В России продаётся весь спектр про- компания Synopsys охватывает Есть САПР и для фабрик: приборно-тех- дуктов Synopsys, поскольку разрабаты- сферу проектирования нологическое моделирование, анализ ваются самые разные проекты: 16, 28 и электроники? выхода пригодных, моделирование 40 нм. литографических процессов. Компания Synopsys – американский Как подобрать оптимальный разработчик САПР для проектирова- В портфеле Synopsys есть ещё САПР с пакет ПО? ния электроники – является лидером узкой специализацией, например для на мировом рынке САПР и IP-блоков моделирования фотоники, оптических Если вы используете глубокий субми- уже больше 10 лет. Наша компания эффектов (в том числе и осветитель- крон и двойные фотошаблоны (16 нм занимается разработкой, продажей и ных приборов, таких как автомобиль- и меньше), топологический редактор поддержкой программных продуктов, ные фары) и др. САПР потребует дополнительных моду- а также обучением работе с инструмен- лей. В диапазоне от 90 до 28 нм требу- тами IP-блоков. Появилось и новое для Synopsys ется лишь стандартный набор инстру- направление, связанное с безопасно- ментов. Synopsys предлагает решения, начи- стью и устойчивостью ПО. Это направ- ная с архитектурного уровня, с помо- ление очень важно для компаний, кото- Мы стараемся найти решение для щью которых можно разработать тех- рые работают с персональными или каждого заказчика. В первую оче- ническое задание (ТЗ) для проекта. чувствительными данными. редь оцениваем задачи, требования Если ТЗ хорошо формализовано, то проекта и, исходя из этого, предла- можно сгенерировать RTL. Есть различные IP-блоки – кирпичи- гаем несколько вариантов марш- ки для постройки проекта как на физи- рута: минимальный, оптимальный Основной блок инструментов ори- ческом уровне, так и на уровне модели или расширенный. Есть партнёр- ентирован на синтез и верификацию для создания ТЗ. ская программа в «Сколково», кото- RTL-кода, трассировку и размещение рая позволяет резидентам получить топологии, физическую верифика- Есть и аппаратные решения, кото- специальные условия в первые годы рые позволяют отлаживать проект и работы. В России у вас есть дистрибьюторская сеть? В 2011 году компания Synopsys открыла представительство в Москве. Этот шаг стал подтверждением нашей уверенности в российском рынке в целом и его потенциале. Для удоб- ства клиентов продукты продаём за рубли. Кстати, ни один другой зару- бежный поставщик САПР так не рабо- тает. Есть предприятия, которые не могут по тем или иным причинам с нами работать напрямую. Тогда сотрудни- чаем через агентов – идём навстречу заказчику. Однако это в исключитель- ных случаях. Елена Иванова WWW.SOEL.RU Какую долю российского рынка занимает Synopsys сегодня? 4 По продажам IP-блоков около 90% российского рынка наши. Что касает- ся инструментов, здесь сложнее сказать. Исходя из количества тех клиентов, с которыми мы работаем, у нас около половины рынка. СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

ПЕРСОНА НОМЕРА Насколько программные продукты Многие крупные зарубежные но разрабатывали свой портфель. Synopsys ориентированы именно компании размещают в разных На данный момент в компании на российских разработчиков? странах центры поддержки, Synopsys работает более 12 тыс. где в равноправные команды человек. Просто представьте, какое Если вопрос о русификации наше- объединяются продажники и количество человеко-часов было го ПО, то эта процедура очень сложна разработчики. Есть ли подобные затрачено на создание САПР за эти и трудоёмка, необходимо постоянно команды у Synopsys в России? годы, сколько было инвестировано следить за обновлениями. Руковод- в новые технологии при поглоще- ства пользователя представлены лишь У нас есть большое подразделение нии других компаний. на английском языке. Нужен отдель- в Санкт-Петербурге, где работают 60 раз- ный штат, который мог бы заниматься работчиков, которые занимаются про- Теперь вернёмся к идее создания непосредственно переводом. К тому же граммным обеспечением и поддер- с нуля. Пофантазируем. Создаём ком- российские разработчики предпочита- живают процессоры ARC. Также есть панию по разработке САПР. Нам нужно ют работать с оригинальными интер- небольшая группа, которая разрабатывает нанять хотя бы тысячу человек, которые фейсами, как правило на английском инструменты моделирования литографи- начнут заниматься параллельной разра- языке. ческих процессов. В Москве у нас четыре боткой различных этапов проектиро- человека, все они занимаются поддерж- вания. При самых оптимистичных про- Насколько активно в России кой заказчиков, ориентированы на про- гнозах мы будем иметь «что-то» через покупают IP-блоки? движение и продажу решений в России. 2–3 года. Посчитайте заработный фонд, плюс содержание компании, рабо- За последние годы очень сильно Кстати, в Армении действует очень чих мест, при этом параллельно надо изменилось отношение разработчиков большое подразделение: 600 разработ- выстраивать инфраструктуру производ- к IP-блокам. Раньше многие считали, чиков занимаются портированием бло- ства, создавать библиотеки, тестировать что IP-блок можно разработать само- ков под различные технологии. Готовит маршрут и оценивать качество резуль- стоятельно. Сегодня в более сложных специалистов Ереванский университет. тата путём пробных запусков на фабри- проектах, когда появляются ограни- ках. Это весьма нетривиальная задача, чения по времени и ресурсам, многие Как выстраивается стратегия требующая государственной поддержки предпочитают «не изобретать вело- работы с российскими вузами? и наличия квалифицированных кадров, сипед», а приобретать проверенное готовых выполнить такую ответствен- решение. Интерес к IP-блокам появ- МИЭТ – основной институт, с кото- ную работу. ляется не только у ведущих компа- рым сотрудничаем. Были попытки ний, которые разрабатывают про- выстраивания отношений с вузами дру- Будем рациональны. Нужно импор- екты 16 нм, но и у тех, кто работает гих регионов, но, к сожалению, не такие тозамещать только то, что мы можем по традиционным технологическим удачные. Да, специалисты готовятся, импортозаместить. Если перспекти- нормам. однако ключевым элементом работы вы туманны по некоторым направле- с университетами является заинтере- ниям, лучше думать о том, каким обра- За последние 5–10 лет много сованный человек в вузе, понимающий зом привезти недостающие технологии ли было стартапов, которые пользу такого курса и для университе- в Россию. после поглощения привнесли та, и для студентов. Как правило, тако- в ваш бизнес действительно го человека найти очень сложно, и это Как санкции повлияли на бизнес работающие инновационные не зависит от региона. компании Synopsys в России? решения? Компания Synopsys поддерживает Московское представительство явля- Мы очень внимательно следим за кафедру в МИЭТ. Каждый год выпу- ется стопроцентной дочкой американ- состоянием рынка. Новые техноло- скается 20 специалистов. К сожа- ской Synopsys. Поэтому мы соблюда- гии могут рождаться не только вну- лению, не все студенты идут рабо- ем все условия, которые выдвигаются три Synopsys. Инновации иногда тать по профилю. В разные годы для американской компании в России. приходят с поглощениями других по-разному: в один год большинство Можем поставлять продукцию коммер- компаний. Много решений пришло студентов находит себе применение ческим предприятиям для граждан- извне – для верификации, создания именно в радиоэлектронной отрасли, ского применения. Есть ограничения IP-блоков и околофабричных задач. а в другой – уходит в другие направле- по сотрудничеству с компаниями из Например, в портфеле компании ния. Трудно сказать, от чего это зави- запрещённого (санкционного) спи- в связи с поглощениями появились сит. Вероятно, в первую очередь – от ска, и здесь, увы, мы ничего не можем решения для Ethernet (28G, 56G и предложений на рынке, и, конечно, от сделать. 112G) однократно-программируе- самого студента – где он сам себя видит. мых (ОТР) чипов. В большинстве случаев сотрудниче- Импортозамещение. Есть ли ство разворачивается по стандартной Последнее семейство микропро- на российском рынке компании, схеме: заказчик предоставляет формы цессора ARC, который также пришёл которые действительно могут для экспортного контроля. Как прави- с поглощением, очень востребовано в разработать конкурентоспособную ло, этого достаточно для начала рабо- больших компаниях. Причин тому мно- САПР? ты. Если же требуется оформление го: процессор энергоэффективен, прост экспортной лицензии, то в Америку в обращении, отлично работает на всех Очень актуальный вопрос. Пред- отправляется заявка, и оформление операционных системах. Также для ARC лагаю порассуждать на эту тему может затянуться от 2 до 7 месяцев. есть дизайн-кит, который позволяет вместе. Возьмём в качестве приме- Если лицензию выдают – спокойно разрабатывать собственное ПО. ра нашу компанию. Synopsys суще- работаем, если нет, значит, нет. ствует на рынке 34 года. Мы поэтап- СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 WWW.SOEL.RU 5

ПЕРСОНА НОМЕРА Возвращаясь к теме кий, поэтому каждая сделка индивидуаль- И в завершение: почему российский импортозамещения. Сейчас на, коммерческие условия обсуждаемы. разработчик должен выбрать выстраиваются хорошие именно Synopsys? взаимоотношения с азиатскими В соответствии с ФЦП, в ближайшее партнёрами. Многие напрямую время в России планируется создать У нас безупречная репутация и прекрасная говорят, что импортозамещение – множество дизайн-центров. техническая поддержка продуктов. Инжене- это вытеснение американских Для вас, естественно, это хорошая ры плотно взаимодействуют с разработчика- производителей и замена их на новость – расширите клиентский ми по части технических вопросов. Никогда китайских и малазийских. А есть пул. Ваши комментарии по этому не даём ложных обещаний: если мы говорим, ли в Азии подобные программные поводу? что сделаем, то обязательно сделаем. продукты, как у Synopsys? Идея коллективных центров уже лет Самое правильное слово, характери- Нет. Китай, Малайзия, Тайвань исполь- 10 витает в воздухе. Она то ближе, то зующее развитие компании, – устойчи- зуют наши продукты или программное дальше. Здесь вопрос стоит в первую вость. За 2019 год наша выручка состави- обеспечение наших конкурентов. В Азии очередь юридический. Головное пред- ла $3,2 млрд. Из года в год прирастаем на нет компаний-разработчиков САПР. Фак- приятие закупает САПР и потом пре- 10–12%, превышая выручку конкурентов тически поставщиков систем автома- доставляет доступ к серверу дочер- на 30%. У нас огромный простор для раз- тизированного проектирования мож- ним предприятиям. В этом случае все вития. По-прежнему вкладываем больше но пересчитать по пальцам одной руки. юридические документы оформляют- трети выручки от реализации продуктов ся дочерними компаниями отдельно. в разработку новых технологий. Предпо- Предусмотрены ли специальные Возникает вопрос юридической ответ- читаем инвестировать в развитие техно- условия для российских ственности: если что-то куда-то «утек- логий, нежели выплачивать дивиденды, разработчиков? ло», кто за это будет отвечать? потому что хотим, чтобы технологически мы были быстрее, выше, сильнее. Я считаю, С точки зрения качества САПР, наши Касательно коммерческих усло- что это достойные аргументы для работы продукты стандартизованы, едины для вий, повторюсь: вопрос обсуждаемый. с Synopsys. всех. С точки зрения коммерческих усло- Не отказываемся, обязательно будем уча- вий, всегда ищем оптимальный формат ствовать в развитии дизайн-центров. Глав- Материал подготовил взаимодействия. Рынок очень малень- ная проблема – экспортные ограничения. Данила Трофимов НОВОСТИ МИРА МИНОБОРОНЫ ТАЙНО ПОКУПАЕТ тизированная система торгов государствен- вание победителю тендера необходимо бы- «ЭЛЬБРУСЫ» НА 200 МЛН РУБЛЕЙ ного оборонного заказа» (АСТ ГОЗ). Имя по- ло передать заказчику до 30 сентября 2019 г. бедителя и предложенная им цена вычисли- Процедура также носила закрытый характер, Как выяснили сотрудники CNews, Мин- тельных комплексов по итогам процедуры поэтому другие подробности неизвестны. обороны намеревается приобрести вычис- достоянием общественности также не станут. лительные комплексы на базе отечествен- «Эльбрус 801-РС» выпускается Инсти- ных процессоров «Эльбрус», выделив При этом стоит отметить, что Миноборо- тутом электронных управляющих машин на это 195 млн руб. Эта сумма выставле- ны не воспользовалось временным правом им. И. С. Брука (ИНЭУМ) – партнёром на в качестве начальной цены контракта в госорганов на безальтернативные неконку- МЦСТ. В станции задействован восьми тематическом тендере ведомства. рентные закупки у единственных поставщи- ядерный процессор «Эльбрус-8С» с ча- ков. В связи с распространением коронави- стотой ядра до 1300 МГц. В ассортименте Закупка в формате закрытого аукциона русной инфекции Минфин и ФАС в конце ИНЭУМ имеется ещё с десяток различных стартовала 14 мая 2020 г. Заявки от пре- марта 2020 г. разъяснили чиновникам, что конфигураций серверов и рабочих станций тендентов принимались до 22 мая. Торги пандемия является так называемым обстоя- на разных процессорах линейки «Эльбрус». были намечены на 26 мая. Победителю не- тельством непреодолимой силы, что снима- обходимо будет поставить технику до 10 но- ет с госорганов (но не с компаний с госучас- У Минобороны есть и опыт приобретения ября 2020 г. тием) ряд тематических ограничений, если высокопроизводительных многопроцессор- они минимально обоснуют причинно-след- ных вычислительных систем «Эльбрус-90 Какие-либо подробности о требующемся ственные связи между вирусом и закупкой. микро». Несмотря на отсылку к процессорам Минобороны «железе» – о числе комплек- «Эльбрус», в этих системах задействованы сов, их моделях и конкретных марках про- Последняя из известных крупных закупок процессоры линейки «МЦСТ R» на основе цессоров – в публичном доступе не пред- Минобороны компьютеров на отечественных архитектуры SPARC. По недавнему завере- ставлены. Закрытый характер процедуры процессорах линейки «Эльбрус» осущест- нию разработчика, МЦСТ работы по разви- объясняется её причастностью к гособо- влялась в конце 2018 г. Тогда министер- тию этой линейки сворачивать не планирует. ронзаказу. Напомним, с целью защиты от ство разместило извещение о покупке 500 западных санкций Минобороны проводит станций «Эльбрус 801-РС вариант 2» по на- Впрочем, не исключено, что за форму- закупки техники на закрытых процедурах. чальной цене около 410 тыс. руб. за штуку, лировкой «вычислительные комплексы» в Переход в непубличный режим состоялся и столько же станций «Эльбрус 801-РС ва- названии нового тендера Минобороны скры- согласно постановлению Правительства риант 3» по цене порядка 391 тыс. руб. за ваются персональные компьютеры, а их про- № 1428 от 27 ноября 2017 г. штуку. Таким образом общая начальная це- изводством занимается (или легко может на контракта на поставку 1 тыс. станций со- начать это делать) достаточно широкий круг Ознакомиться с техзаданием и иными доку- ставила 400 млн руб. Закупленное оборудо- сборщиков компьютерной техники. ментами авторизованные поставщики могут на специализированной площадке «Автома- CNews 6 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

ОТВЕТСТВЕННАЯ ЭЛЕДКТЛРЯОНЖИКЕАСТКИХ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ 100% РОССИЙСКАЯ КОМПАНИЯ ЗАКАЗНЫЕ РАЗРАБОТКИ КОНТРАКТНОЕ ПРОИЗВОДСТВО Разработка электронного оборудования Контрактная сборка электроники уровней: по ТЗ заказчика в кратчайшие сроки модуль / узел / блок / шкаф / комплекс • Модификация КД существующего изделия • ОКР, технологические консультации и согласования • Разработка спецвычислителя на базе • Макеты, установочные партии, постановка в серию • Полное комплектование производства импортными COM-модуля • Конфигурирование модульного и отечественными компонентами и материалами • Поддержание складов, своевременное анонсирование корпусированного изделия • Сборка магистрально-модульной системы снятия с производства, подбор аналогов • Серийное плановое производство по спецификации заказчика • Тестирование и испытания по методикам и ТУ • Разработка изделия с нуля • Гарантийный и постгарантийный сервис (495) 232-2033 • WWW.DOLOMANT.RU • (495) 739-0775 Реклама

РЫНОК На правах рекламы Новости российского рынка АКЦИЯ УСПЕЙТЕ ВОСПОЛЬЗОВАТЬСЯ Для компаний, входящих в реестр сред- ● техническую поддержку и обновление него и малого предпринимательства и ра- Altium Designer до 30.06.2021; УНИКАЛЬНЫМИ УСЛОВИЯМИ нее не приобретавших лицензии Altium НА ПРИОБРЕТЕНИЕ ЛИЦЕНЗИЙ Designer, стоимость бессрочной полно- ● будущий релиз Altium Designer 21. функциональной лицензии будет состав- Предложение действительно до 26 ию- ALTIUM DESIGNER 20! лять 299 000 руб. ня 2020 года. Компания Altium, ведущий мировой разра- Для компаний, которые уже приобрели Подробную информацию об Altium ботчик в области проектирования электрон- лицензии Altium Designer, покупка дополни- ных устройств, и ООО «ЭЛМ», официальный тельных мест будет составлять 329 000 руб. Designer и специальных предложениях мож- дистрибьютор компании Altium на террито- но получить на официальном сайте https:// рии Российской Федерации, предлагают вос- В рамках поставки покупатель гаранти- www.altiumdesigner-20.ru, а также отправив пользоваться специальным предложением рованно получает: запрос по адресу [email protected] или позво- на приобретение лицензий Altium Designer 20. нив по телефону +7 (495) 005-5145. В Altium Designer 20 добавлены новые ин- струменты, расширяющие возможности про- ектирования печатных плат: ● трассировка под произвольным углом; ● новые правила проектирования; ● новое ядро моделирования смешанных аналого-цифровых цепей; ● динамическая компиляция схемотехниче- ского редактора и многое другое. СОБЫТИЯ ИЗМЕНЕНИЕ ДАТ ПРОВЕДЕНИЯ ● Испытания бортовых сетей на ЭМС, их ● Проблемы организации испытательных IX ВСЕРОССИЙСКОЙ НАУЧНО- разработка и защита с учётом требова- лабораторий. ний ЭМС. ТЕХНИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ ● Испытательное оборудование для ЭМС. ● Защита РЭА от электромагнитных воз- ● Метрологическое обеспечение испыта- «ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ действий. СОВМЕСТИМОСТЬ–2020» ний в области ЭМС. ● Восприимчивость устройств к преднаме- Для участия в конференции необходимо не В связи с проведением мероприятий по ренным ЭМП (испытания). позднее 31 июля 2020 года прислать запол- предупреждению распространения новой ненную заявку в организационный комитет: коронавирусной инфекции COVID-19 на ● Разработка устройств с учётом требова- ● по электронной почте: с[email protected] территории Российской Федерации орга- ний ЭМС. (Ольга Черных), [email protected] (Ма- низационный комитет IX всероссийской рия Тимонина); научно-технической конференции «Элек- ● Прогнозирование и расчёт электромаг- ● по факсу: +7 (495) 657-87-37; тромагнитная совместимость-2020» при- нитной обстановки (математические рас- ● скачать заявку в электронном виде мож- нял решение о переносе дат проведения. чёты, моделирование). но на сайте www.test-expert.ru в разделе «Пресс-центр». IX всероссийская научно-техническая кон- ● Объектовая и межобъектовая ЭМС. Участие в конференции платное. ференция «Электромагнитная совмести- ● Обеспечение ЭМС военных и граждан- За подробной информацией о стоимости, мость–2020» пройдёт 6 – 7 августа 2020 г. формах участия и программе конференции в парк-отеле «Свежий ветер». ских РЭС в полосах совместного исполь- обращайтесь в организационный комитет по зования с учётом мероприятий по конвер- телефону +7 (495) 657-87-37 доб. 373 (Мария АО «ТЕСТПРИБОР» совместно с сии радиочастотного спектра. Тимонина) или доб. 321 (Ольга Черных). АО «Концерн «Радиоэлектронные техно- ● Экранирующие, поглощающие и отража- логии» (КРЭТ), АО «Российская электро- ющие материалы. ника», ФГУП МНИИРИП, с участием ФГУП ● Экранирование корпусов, кабельных ли- ВНИИФТРИ приглашает специалистов при- ний и соединителей. нять участие в работе IX всероссийской на- учно-технической конференции «Электро- магнитная совместимость». Основные направления работы конфе- ренции: ● Нормативно-правовое поле ЭМС, срав- нение отечественных и зарубежных стан- дартов. 8 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

РЫНОК На правах рекламы АСКОН ОБЪЯВЛЯЕТ 3. Лучшая прикладная разработка – в ЭРЕМЕКС поддерживает особую но- О СТАРТЕ КОНКУРСА АСОВ номинации рассматриваются программные минацию «Лучшее использование Delta 3D-МОДЕЛИРОВАНИЯ 2020 приложения к КОМПАС-3D. Design». Компания АСКОН, партнёр ЭРЕМЕКС 4. Молодой профессионал – проекты Для участия в конкурсе можно использо- по консорциуму «РазвИТие», объяв- авторов в возрасте до 28 лет включительно. вать триальные версии САПР Delta Design. ляет о приёме заявок на Конкурс асов Скачать триальные версии ПО ЭРЕМЕКС 3D-моделирования 2020. 5. Электронная модель изделия – в номи- можно после короткой регистрации на сай- нации рассматриваются 3D-модели, содержа- те www.eremex.ru. К участию в конкурсе приглашают- щие элементы оформления по ГОСТ 2.052-2015. ся профессиональные пользователи Важно! К участию в конкурсе допускают- КОМПАС-3D и приложений – сотрудни- В этом году объявлен ещё ряд допол- ся работы, выполненные не только в лицен- ки предприятий и индивидуальные раз- нительных номинаций, что даст участнику зионной версии КОМПАС-3D, но и в озна- работчики. больше шансов на победу. комительной 30-дневной или находящейся на этапе опытной эксплуатации. Такие же Конкурс 2020 пройдёт при поддержке пар- Важно! Если в работе совместно с условия действуют для использования при- тнёров АСКОН по консорциуму «РазвИТие» КОМПАС-3D используется Delta Design или ложений партнёров консорциума. – компаний ТЕСИС, НТЦ «АПМ» и ЭРЕМЕКС. другие приложения от партнёров консорци- ума, проект дополнительно примет участие Участникам конкурса предлагается ска- Присоединяйтесь к сообществу асов в особых номинациях от партнёров по кон- чать пробную версию любой из перечис- 3D-моделирования и присылайте свои работы! сорциуму «РазвИТие». ленных систем или оформить опытную эксплуатацию. Тестируйте, создавай- Сроки и этапы проведения конкурса: В перечень продуктов от партнёров те проекты, а результат отправляйте на ● приём заявок на конкурс открыт входят: Конкурс асов. За пробной версией или ● расчётное приложение KompasFlow от опытной эксплуатацией обращайтесь на с 20 апреля 2020 года; [email protected]. ● окончание приёма работ – 31 августа ТЕСИС; ● САПР печатных плат Delta Design от Подробности и регистрация на конкурс 2020 года; размещены на странице мероприятия ● объявление результатов и награждение ЭРЕМЕКС; https://best.ascon.ru/. ● программы для прочностных расчётов победителей – октябрь 2020 года. Каждый участник подаёт заявку на уча- APM FEM / APM WinMachine / APM стие в одной или нескольких основных но- StructFEM от НТЦ «АПМ». минациях. Количество проектов от одного участника не ограничено. Основные номинации конкурса 2020 года: 1. Направление «Машиностроение». По три призовых места в каждой из трёх категорий: до 999 деталей; от 1000 до 4999 деталей; от 5000 деталей. 2. Лучший проект в области промыш- ленного и гражданского строительства. ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ AECX-WHL0 СОЗДАН WHL0 с полноразмерным Mini-PCIe и не- ● 1×Mini-PCIe (полноразмерный), 1×M.2 B-ключ; сколькими слотами M.2 (один 2280 M-Key 1×M.2 M-ключ 2280 (NVMe), ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВЫСОКОЙ и один 3042 B-Key), созданными для пита- ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ния встроенных девайсов. ● 3042 (WWAN w / nSIM); ● 1×SATA III (с SATADOM), 4×COM, Компания Litemax, ведущий постав- Разработанный для использования в щик промышленных вычислительных жёстких условиях эксплуатации AECX- 4×USB 3.1 и 2×USB 2.0; решений, представляет 3,5-дюймовую WHL0 имеет широкий диапазон вход- ● постоянное напряжение 12 В или 19~24 В, встроенную плату AECX-WHL0 на ба- ного напряжения, он может функциони- зе процессоров Intel® 8-го поколения ровать в широком диапазоне рабочих EuP / ErP 2013 Ready. Core™. температур. В сочетании с компактным www.prochip.ru 3,5-дюймовым дисплеем AECX-WHL0 Модуль AECX-WHL0 создан для обе- является идеальным решением для при- Тел.: (495) 232-2522 спечения высокой производительности ложений Smart Retail, автоматизации, на базе процессоров 8-го поколения Intel® Digital Signage, Intelligent Transportation 9 Core™ i3 / i5 / i7 и Celeron® (кодовое на- и IoT. звание Whiskey Lake). AECX-WHL0 пре- доставляет широкий набор функций вво- Особенности AECX-WHL0: да/вывода, включая шесть портов USB, ● процессоры Intel® 8-го поколения Core™ два порта Gigabit Ethernet и до четырёх COM-портов. i7 / i5 / i3 / или Celeron®; ● два 260-контактных разъёма SO-DIMM AECX-WHL0 также предлагает гибкость с выбором портов для дисплея: либо два DDR4 до 32 Гбайт 2400 МГц SDRAM; DP, либо HDMI и LVDS. Пользователи могут ● мультидисплей: 2×DP (HDMI) / LVDS (eDP); использовать расширенную версию AECX- ● два порта Intel® Gigabit Ethernet; СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 WWW.SOEL.RU

РЫНОК На правах рекламы СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЭРЕМЕКС ВЫПУСТИЛА БЕТА- Теперь весь процесс проектирования пе- В состав САПР Delta Design 3.0 вошёл ВЕРСИЮ DELTA DESIGN 3.0 чатных плат проводится в интерфейсе Delta новый инструмент для оформления кон- Design 3.0. Этот набор возможностей вклю- структорской документации на печатную Российская компания ЭРЕМЕКС, раз- чает в том числе: топологическую трасси- плату в соответствии с правилами ЕСКД – работчик САПР электроники Delta Design, ровку соединений в произвольных направ- модуль «Чертёж». Кроме обычной графи- в начале апреля выпустила бета-версию лениях, расчёт формы проводников крат- ки на чертёж можно поместить проекции Delta Design 3.0. чайшей длины, параллельную оптимизацию печатной платы с выбором слоёв или её альтернативных вариантов топологии, лю- масштабируемый фрагмент, таблицу свер- Текущее обновление является наиболее бое редактирование проекта с сохранением ловки и другие компоненты проекта. Реа- существенным за последние несколько лет. целостности разводки и без нарушения про- лизован новый механизм работы с размер- Изменения затронули как внутренние ме- ектных правил и другие операции для трас- ными линиями, обеспечивается синхро- ханизмы работы Delta Design, так и набор сировки печатных плат, известные поль- низация чертежа с редактором печатных функций, который эта САПР предоставля- зователям по работе в редакторе TopoR. плат. ет пользователям. Для автоматической трассировки прово- Появился новый модуль – универсаль- Delta Design 3.0 кардинально отлича- дников добавлен новый режим «эскизная ный редактор производственных файлов ется от предыдущих версий. Архитектура трассировка». Он применяется в случаях, DeltaCAM. Любой проект печатной платы, системы улучшена, что даёт возможность когда проводник нужно провести по кон- спроектированный в Delta Design, может подключать новые дополнительные мо- кретно заданной траектории. Теперь мож- быть автоматически загружен и открыт в дули. Разработан новый математический но просто наметить мышью примерную то- DeltaCAM-редакторе. При автоматической движок и новое расчётное ядро, что по- пологию прохождения проводника, этого загрузке проекта типы слоёв и их поря- зволило значительно повысить качество будет достаточно для дальнейшей авто- док следования сохраняются. Синхрони- трассировки печатных плат, практиче- трассировки. зация между редактором печатных плат ски все алгоритмы стали работать луч- и CAM-редактором позволяет быстро пе- ше, быстрее. В редактор печатных плат Delta Design до- реключаться и переходить к нужной точ- бавлена поддержка высокоскоростных (High ке проекта. Переход на Delta Design 3.0 обеспечит Speed) плат. Появилась возможность созда- разработчикам печатных плат ускорение ния сигнальных цепей (XNet), сигналов пин- Редактор DeltaCAM позволяет загру- процесса проектирования, более удоб- пар, групп сигналов с возможностью вырав- жать и редактировать топологию пе- ный интерфейс и минимизацию ручных нивания по длине или задержке, по пин-паре чатной платы, созданную и в сторонних операций. в группе и выравнивания сигналов относи- САПР. Пользователь может создавать тельно друг друга. Обеспечивается индика- новые типы апертур и отверстий или вно- Расширен функционал импорта проект- ция выравнивания длин и учёт задержки на сить изменения в уже существующие. ных данных из сторонних ECAD-систем. выводах и переходных отверстиях. Также в модуле реализован широкий Теперь пользователи смогут конвертиро- перечень различных DRC-проверок, ко- вать в САПР Delta Design библиотеки из Проведены доработки схемотехническо- торые позволяют проверить проект на со- форматов *.SchLib и *.PcbLib (формат САПР го редактора с учётом пожеланий пользо- ответствие требованиям производителя Altium Designer). вателей системы. Реализована поддержка печатных плат. В DeltaCAM реализован встроенных блоков, что позволяет на прин- механизм поиска возможных закороток Все основные модули, которые ранее ципиальной электрической схеме создать и разрывов цепей. существовали отдельно, интегрирова- схему блока, а далее на этой же схеме ис- ны в единую среду. Топологический пользовать условно-графическое обозначе- CAM-модуль позволяет создавать отдель- редактор печатных плат TopoR полно- ние (УГО) этого блока. При этом нумерация ный тип проекта – панелизацию, в котором стью зашит в редактор печатных плат компонентов производится в соответствии может быть осуществлена мультипликация Delta Design, система цифрового моде- с правилами ГОСТа, пользователи могут как однотипных, так и разнотипных проек- лирования Simtera встроена в сквозной редактировать схему блока прямо на об- тов плат. цикл проектирования, система аналого- щей принципиальной схеме с сохранени- вого моделирования SimOne теперь об- ем её целостности. С выходом бета-версии Delta Design 3.0 ладает всеми возможностями отдельной стартовал период финального тестирова- версии, включая библиотеку из 40 тыс. ния, в котором могут принять участие все SPICE-моделей. пользователи, зарегистрированные на сайте разработчика https://www.eremex.ru/. 10 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

Реклама

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Специальный проект журнала «Современная электроника» и ГК «СИЛТЭК» RFID: вместе строим, вместе производим Максим Селиванов ([email protected]) ботки. Эта короткая процедура – самый длительный этап в процессе учёта. Всё В предыдущих статьях [1, 2] автор рассказал о видах радиометок, остальное делается автоматически. о том, как устроена RFID-система и как определить расположение метки на объекте. В настоящей статье речь пойдёт об использовании Ещё RFID-маркировку можно исполь- технологии радиочастотной идентификации в строительстве, зовать во внутреннем транспортном промышленности и ТЭК. хозяйстве и логистике. На больших заводах с несколькими корпусами и Строим, знаем из чего водства, поэтому инвентаризация тако- площадью в несколько тысяч «квадра- го хозяйства представляется слишком тов» всегда есть спецтранспорт, кото- Чтобы всегда быть уверенным в каче- трудоёмким процессом. Многие про- рый генерирует «контрольные собы- стве выполняемых на стройке работ, отде- изводственные компании до сих пор тия»: перемещения внутри цехов и по лу снабжения необходимо знать состав и просто пишут инвентаризационный прилегающей территории, парковка пропорции ингредиентов, использован- номер объекта маркером или краской, в зонах погрузки-разгрузки. Если про- ных в материалах. Внешне железобетон- используют наклейки со штрихкодами маркировать транспорт и поставить в ные изделия (ЖБИ) выглядят одинаково, но или обычные бирки с номерами. точках контроля антенны и ридеры, конструктивно их характеристики могут можно автоматизировать сбор инфор- сильно отличаться: по марке бетона, фор- Пластиковый корпус RFID-метки мации о движении транспорта по тер- ме арматуры и т.д. Здесь на помощь прихо- не боится пыли, грязи, влаги, масел и ритории и оптимизировать транспорт- дят электронные носители информации. агрессивных сред, что особенно важ- ные потоки. но в условиях промышленного произ- Самые прогрессивные изготовители водства. Срок службы меток сравним со Фокус – на людях ЖБИ постепенно начинают внедрять в сроком службы самих объектов марки- производство элементы цифровизации, ровки. Специалист по обслуживанию с Глобальный мировой тренд – охра- в том числе RFID-метки. Это позволя- помощью терминала сбора данных счи- на жизни и здоровья персонала. Мно- ет идентифицировать каждую единицу тывает метку, на основе записанной там гие производственные компании заду- продукции на стадии производства: метка информации производит регламент- мались об использовании RFID-меток имплантируется во время создания метал- ные работы и отмечает выполненное в для создания системы, отслеживающей локаркаса. Маркированный материал этом же терминале. Диспетчер в режи- соблюдение работниками техники безо- можно отслеживать на протяжении всего ме онлайн получает от терминала дан- пасности. И в цехах, и на открытом воз- производственного цикла. Строительная ные и на их основании даёт специалисту духе важно использовать средства инди- организация, принимая партию продук- новые задания. Все данные о манипуля- видуальной защиты (СИЗ) в полной ции, сможет быстро осуществить входной циях с объектами и состоянии этих объ- комплектации. Эта экипировка (спе- контроль, обратившись к первоначальной ектов хранятся в специализированном циальная рабочая одежда для работы информации из метки. Контроль продол- ПО, которое отслеживает весь их жиз- в различных погодных условиях; стра- жается на стадии сборки и эксплуатации ненный цикл. ховочное оборудование, устройства для ЖБИ, вплоть до сноса здания. подъёма, спуска и позиционирования на На любой промышленной площадке высоте и т.д.) довольно дорого стоит, RFID-технология обладает рядом пре- дополнительными объектами для мар- а потому требует тщательного учёта. имуществ перед штрихкодированием, кировки могут стать заготовки, узлы и которое пока применяется повсемест- сборочные единицы, которые прохо- В одежду вшиваются специальные тек- но. RFID позволяет одновременно дис- дят несколько десятков технологиче- стильные RFID-метки, которые выдержи- танционно считывать сразу несколько ских операций (покраска, шлифовка, вают стирку и глажку. Таким образом сотен меток, при этом на идентифи- обжиг, обточка и т.д.). Чтобы инфор- происходят быстрая инвентаризация кацию не влияют погодные условия мация обо всех манипуляциях фикси- спецодежды на складе, автоматизирован- (стройматериалы зачастую складиру- ровалась оперативно, без задержек и ная выдача персоналу и контроль само- ются на открытых площадках). потерь, лучше использовать RFID-метку го персонала, выходящего на маршруты. в виде ярлыка. Ярлык можно снять с Промышленность: изделия на время операции и закре- Индивидуальное сканирование СИЗа всё под контролем пить снова, когда потребуется отпра- каждого сотрудника гарантирует, что на вить его на следующий участок обра- работнике надет персональный комплект Промышленное предприятие владеет спецодежды, а не чей-то чужой, взятый по огромным количеством средств произ- ошибке. Эти операции позволяют не толь- 12 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Рис. 1. Сканирование ЖБИ, маркированных RFID-меткой S-TAG B-ton, с помощью терминала сбора данных Рис. 2. Специалисты тренируются считывать RFID-устройства с прибора учёта ко контролировать оборот спецодежды, всё-таки приходится лично проверять но и ускорять выход персонала на смену. целостность пломб. Однако сверить потребители энергии меняют комму- соответствие можно быстро, сопоста- тацию силовых кабелей и потребля- Учтём всех! вив данные в системе с показаниями ют чужое (неучтённое) электриче- считывателя. Таким способом, кстати, ство. Опечатывание с помощью RFID- Каждый прибор учёта электроэнер- регулярно выявляются подделки, ког- наклеек помогает контролировать гии, воды, газа, где бы он не был уста- да мошенники подменяют одну плом- доступ к коммутационным шкафам. новлен, – на предприятии или в част- бу другой. Технология RFID может и здесь стать ных домовладениях – подлежит оплом- надёжным способом предотвращения бированию. Многие из приборов Такой же способ идентификации воровства. находятся вне помещений на открытом можно использовать и на наклейках воздухе и на высоте, из-за этого иден- индикаторов магнитного поля (ИМП). В следующем номере автор поделит- тификация бывает затруднена. Плом- Совмещённые с RFID-меткой ИМП могут ся последними новинками на рынке бирующие устройства разного типа быть идентифицированы очень быстро, RFID-меток. с RFID-идентификацией позволяют при этом данные автоматически будут обслуживать приборы учёта в небла- переданы в диспетчерский пункт. Литература гоприятных климатических услови- ях и в тёмное время суток. Оператору Это же относится и к коммутацион- 1. Селиванов М. RFID – волшебные радиовол- ным шкафам. Часто недобросовестные ны. Современная электроника. 2020. № 3. 2. Селиванов М. RFID: всему своё место. Совре- менная электроника. 2020. № 4. НОВОСТИ МИРА ПРОГРАММИРУЕМЫЕ Теперь мы можем отдать продукт, полностью сти, особенно в сельском хозяйстве, – продол- RFID-МЕТКИ: ПРОЩЕ, готовый к использованию, – отметил Максим жает Максим Селиванов. – Это и пилотные, БЫСТРЕЕ, ЭКОНОМИЧНЕЕ Селиванов, директор Департамента техноло- и уже вовсю работающие масштабные про- гий сохранности группы компаний «Силтэк». – екты. Активное оснащение RFID-системами Группа компаний «Силтэк» реализовала По требованию заказчика, чтобы RFID-система идёт на производстве, инфраструктурных систему автоматизированного программиро- заработала максимально быстро, мы можем объектах, в логистике, транспорте, ритей- вания корпусированных RFID-меток, а также установить специализированное программное ле, банковской сфере и энергетике. Прежде RFID-чипов, интегрированных в пломбирую- обеспечение на считывающие устройства – мо- всего, модернизируются процессы учёта и щие устройства. При этом осуществляется не бильные терминалы сбора данных. В том числе контроля материальных объектов. Предостав- просто программирование, но и сопоставле- мы можем программировать NFC-этикетки, ко- ление рынку готового ИТ-продукта означает – ние нанесённого на пломбирующее устрой- торые считываются большинством современ- проще, быстрее, экономичнее». ство номера и штрихкода, информация запи- ных смартфонов с поддержкой этой функции». сывается в EPC-поле памяти чипа RFID-метки. Новая возможность – получить «полный па- «Раньше мы делали метки с RFID-чипами кет» (метку с программным продуктом) – значи- UHF-диапазона, закодированными на заводе- тельно упрощает процесс внедрения системы изготовителе, и отдавали их заказчикам для радиочастотной идентификации. Всё больше дальнейшего самостоятельного программиро- предприятий интегрируют в свои информа- вания необходимых значений. Теперь у нас ционные системы элементы цифровизации, есть возможность уже на стадии изготовления в частности, растёт спрос на RFID-технологии. метки запрограммировать поле EPC необхо- димыми значениями в соответствии с визуаль- «Мы наблюдаем усиление интереса к RFID- ной маркировкой и требованиями заказчика. технологиям во всех отраслях промышленно- СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 WWW.SOEL.RU 13

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Изготовление ГИС СВЧ на алюмонитридных подложках со сквозными отверстиями, заполненными поликристаллическим алмазом Юрий Непочатов ([email protected]), Владимир Свинаренко (г. Новосибирск), вергается металлизации. Металлиза- Игорь Белашов (г. Троицк) ционное покрытие наносят на под- ложку для создания токопроводящего С увеличением мощности полупроводниковых приборов СВЧ, слоя на определённой её части, к кото- требующих эффективного рассеяния тепла, возникает необходимость рой присоединяют полупроводнико- использования материалов с высокой теплопроводностью. Такими вый кристалл и выводы, соединяющие материалами являются оксид бериллия, нитрид алюминия и алмаз. изделие с корпусом полупроводнико- В настоящей статье представлены результаты разработки технологии вого прибора. Металлизация может изготовления гибридных интегральных схем СВЧ-диапазона (ГИС СВЧ) также служить в качестве электродов на подложке из алюмонитридной керамики с отверстиями, конденсаторов, витков катушек индук- заполненными поликристаллическим алмазом. Полученная подложка тивностей и промежуточным слоем может найти применение в СВЧ-микроэлектронике при создании для соединения подложки с метал- мощных диодов, транзисторов из нитрида и арсенида галлия и устройств лическим основанием или арматурой на их основе. корпуса с помощью пайки. Металлиза- ционный слой создаёт смачивающую- Введение схемы (МИС СВЧ), в которых актив- ся припоем поверхность и позволяет ные и пассивные СВЧ-компоненты получить прочное паяное соединение Твердотельная СВЧ-электроника нача- изготавливаются на одном кристалле керамической подложки с металличе- ла интенсивно развиваться с появлением и в едином технологическом цикле. ским основанием [2]. кремниевых, а затем арсенидгаллиевых Эта технология открыла перспективы и нитридгаллиевых СВЧ-транзисторов создания более сложных СВЧ-систем с Передовые достижения в СВЧ-элек- с приемлемыми параметрами по коэф- повышенной надёжностью, меньшим тронике несколько последних деся- фициенту усиления, коэффициен- весом и габаритами, в том числе назем- тилетий в значительной степени свя- ту шума, КПД и выходной мощности в ных и бортовых систем радиолокации зываются с успехами, достигнутыми в СВЧ-диапазоне. Большая номенклату- с активными фазированными решет- области разработки новых материалов ра, многофункциональность, сложность ками (АФАР) [1]. и материаловедении сложных полупро- реализации технических характеристик водниковых соединений и наногетеро- при небольшой потребности (в основ- Основным элементом конструк- структур. Использование новых мате- ном – в военной технике) изначаль- ции ГИС СВЧ является металлизиро- риалов при изготовлении ГИС и МИС но направили развитие твердотельной ванная керамическая подложка, на СВЧ позволяет увеличить мощность СВЧ-электроники по пути технологии которой запроектированы рисунок схем, расширить частотный диапазон гибридных интегральных схем (ГИС). схемы, пассивные элементы (индук- разрабатываемых устройств, улучшить Эта технология представляет собой тивности, конденсаторы и резисто- их тактико-технические характеристи- изготовление отдельных активных и ры) и полупроводниковые кристаллы. ки и, что крайне важно в условиях тре- пассивных компонентов (транзисто- При этом подложка выполняет две бований постоянной миниатюризации, ров, конденсаторов, линий задержки, основные функции. Во-первых, осу- уменьшить их массогабаритные пара- ключей) в виде отдельных элементов, ществляется электрическая изоля- метры. Можно существенно уменьшить объединённых в ГИС. ция токоведущих шин топологиче- габариты, если использовать бескорпус- ского рисунка, расположенных на ные кристаллы диодов и транзисторов, Внедрение гибридной технологии на одной стороне, друг напротив друга, но при этом возникает проблема отвода первых этапах развития твердотельной а также от токоведущих шин на другой тепла, выделяющегося при работе этих СВЧ-электроники за счёт несложных стороне. Во-вторых, подложка пере- приборов. Дополнительная сложность технологических приёмов – разварки, даёт тепло, выделяемое активными заключается в том, что кристаллы, как пайки, склеивания – при резком увели- элементами, на теплоотводы и ради- правило, должны быть электрически чении функциональных возможностей аторы. Керамическая подложка имеет изолированы от корпуса. В этом случае СВЧ-аппаратуры обеспечило высокие относительно высокую механическую проблема эффективного отвода тепла технические характеристики и прием- и электрическую прочность, малый решается путём использования тепло- лемую надёжность, а также резко сни- коэффициент теплового расширения отводящего основания из меди, алюми- зило вес, габариты и стоимость аппа- и способна образовывать соединения ния, керамики на основе оксида берил- ратуры. Добиться этого получилось с металлами. Также подложка обеспе- лия, нитрида бора и карбида кремния. за счёт использования компонентов чивает низкие диэлектрические поте- В тех случаях, когда требуется одновре- высокого качества и подстройки в про- ри при высокой температуре. Значи- менно обеспечить отвод тепла от кри- цессе изготовления ГИС. С развитием тельная часть керамических подложек сталла полупроводникового прибора и технологии арсенида галлия появи- в радио- и электронной технике под- лись монолитные СВЧ-интегральные 14 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ электрическое соединение с металличе- циента теплопроводности материала кие (десятки микрометров) алмаз- скими пластинами-теплоотводами или подложки из арсенида галлия, что не ные слои, нанесённые на стандартные с корпусом, используются металлизиро- позволяет уменьшить тепловое сопро- диэлектрические подложки, напри- ванные отверстия, заполненные метал- тивление цепи «активный элемент – мер на AlN-керамику [7]. Это приводит лом с высокой теплопроводностью [1]. корпус интегральной схемы СВЧ» и к значительному (в 3–5 раз!) увели- В случаях, когда необходима электри- создавать интегральные СВЧ-схемы чению теплопроводности наибо- ческая изоляция от корпуса прибора повышенной мощности. лее ответственного наружного слоя или устройства, применяются неме- теплоотвода. таллические теплоотводы в виде под- В патенте РФ [6] описан способ изго- ложек из алюмонитридной керамики товления интегральной СВЧ-схемы, В связи с этим вопрос выбора мате- и алмаза [3]. включающий в себя: формирование риала для подложек стал особенно методами тонкоплёночной техноло- острым при создании современных В статье [4] описываются конструк- гии на диэлектрической подложке мощных ГИС СВЧ с большой плотно- ции и методы изготовления ГИС СВЧ, микрополосковых линий передачи, стью монтажа элементов. Подложки использующих подложки с низкими согласующих элементов и выводов; для таких приборов должны обладать значениями диэлектрической посто- разделение подложки на отдельные высокой теплопроводностью, изоляци- янной и тангенса угла диэлектриче- чипы, каждый из которых содержит онной способностью, механической ских потерь (кварц, поликор, сапфир пассивную часть интегральной схе- прочностью, коэффициентом терми- и другие), на которых по тонкоплё- мы; монтаж навесных кристаллов ческого расширения (КТР), близким ночной технологии формируются активных элементов. Интегральную к КТР наиболее распространённых элементы линий передачи и согла- СВЧ-схему изготавливают на диэлек- полупроводников: кремния, арсени- сования, пассивные элементы и трической подложке из алмаза толщи- да и нитрида галлия. Также подложки контактные площадки для установ- ной 100...200 мкм, на которую наносят должны иметь низкие значения диэлек- ки кристаллов активных элементов. металлизационное покрытие в виде трической проницаемости и тангенса Недостатком таких ГИС СВЧ является сплошного слоя одинаковой толщи- угла диэлектрических потерь, обеспе- неэффективный отвод тепла от кри- ны (3–7 глубин скин-слоя) на обрат- чивать хорошую обрабатываемость сталлов активных элементов из-за ной и торцевых сторонах. На лицевую (резку и полировку) и иметь невысо- низкого коэффициента теплопровод- сторону диэлектрической подложки кую стоимость. Из всех этих требова- ности указанных выше диэлектриче- наносят покрытие в виде локального ний главным является значение тепло- ских материалов, что не позволяет слоя, а заземление интегральной схе- проводности, в наибольшей степени значительно снизить тепловое сопро- мы осуществляют посредством упо- определяющей надёжность ГИС и МИС тивление и ограничивает возможно- мянутого металлизационного покры- СВЧ, поскольку с увеличением темпе- сти создания мощных ГИС СВЧ. тия. Конструкция ГИС СВЧ позволяет ратуры активных элементов резко воз- значительно улучшить электриче- растает скорость выхода их из строя В статье [5] изложен способ изго- ские характеристики и, прежде все- (например, повышение температуры товления интегральной СВЧ-схемы го, повысить выходную мощность ГИС c +100 до +125°C увеличивает ско- сантиметрового и миллиметрово- (более 1 Вт). рость возникновения в них дефектов в го диапазонов длин волн, заключа- 5–6 раз). Значения теплопроводности ющийся в формировании активных Однако возможности такой техно- некоторых неметаллических материа- и пассивных элементов, элемен- логии изготовления с точки зрения лов подложек современных ГИС приве- тов линий передачи и согласования получения более мощных ГИС СВЧ дены в таблице 1. на полуизолирующей подложке из (мощных усилителей СВЧ, переклю- арсенида галлия (GaAs) с выращен- чателей и умножителей) с выходной Сопоставление перечисленных выше ными на ней методом эпитаксии сло- мощностью более 5 Вт весьма ограни- требований к подложкам с данными из ями заданной рабочей структуры. чены из-за низкой скорости осажде- таблицы 1 указывает на перспектив- При этом пассивные элементы, эле- ния алмаза и экономической нецеле- ность использования нитрида алюми- менты линий передачи и согласо- сообразности получения алмазного ния для подложек массовых ГИС СВЧ. вания формируются в едином тех- слоя толщиной больше 200 мкм. Огра- Теплопроводность подложек из AlN нологическом цикле с активными ничение толщины применяемых в определяется, как и для всех неметал- элементами. После этого пласти- теплоотводах алмазных пластин свя- лических материалов, фононным меха- ну разделяют на отдельные чипы, зано с тем, что их изготовление тол- низмом передачи тепла. Сравнение каждый из которых представляет щиной более 200 мкм сопряжено с свойств подложек из AlN с подложка- собой монолитную интегральную определёнными трудностями. Пла- ми из Аl2О3 и ВеО приведено в таблице 2. СВЧ-схему. Такая технология изго- стины из монокристаллического товления позволяет повысить воспро- алмаза ограничены по размерам и Теплопроводность керамики из AlN изводимость электрических харак- до′роги, а увеличение толщины пла- уменьшается с увеличением темпера- теристик и снизить трудоёмкость стин при сохранении скорости роста туры (слабее, чем керамики из ВеО), так изготовления благодаря исключе- приводит к ухудшению теплопрово- что при +150°C она становится почти нию операции монтажа кристаллов дности. Снижение скорости роста одинаковой с теплопроводностью ВеО активных элементов. Однако исполь- приводит к резкому увеличению цены (см. рис. 1). Коэффициент термическо- зование полуизолирующей подложки CVD-алмазной пластины. го расширения при комнатной темпе- из арсенида галлия не обеспечивает ратуре у AlN (4,3×10–6 1/°C) близок к КТР эффективного отвода тепла от актив- Альтернативой дорогостоящим кремния (3,4×10–6 1/°C), арсенида гал- ных элементов из-за низкого коэффи- толстым пластинам полиалмаза в лия (5,7×10–6 1/°C) и нитрида галлия ряде случаев могут стать более тон- (4,0×10–6 1/°C), что позволяет получать СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 WWW.SOEL.RU 15

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Таблица 1. Значения теплопроводности материалов, используемых Таблица 2. Свойства подложек из AlN, Аl О и ВеО в ГИС и МИС СВЧ 23 Свойства Материал Материал Теплопроводность, Примечание Теплопроводность, Вт/м•К AlN 92% Al O 99% Al O BeO Вт /м•К 180 23 23 260 Алмаз Диэлектрик, Коэффициент 4,3 17 25 7,5 2000–2200 высокая стоимость, термического расширения BN трудно полируется в диапазоне +20...+400°C, 15×1013 6,5 6,8 6,7 1300 10–6 1/°C 6,6 SiC Диэлектрик, Более 1013 SiC+алмаз 380–490 высокая стоимость, Удельное 1 (скелетон) трудно полируется электросопротивление, 3 380–600 Ом•см 2500 Si 140–150 Полупроводник, 1200 GaAs 46–50 высокая стоимость Диэлектрическая 8,9 8,5 9,7 GaN проницаемость 8,0 8,9 (для 96% Al O ) BeO 130 Диэлектрик, при 1 МГц AlN 240–280 трудно полируется 5 23 Al O 160–240 при 10 МГц 20 20–40 Полупроводник 5000 32 23 380–400 Полупроводник Диэлектрические потери, 1200 6 (для 96% Al O ) 180–220 Полупроводник (×104) Сu при 1 МГц 23 Al Диэлектрик, высокая токсичность при 10 МГц 3200 3100 2300–2700 Диэлектрик Прочность на изгиб, кгс/см2 Диэлектрик Проводник Твёрдость по Виккерсу, Проводник кгс/см2 250 Таблица 3. Расчётная зависимость не оказывает существенного влияния. Обладая превосходной изоляционной Теплопроводность, Вт/м⋅К 200 температуры р-n-перехода Тp–n транзисторов способностью, он имеет теплопрово- от температуры их фланцев Т и влияние дность в 8 раз выше, чем у бериллиевой 150 BeO, 250 Вт/м⋅К керамики, и в 4 раза выше, чем у чистой ф меди. В роли теплоотвода алмаз позво- 100 AIN, 200 Вт/м⋅К ляет существенно снизить температуру AIN, 140 Вт/м⋅К её на среднее время безотказной работы основания (фланца) полупроводнико- 50 вого прибора, что приводит к умень- ВК-96, ВК-100, 24 Вт/м⋅К транзисторов t шению температуры р-n-перехода, 0 100 200 300 400 500 благоприятно влияя на надёжность и 0 Теплоотвод из ВеО Теплоотвод из долговечность прибора. Чтобы обе- Температура, qС алмаза спечить требуемую для космических применений высокую надёжность Рис. 1. Сравнительные характеристики Т , °C Т , °C t, годы Т , °C t, годы аппаратуры, в которой для мощных теплопроводности керамических материалов ф p-n p-n транзисторов используются теплоот- 106 28,1 87 100,0 воды из ВеО, приходилось «смягчать» 50 120 9,7 102 35,0 режим работы транзисторов прибли- 60 138 3,5 116 13,6 зительно на 20%, ухудшая при этом экс- 70 плуатационные свойства аппарату- ры. Обозначенные проблемы решали соединения деталей из этих материа- и возможностью получения теплоот- путём усложнения схемы и применения лов с низкими внутренними напряже- водящих подложек большой площа- тепловых труб. Качественный выигрыш ниями. ди. Будучи изолятором, CVD-алмаз от применения алмазных теплоотводов обладает существенно более высокой для одного из типов мощных транзи- При нанесении на подложки из AlN сло- теплопроводностью, чем другие мате- сторов представлен в таблице 3 [9]. ёв Ti-Pd-Au, NiСr-Рd-Аu и Ti2N-NiСr-Рd-Аu риалы с изолирующими свойствами методами магнетронного напыления (см. табл.1). Использование алмазных В последнее время внимание раз- или ионного распыления обеспечива- подложек в качестве изолирующего работчиков всё больше привлекают ется их высокая адгезия к подложке [8]. теплоотвода позволяет поднять мощ- транзисторы на основе нитрида гал- ностные характеристики приборов за лия (GaN), способные работать при Постановка задачи счёт уменьшения теплового сопротив- высоких температурах и на более ления и увеличения предельного тока высоких частотах, чем кремниевые С учётом резкого увеличения мощ- и рассеиваемой мощности в 1,5–2 раза. и арсенидгаллиевые приборы. Мощ- ности современных полупроводни- ность GaN-транзисторов компании ковых приборов в мощных ГИС СВЧ Целесообразность использования Nitronex (США) достигает 50 Вт на отвод тепла от активной области при- алмаза в качестве теплоотвода для полу- частоте 2,5 ГГц, транзисторов фирмы бора становится одной из важнейших проводниковых приборов обсуждалась Eudina (Япония) – 180 Вт на частотах проблем. В связи с этим в последнее в зарубежной технической литературе 2,11–2,17 ГГц [10]. Появились сообще- время всё более пристальное внима- в начале 70-х годов. Однако с появле- ния о формировании GaN-структур на ние разработчиков ГИС и МИС СВЧ нием в промышленности высокотепло- тонких подложках из полиалмаза [6]. обращается на поликристалличе- проводной бериллиевой керамики этот Реализация уникальных свойств ский алмаз, выращиваемый в плаз- вопрос был забыт. В последние годы к таких структур (большие уровни мохимическом реакторе на основе нему снова вернулись в связи с миниа- СВЧ-разряда на подложке из крем- тюризацией и повышением мощности ния методом CVD (CVD – Сhemical полупроводниковых приборов. Алмаз – Vapor Deposition – химическое осаж- дорогой материал, но на высокую сто- дение из газовой фазы). Интерес к это- имость аппаратуры для военных и му материалу вызван его уникальны- космических целей его применение ми физико-химическими свойствами WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 16

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ а бв Рис. 2. Алюмонитридные тестовые подложки с отверстиями: а) исходная подложка после лазерной прошивки отверстий диаметром от 0,1 до 1,2 мм; б) подложка с отверстиями диаметром от 0,1 до 1,2 мм после наращивания слоя поликристаллического алмаза; в) алюмонитридная подложка с отверстиями диаметром 0,3 мм мощности, способность работать при при нагреве кристаллов полупроводни- Экспериментальные исследования высоких температурах и на сверх- ковых приборов. Всё вышесказанное Подложку из нитрида алюминия высоких частотах), вероятнее всего, позволяет сделать вывод о целесооб- возможна только с теплоотводом из разности применения алюмонитрид- (AlN) шлифовали, обеспечивая шеро- полиалмаза. ной керамики в качестве теплоотвода. ховатость поверхности с размером микронеровностей 0,63 мкм. Отшлифо- Как видно из данных, приведённых Учитывая преимущества AlN-кера- ванную подложку очищали от загряз- в таблице 3, использование алмазных мики и полиалмаза, представляет нений в перекисно-аммиачном рас- теплоотводов по сравнению с теплоот- интерес совместное использование творе, закрепляли на координатном водом из бериллиевой керамики позво- уникальных свойств обоих материа- столике технологической установки ляет снизить на 18...22°C температуру лов в конструкции теплоотводящей МЛ1-1 и выполняли лазерную перфо- на p-n-переходе мощных транзисто- подложки для мощной ГИС СВЧ. Авто- рацию (см. рис. 2а). ров при всех значениях температуры рами было проведено исследование на фланце и в 3–4 раза увеличить сред- возможности создания конструкции Лазерное излучение фокусировали нее время безотказной работы транзи- мощной ГИС СВЧ с использованием в пятно диаметром 10 мкм и проводи- сторов. алюмонитридной подложки со сквоз- ли сканирование по поверхности под- ными отверстиями различных разме- ложки для прошивки отверстий в точ- Применение алмаза затруднительно ров, на поверхность которой нанесён ках в соответствии с топологическим по причине того, что алмазные подлож- слой поликристаллического алмаза. рисунком. Затем подложки трижды ки большой толщины в связи с низкой проходили очистку в деионизирован- скоростью осаждения имеют длитель- Объекты исследования, ной воде в ультразвуковой (УЗ) ванне ный процесс формирования, а из-за материалы и оборудование при температуре +50°С. Прошивку про- своей высокой твёрдости трудно под- водили при частоте импульсов 0,3...2 Гц даются механической обработке и поэ- Эксперименты по разработке и и общем числе импульсов от 5 до 20 в тому являются дорогостоящими в изго- изготовлению ГИС СВЧ на подлож- зависимости от размера отверстия. товлении. ке из алюмонитридной керамики При энергии импульса, варьирующейся (AlN) с отверстиями, заполненны- в пределах 2...3,8 Дж, образуются кону- Возможности использования в ми поликристаллическим алмазом, сообразные отверстия диаметром качестве теплоотвода в ГИС СВЧ осаждённым методом CVD, прово- от 100 мкм до 1,0 мм. бериллиевой керамики ограничены дились на шлифованных пластинах её высокой стоимостью, чрезвычай- AlN размером 30×24×0,25 мм с плотно- В результате воздействия светового ной токсичностью, вследствие чего стью 3,32 г/см3 и теплопроводностью импульса лазера материал керамиче- требуются дополнительные меры по 180 Вт/м·К. Для прошивки сквозных ской подложки, находившийся в фокусе обеспечению безопасности условий отверстий использовалась лазерная луча, мгновенно расплавлялся и испа- труда, и значительным снижением установка МЛ1-1, осаждение алмаз- рялся, при этом часть материала самой теплопроводности в диапазоне рабо- ной плёнки проводилось на установке подложки выплёскивалась вокруг пятна чих температур +100...+200°С. Seki Technotron AX5250M, напыление луча. Стенки канала отверстий, сфор- металлизационной структуры – мированных при лазерной прошивке, КТР алюмонитридной керамики на установке магнетронного напы- имели оплавленную поверхность, а на хорошо согласуется с кремнием, арсе- ления «Оратория-9». Формирование поверхности подложки, обращённой к нидом галлия и нитридом галлия. топологического рисунка осущест- лазеру, имелись выплески материала. Это особенно важно для приборов и влялось на оборудовании, входящем В керамической подложке были выпол- устройств, выполненных на кристал- в состав специальной линии фотоли- нены отверстия (см. рис. 2б) конусо- лах больших размеров. Кроме того, тографии. образной формы и диаметром на входе в отличие от ВеО-керамики теплопро- лазерного луча в подложку от 100 мкм водность AlN-керамики не уменьшается СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 WWW.SOEL.RU 17

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ а 1330 ционных смесей на основе водного раствора сахарозы и детонационных Интенсивность наноалмазов УДА-Ф9 (средний размер конгломератов около 20 нм), наноси- 1 мкм 1100 1200 1300 1400 1500 мых методом высушивания мениска. ω, см–1 Эксперименты проводились при дав- лении в камере 120 мбар. Мощность б 1330 СВЧ-генератора – 2000 Вт. Концен- трация углеводорода и время синте- Интенсивность за варьировались. После проведения синтеза образцы были характеризова- 1 мкм 1100 1200 1300 1400 1500 ны методами оптической микроско- ω, см–1 пии и спектроскопии комбинацион- ного рассеяния света. в 1330 По оптическим микрофотографи- Интенсивность ям (см. рис. 3) видно, что образцы после проведения синтеза приобре- 1 мкм 1100 1200 1300 1400 1500 ли более тёмный окрас. Образцы № 1, ω, см–1 № 2 и № 3 были получены на шлифо- ванных подложках из нитрида алю- Рис. 3. Поверхности алмазных плёнок на подложках из AlN и соответствующие им спектры миния (см. рис. 2а). Алмазная плён- комбинационного рассеяния света для образцов № 1 (а); № 2 (б); № 3 (в) ка на образце № 1 была получена при проведении синтеза в течение 4,5 ч до 1 мм с шагом 100 мкм, они были оказывают значительное влияние на и подаче источника углерода (пентан) выстроены друг за другом в ряды по структуру синтезируемого алмазного с объёмной скоростью 10 мл/мин. всей площади подложки. Затем на под- слоя. Поэтому перед проведением При взвешивании образцов до и ложках с прошитыми лазером сквозны- синтеза подложки проходили очистку после синтеза было установлено, что ми отверстиями методом CVD выра- в ацетоне и изопропиловом спирте. толщина алмазной плёнки состави- щивался слой поликристаллического ла 50 мкм (скорость роста 11 мкм/ч). алмаза в плазмохимическом реакторе Осаждение алмазной плёнки прово- Структура поверхности состоит из на основе СВЧ-разряда. дилось методом плазменно-стимулиро- мелких кристаллитов и наноалмаз- ванного осаждения из газовой фазы ной фазы, что подтверждается опти- Сначала проводилось выращивание (PECVD) в микроволновом плазмен- ческими микрофотографиями и КРС алмазных плёнок на поверхности шли- ном реакторе пониженного давления спектра. Спектроскопия комбинаци- фованных подложек из нитрида алю- без автономного подогрева подлож- онного рассеяния света демонстриру- миния с прошитыми рядами отверстий ки, при генерации плазмы микровол- ет характерный для алмазной фазы диаметром от 100 мкм до 1 мм с шагом новым излучением частотой 2,45 ГГц и отклик на 1330 см–1. На рисунке 3 100 мкм, затем на основании этих экс- мощностью до 5 кВт. Основным плаз- показан спектр по Раману алмазно- периментов определялись размеры мообразующим газом служил водород, го покрытия, в котором пик, прису- отверстий, заращиваемых алмазом, поступающий из электрохимического щий алмазу, может быть также опоз- после чего изготавливались подложки водородного генератора «Спектр-60» нан при волновом числе 1330 см–1. со сквозными отверстиями выбранно- с объёмной скоростью 500 мл/мин. Никакого пика другого углеродно- го размера (см. рис. 2в). В качестве источника углерода исполь- го материала, например графита, не зовался пентан. обнаружено. Структура шлифованных подложек с прошитыми рядами отверстий выбран- По причине большого различия С целью повышения качества алмаз- ного на основании предварительных поверхностных энергий алмаза и ной плёнки (уменьшения наноалмаз- экспериментов диаметра 0,3 мм пред- нитрида алюминия плотность цен- ной фазы и увеличения доли алмаз- ставляет собой зернистую структуру со тров зародышеобразования алмаза ных кристаллитов) была снижена средним размером зерна около 200 нм. мала, поэтому для роста сплошной скорость роста плёнки за счёт умень- Рельеф ростовой поверхности и каче- плёнки использовали принудитель- шения потока пентана до 5 мл/ч. Также ство подготовки поверхности алюмо- ную нуклеацию. Наилучшие резуль- было сокращено время синтеза до 3 ч. нитридной керамической подложки таты были достигнуты для нуклеа- В результате толщина алмазной плёнки образца № 2 составляет око- ло 27 мкм (средняя скорость роста 9 мкм/ч). Данный образец демонстри- рует лучшую адгезию алмазной плён- ки (по сравнению с образцом № 1) к поверхности подложки из нитрида алюминия. Структура схожа с образ- цом № 1, что, скорее всего, связано с пониженной концентрацией источни- ка углерода во время синтеза. 18 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 968,507 мкм 234,513 мкм 653,639 мкм аб в 147,77 мкм 69,029 мкм 51,464 мкм гд е Рис. 4. Фрагменты заращивания поликристаллическим алмазом отверстий различных диаметров: а) 1 мм; б) 0,7 мм; в) 0,3 мм; г) 0,2 мм; д) 0,1 мм; е) 0,1 мм При синтезе образца № 3 была уста- Процесс нанесения поликристал- Синтез проводился в течение 20 ч, новлена скорость подачи пентана на лического алмаза иллюстрируется в этих условиях итоговая толщина алмаз- уровне 7 мл/мин, время синтеза соста- микрофотографиями. Как показа- ного покрытия в центральной части вило 3 ч. Скорость роста алмазной плён- но на рисунке 4, на поверхностях подложки составила 200 мкм и 180 мкм – ки составила 10 мкм/ч (общая толщина подложки из нитрида алюминия и на её периферийных участках. Фраг- плёнки 30 мкм). На образце № 3 при- сквозных отверстий нанесено алмаз- мент промежуточной фазы осаждения сутствует хорошо кристаллизованная ное покрытие, которое состоит из поликристаллического алмаза в конусо- алмазная плёнка со средним размером алмазных кристаллов, сгруппиро- образном отверстии диаметром 0,3 мм кристаллов около 500 нм. Спектроско- ванных вместе и расположенных представлен на рисунке 6. пия КРС подтверждает высокое каче- как на поверхности подложки, так ство алмазной плёнки в этой области. и на стенках отверстий различных Заращивание конусообразного диаметров. отверстия начинается с узкой его Таким образом, для синтеза опти- части (см. рис. 6а). Сначала алмазный мальная скорость роста составила При этом на стенках отверстий тол- слой в течение 10 ч закрывает отвер- 10 мкм/ч при подаче пентана со ско- щина осаждаемого слоя алмаза при- стие тонкой перегородкой, а затем в ростью 7 мл/ч. В дальнейшем син- мерно равна толщине слоя, наносимо- оставшееся время до окончания про- тез алмазных плёнок на подложках го на плоские поверхности лицевой цесса, в течение 10 ч, полностью его из нитрида алюминия со сквозными и обратной сторон алюмонитрид- заполняет (см. рис. 7). отверстиями проводился в режиме син- ной подложки. При толщине алмаз- теза с параметрами, полученными на ного слоя 200 мкм полностью заращи- Полученные образцы алюмонитрид- опытных образцах № 3. ваются отверстия диаметрами 0,1; 0,2 ных подложек с отверстиями 0,3 мм, и 0,3 мм. Начиная с отверстия диаме- с нанесёнными на обе стороны алмаз- Дифракция рентгеновских лучей тром 0,4 мм, заращивания не проис- ными слоями, характеризуются шеро- алмазного покрытия показала, что оно ходит, и в отверстиях диаметром от ховатой поверхностью. Чтобы обе- представлено алмазными кристалличе- 0,4 мм до 1,2 мм остаются просветы. спечить последующее напыление скими фазами (111), (220), (311), (331) металлизационной структуры, для и (400). Что касается твёрдости по шка- На рисунке 5 показан вид в разрезе уменьшения шероховатости алмаз- ле Виккерса, то оценка метки от давле- алюмонитридной подложки со сквоз- ных плёнок подложку с алмазным ния алмазной пирамидкой слоя алмаза ными отверстиями с нанесённым слоем с помощью воско-канифоль- была затруднена по причине высокой алмазным покрытием, которое также ной мастики наклеивали на стальной твёрдости слоя поликристаллическо- состоит из алмазных кристаллов, сгруп- диск-спутник. Затем осуществлялось го алмаза. Впрочем, было установлено, пированных вместе и расположенных механическое шлифование поверх- что твёрдость по Виккерсу составляет на стенках отверстий диаметрами 1,0 ности алмазных слоёв на вращаю- 8000 кг/см2 и выше. Из приведённых и 0,6 мм. Видно, что алмазное покры- щемся чугунном круге, шаржирован- данных можно сделать вывод, что син- тие имеет форму кольца, примыкаю- ном алмазным порошком, с частотой тезированный алмаз является поли- щего к внутренней стенке отверстия, вращения диска 200 об/мин и нагруз- кристаллическим покрытием хоро- и обладает незначительной неровно- кой 10 Н. Далее полировали, нанося шего качества. стью поверхности. на поверхность чугунного круга поли- СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 WWW.SOEL.RU 19

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 430,029 мкм ящего из адгезионного подслоя тита- на и электропроводного слоя палладия, 1,493 мм которое в дальнейшем покрывалось защитным слоем гальванического зо- 822,722 мкм лота. Подложки предварительно про- ходили ионную очистку при средней 1,127 мм энергии ионов аргона 1 кэВ в тече- ние 3–5 мин. Напыление проводи- аб лось с использованием установки магнетронного напыления «Орато- Рис. 5. Поверхность AIN-подложки с отверстиями разных размеров, покрытыми рия-9». На полированные поверхно- поликристаллическим алмазом со стороны входа лазерного луча: а) отверстие диаметром 1 мм; сти поликристаллического алмаза б) отверстие диаметром 0,6 мм сначала напыляли через маску рези- стивные элементы из сплава РС-3710 34,673 мкм адгезионный подслой титана толщи- ной 0,002...0,003 мкм, затем проводя- 138,692 мкм щий слой палладия толщиной 2...3 мкм и никеля толщиной 0,2...0,3 мкм, после аб чего гальваническим методом нано- сили слой золота толщиной 1...3 мкм. Рис. 6. Поверхность AIN-подложки с отверстиями разных размеров, покрытыми Топологический рисунок проводя- поликристаллическим алмазом со стороны выхода лазерного луча: а) отверстие диаметром 0,3 мм, щих плёночных элементов, контакт- увеличение ×60; б) отверстие диаметром 0,3, увеличение ×150 ных площадок, технологических про- водников и экранной заземляющей Рис. 7. Алюмонитридные подложки Для проверки возможности изго- металлизации ГИС СВЧ формирова- с отверстиями 0,3 мм, заполненными алмазом товления ГИС СВЧ и обеспечения тре- ли методом фотолитографии. Такая буемых электрофизических параме- металлизационная структура позво- ровальную эмульсию, состоящую из тров устройства на алюмонитридной лила обеспечить контакт структуры полиорганосилоксановой жидкости подложке с отверстиями, заполнен- к алмазу с высокой адгезией: среднее и мелкозернистого порошка искус- ными алмазом, была разработана пла- значение усилия отрыва структуры от ственного алмаза. За счёт трения, та-усилитель мощности СВЧ в диапазо- слоя алмаза составило 734 кгс/см2. возникающего при взаимодействии не частот 9...10,5 ГГц с использованием алмазной поверхности и полирую- мощных нитридгаллиевых транзисто- На подготовленные подложки с щего чугунного круга при его враще- ров. Учитывая, что диэлектрическая алмазными слоями и металлизаци- нии с частотой 100 об/мин, удалось проницаемость нитрида алюминия онной структурой на лицевой сторо- уменьшить шероховатость поверх- составляет 8, а у алмаза при комнат- не подложки с топологическим рисун- ности алмазного слоя. Съём поверх- ной температуре в диапазоне частот ком схемы на контактные площадки, ности алмаза за 2 ч составил 10 мкм. 0…3 кГц – 5,6 [7], были проведены изме- расположенные над отверстиями и Шероховатость поверхности не пре- рения диэлектрической проницаемо- заполненные алмазом, монтировали вышала 0,02 мкм. сти слоистой структуры, после чего навесные конденсаторы и кристаллы рассчитали размеры микрополоско- мощных СВЧ-транзисторов из GaN. вых линий и изготовили фотошабло- Помимо электрического контакта с ны. Последовательность операций и элементами схемы обеспечивался вся разработанная технологическая ещё и тепловой контакт с алмазным схема изготовления платы усилителя столбиком, размещённым в отверстии мощности СВЧ показана на рисунке 8. подложки, для высокоэффективно- го отвода тепла. Такая многослойная В соответствии с технологической структура из алмазных слоёв, нане- схемой изготовления на подготовлен- сённых с обеих сторон алюмонитрид- ные поверхности подложек с алмазны- ной подложки и находящихся друг с ми слоями с обеих сторон наносили другом в двойном тепловом контак- металлизационную структуру сна- те (через керамику из нитрида алю- чала путём последовательного напы- миния и столбики алмаза в отверсти- ления в вакууме резистивного слоя, ях), позволяет эффективно отводить а затем двухслойного покрытия, состо- тепло от кристаллов мощных СВЧ- транзисторов из GaN. Отвод тепла осу- ществляется независимо от линейных размеров, так как в данном конструк- тивном варианте подложки при увели- чении размеров кристаллов мощных СВЧ-транзисторов из GaN (источни- ков тепла) не нужно пропорциональ- но увеличивать толщину алмазного 20 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ слоя. Для увеличения времени рабо- Подложка AIN ты кристаллов мощных транзисто- ров подложку размещают на металли- а ческом основании, прикреплённом к массивному корпусу усилителя мощ- Подложка AIN ности, что позволяет реализовать как импульсный, так и непрерывный Отверстие режим работы. б Измеренные электрофизические параметры изготовленных устройств Подложка AIN показали, что разработанная техноло- гия совместима с типовыми процесса- Отверстие ми изготовления ГИС СВЧ и позволяет с алмазом получать высокодобротные усилите- ли мощности СВЧ в диапазоне частот Слой 9...10,5 ГГц. алмаза в Заключение Подложка AIN Проведённые исследования позво- лили определить оптимальные усло- Отверстие вия формирования алмазной плёнки с алмазом методом плазменного CVD с микро- волновым возбуждением на поверх- Слой ности керамической подложки из AlN алмаза со сквозными отверстиями. Такая ком- г бинация технологий нитрида алюми- ния и поликристаллического алма- Слой металлизации Ti-Pd-Au за позволяет обеспечить отвод тепла от кристаллов мощных транзисторов Контактные площадки СВЧ из GaAs и GaN. Тонкие алмазные слои, нанесённые на нитрид алюми- Подложка AIN ния и алмаз, заполнивший сквозные отверстия, позволяют повысить тепло- Отверстие проводность подложек минимум с алмазом в 7 раз. Это достигается за счёт того, что тепло от источника при контак- Слой алмаза те с поверхностью алмазного слоя и д столбиком алмаза в отверстии под ним отводится перпендикулярно и Слой металлизации Ti-Pd-Au параллельно поверхности алмазного покрытия, таким образом, рассеивает- Кристаллы полупроводниковых приборов ся на бо′ льшую площадь, что повышает эффективность отвода тепла. Контактные площадки Использование в качестве схемного Подложка AIN элемента и теплоотвода ГИС подложки из нитрида алюминия с тонким алмаз- Отверстие ным слоем на обеих её поверхностях с алмазом и со сквозными отверстиями, запол- ненными алмазом, позволяет улуч- Слой алмаза шить характеристики СВЧ-устройств. е Помимо этого обеспечивается сниже- ние стоимости по сравнению с моно- Слой металлизации Ti-Pd-Au литной алмазной подложкой такой же толщины, как и AlN-подложка. Нали- Кристаллы полупроводниковых приборов чие на алюмонитридной подложке одновременно отверстий диаметром Контактные площадки 0,1...0,3 мм, полностью заполненных алмазом, и отверстий диаметром более Подложка AIN 0,3 мм, у которых алмазом покрыты только стенки, значительно расширя- Отверстие ет возможности проектирования СВЧ- с алмазом устройств. Такое сочетание позволяет Слой алмаза ж Металлическое основание Слой металлизации Ti-Pd-Au Рис. 8. Технологическая схема изготовления усилителя мощности СВЧ на основе алюмонитридной подложки с отверстиями, заполненными алмазом СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 WWW.SOEL.RU 21

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ на одной плате размещать кристаллы менты и микрополосковые линии, с алмазным покрытием. Современная полупроводниковых приборов, тре- а также создавать СВЧ-устройства электроника. 2017. № 6. бующие изоляции от заземлённой повышенной мощности, обладающие 4. Темнов А. М. и др. Гибридно-монолит- экранной стороны подложки, и кри- улучшенными электрофизическими ные интегральные приборы СВЧ: кон- сталлы активных элементов, которым характеристиками. струирование и технология изготовле- необходимо соединение с заземлён- ния. Обзоры по электронной технике. ной стороной. Также сочетание позво- Применение алмазного слоя на под- 1987. Вып. 20 (1319). ляет покрывать стенки отверстий с ложке из нитрида алюминия со сквоз- 5. Juan L. T., Asher P. G. A.W. – band алмазным слоем диаметром более ными отверстиями, заполненными monolithic balanced mixer. JEEE 0,3 мм слоями металлических плё- алмазом, позволяет увеличить пре- 1985 microwave and millimeter-wave нок или полностью заполнять метал- дельную выходную мощность, обе- monolithic circuits Symp. Digest of лом, например сплавом вольфрама и спечить эффективный отвод тепла papers. Ed. M. Cohn. New Jork. 1985. P. 71. меди. Таким образом можно получить от кристаллов полупроводниковых 6. Патент РФ № 2474921 МПК H01L 27/00, короткозамыкающие перемычки для приборов и повысить срок службы Н05К 1/00. Приоритет 30.08.2011. соединения элементов топологии схе- усилителей мощности приёмопере- Опубл. 10.02.2013. мы с одной стороны подложки с эле- дающих устройств СВЧ. 7. Ральченко В. Г., Савельев А. В. и др. Двух- ментами топологии, расположенны- слойные теплоотводящие диэлектри- ми на обратной стороне, и улучшить Литература ческие подложки алмаз-нитрид алю- электрические характеристики за счёт миния. Микроэлектроника. 2006. Т. 35. уменьшения паразитной индуктивно- 1. Мякишев Ю., Гуляев В., Журавлёв К. Ква- № 4. С. 243. сти соединений. зимонолитные интегральные схемы: тех- 8. IEEE Transaction оn Components. Hybrids нология и приборы. Электроника: Наука, and Manufacturing Technology. 1985. Авторами статьи разработаны кон- Технология, Бизнес. 2006. № 6. Vol. СНМТ-8. No 2. Р. 247. струкция и технология ГИС СВЧ с 9. Microwave and RF. 1984. Vol. 23. No 7. P. 74. использованием подложки из нитрида 2. Непочатов Ю. Металлизация керамиче- 10. Васильев А., Данилин В., Жукова Т. Новое алюминия со сквозными отверстиями, ских подложек с использованием лазера поколение полупроводниковых материа- заполненными алмазом, с проводящей и теплового переноса металлизацион- лов и приборов. Через GaN к алмазу. Элек- металлизационной структурой, позво- ного слоя. Современная электроника. троника: Наука, Технология, Бизнес. 2007. ляющей формировать топологический 2019. № 4. № 4. С. 68. рисунок, включающий пассивные эле- 3. Непочатов Ю., Городецкий Д., Абраа- мян А., Самусов И., Окотруб А. Тепло- отводы на основе нитрида алюминия Реклама ОФИЦИАЛЬНЫЙ ДИСТРИБЬЮТОР WWW.PROSOFT.RU 22 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ НОВОСТИ МИРА ABB ABILITY™ AUGMENTED ется для цифровой регистрации и исполь- ные с объекта через пользовательский ин- FIELD PROCEDURES – зования системных данных. терфейс. БЕЗОПАСНОСТЬ РАБОТНИКОВ В отличие от традиционных печатных ин- Система, разработанная в сотрудниче- И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОЦЕССОВ струкций по эксплуатации решение АВВ стве с ведущими компаниями отрасли, мо- позволяет вести работы в интерактивном жет быть использована в любой промыш- ПРЕДПРИЯТИЙ ТЭК режиме с помощью мобильного устрой- ленной среде, как на новых, так и на уже ства, чтобы последовательно, эффектив- существующих проектных площадках, Компания ABB разработала инновацион- но и безопасно направлять каждое дей- для пуско-наладочных работ, планового тех- ную технологию на основе дополненной ре- ствие оператора. нического обслуживания и при простое про- альности, направленную на оцифровку дей- изводства. ствий технического специалиста на объекте Используя промышленные планшеты, и улучшение обмена информацией между смартфоны или интерактивный комплекс Применение решения АВВ в нефтегазо- ним и центральным диспетчерским пунктом. Microsoft HoloLens, операторы смогут по- вой, химической, обрабатывающей отрас- лучать доступ к данным производствен- лях, а также в области энергетики и водо- Решение полностью отвечает потребно- ного оборудования, процессам или проце- снабжения поможет трансформировать стям технических специалистов, находящих- дурам в режиме реального времени, что производственные процессы на предприя- ся на объекте, проводит интеграцию поле- значительно улучшит взаимодействие и тии, предоставив техническим специалистам, вых и распределённых систем управления, позволит мгновенно регистрировать дан- находящимся на объекте, возможность вос- что повышает безопасность, снижает риски, пользоваться всеми преимуществами циф- связанные с человеческим фактором, и по- ровых технологий, мобильной передачи дан- вышает эффективность работы. ных и дистанционного взаимодействия. По данным исследования Vanson Bourne, Данное решение является примером того, считается, что более 20% промышленных как АВВ помогает персоналу заказчика ра- простоев обусловлены человеческим фак- ботать с производственными приложениями, тором. Решение ABB Ability™ с технологи- предоставляя сотрудникам доступ к системе ями дополненной реальности обеспечивает вне зависимости от того, где они находятся. согласованность действий при проведении операций, выполняемых вручную, при стан- Департамент корпоративных дартизации методик работы, обслуживании коммуникаций ООО «АББ» и ремонте на объекте. Оно также применя- МОСКВА САНКТ-ПЕТЕРБУРГ ЕКАТЕРИНБУРГ Реклама (495) 234-0636 (812) 448-0444 [email protected] [email protected] (343) 356-5111 (912) 620-8050 [email protected] [email protected] СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 WWW.SOEL.RU 23

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ НОВОСТИ МИРА ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ менту тест прошли более 177 тысяч росси- В Infineon также заявили, что погло- ян, в том числе более 40 тысяч москвичей щение Cypress ускорит рост прибыли ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА и 9 тысяч петербуржцев. Высокий риск за- компании. Выпускаемые Cypress продук- болевания коронавирусом выявлен у 9% ты пополнят её портфель микроконтрол- ДЛЯ БОРЬБЫ С COVID-19 респондентов. леров, компонентов связи, программных экосистем и высокопроизводительных мо- До сих пор нет лекарства от коронави- В-третьих, на основе эпидемиологическо- дулей памяти. Всё это хорошо сочетает- русной инфекции COVID-19, над этой за- го симулятора мы построили модель, кото- ся с силовыми полупроводниками Infineon, дачей работают все страны и специализи- рая прогнозирует распространение в стране автомобильными микроконтроллерами, рованные лаборатории. Многие компании коронавируса. Ещё в марте она предсказа- датчиками и решениями для обеспече- предоставляют для этих исследований ре- ла, что пик заболевания в России придётся ния безопасности. сурсы и средства. Не остался в стороне и на первую декаду мая. Сбербанк. Александр Ведяхин, первый за- Объединение этих технологических акти- меститель Председателя Правления Сбер- Наконец, у Сбербанка есть несколько вов позволяет создавать передовые реше- банка так прокомментировал ситуацию: прикладных решений для помощи в борь- ния для быстрорастущих приложений, таких «У Сбербанка есть несколько направлений бе с коронавирусом – от роботов-дезинфек- как системы помощи водителю нового по- использования искусственного интеллекта торов до системы распознавания лиц, в том коления ADAS и AD, Интернет вещей и мо- (ИИ) для борьбы с COVID-19. числе в масках, с удалённым измерением бильная инфраструктура 5G, подчеркнули в температуры тела». Infineon, добавив, что возможности Cypress Во-первых, наши эксперты разработа- в области НИОКР и её позиции в США и ли ИИ-модель диагностики коронавируса, Пресс-служба Сбербанка Японии позволят укрепить связи Infineon с которая с помощью технологий компью- клиентами по всему миру. терного зрения выделяет на компьютерной НЕМЕЦКАЯ INFINEON ПОГЛОТИЛА томограмме (КТ) лёгких области изменения – 3DNews характерные затемнения, вызванные ви- АМЕРИКАНСКОГО РАЗРАБОТЧИКА русной пневмонией (в том числе из-за КОНТРАКТНОЕ ПРОИЗВОДСТВО COVID-19), и вычисляет объём этих измене- ПОЛУПРОВОДНИКОВ CYPRESS ЭЛЕКТРОНИКИ В РОССИИ ний. Это нужно, чтобы определить степень тя- В 2019 ГОДУ ПОКАЗАЛО жести протекания заболевания. Уже сейчас Немецкий производитель микросхем ВЗРЫВНОЙ РОСТ, НО МОЖЕТ модель определяет по КТ заболевших с точ- для телекоммуникационного оборудования РУХНУТЬ ИЗ-ЗА COVID-19 ностью выше 90%, то есть на уровне хороших Infineon Technologies AG объявил о завер- рентгенологов. В начале мая мы бесплат- шении сделки по приобретению американ- Российский рынок контрактного произ- но предоставили доступ первым клиникам. ской компании Cypress Semiconductor Corp, водства электронного оборудования по ито- В ближайшие две недели число стационаров, которая занимается разработкой и произ- гам 2019 г. продемонстрировал 26% рост в подключённых к этой системе, достигнет де- водством полупроводниковой продукции. сравнении с показателями 2018 г. Его сум- сяти. Доступна как облачная версия данной марный объём, согласно отчёту консалтин- модели, так и её установка на компьютеры Как полагает Infineon, сделка позволит говой компании «Центр современной элек- непосредственно к аппаратам КТ. расширить её возможности для структурно- троники» (ЦСЭ) составил около $300 млн го роста и увеличения ассортимента пред- или 20 млрд руб. Мы разрабатываем множество подобных лагаемых продуктов. инструментов для врачей на основе ИИ: ана- По данным ЦСЭ, рост рынка во многом лиз ЭКГ, определение инсульта по КТ, опре- «Приобретение Cypress является зна- обеспечили крупные проекты по импортоза- деление новообразований на маммограм- ковым шагом в стратегическом развитии мещению в сфере вычислительной техники. мах, анализ медицинских карт для помощи Infineon», – отметил генеральный директор Немалую роль в этом сыграло и расширение в постановке диагноза и контроля качества Infineon Рейнхард Плосс (Reinhard Ploss). спектра услуг контрактного производства, оказания медпомощи и так далее. По его словам, сделка позволит предложить в том числе и за счёт комплектации произ- клиентам самый объёмный в отрасли порт- водства – перехода с давальческой (пре- Во-вторых, на основе вероятностной мо- фель решений для связи реального мира доставляемой заказчиками) комплектации дели ИИ и мировых медицинских данных с цифровым и формирования цифровых на снабжение производства по собствен- Сбербанк разработал онлайн-тест (симптом- технологий, одной из самых важных миро- ным каналам закупок. Объёмы физического чекер), который позволяет по симптомам и вых тенденций. «Мы являемся надёжным производства без услуг по комплектации по внешним факторам оценить риск заболе- партнёром для клиентов и дистрибьюторов, итогам 2019 г. выросли примерно на 15%, вания коронавирусом и вероятность лёгко- и мы превращаемся из лидера по поставкам включая проекты по импортозамещению, го протекания болезни. К настоящему мо- компонентов в лидера в области системных и примерно на 4% – без них. решений для автомобильного, промышлен- ного и IoT-рынков», – добавил Плосс. По итогам 2019 г. в сфере контрактного производства электроники в России задей- ствовано более 50 предприятий. При этом свыше 50% всего рынка в стоимостном ис- числении приходятся на пять крупных про- изводителей, четверо из которых располо- жены в столичных регионах России. Предварительный список пяти крупней- ших российских контрактных производите- 24 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ лей электроники, предоставленный ЦСЭ, рованное производство электроники. Объём ства электроники в I квартале 2020 г. прак- включает компании: ООО «Микролит» выпускаемых компанией электронных ком- тически не отразится. (г. Зеленоград Московской области, вхо- понентов может достигать 1,5 млн в час. дит в группу компаний «Резонит»); НПО Как сообщил руководитель ЦСЭ Иван По- «Цифровые телевизионные системы (ЦТС) Представленная в статистике ЦСЭ ин- кровский, участники рынка уверены в его (г. Гусев Калининградской области, входит формация не включает данные за I квар- сокращении по итогам всего 2020 г. По са- в холдинг GS Group); «А-Контракт» (Санкт- тал 2020 г. и не учитывает влияние панде- мым оптимистичным их прогнозам, сокра- Петербург); Производственная компания мии коронавируса на мировую экономику, щение общего объёма производства элек- «Альтоника» (Москва); НПО «Старлайн» в том числе и на производство электроники. троники в России в 2020 году составит 10%, (Санкт-Петербург»). Компании расположены а само контрактное производство сократит- в порядке уменьшения их рыночных долей. На российскую экономику в настоящее ся значительно сильнее – на 15…20%. Неко- время влияет не только коронавирус, но и торые участники прогнозируют сокращение Согласно статистике, компании ЦТС резкое ослабление национальной валюты – общего объёма производства электроники и «Старлайн», занявшие вторую и пятую по информации Центробанка, с 15 янва- более чем на 30%, а контрактного произ- строчки рейтинга соответственно, за 2019 г. ря 2020 г. по 14 апреля 2020 г. курс дол- водства – на 50%. продемонстрировали двукратный рост объ- лара вырос с 61,4 руб. до 72,9 руб. с пи- ёмов своего контрактного производства в ком на уровне 80,8 руб., пришедшимся Падение курса рубля, по мнению Ива- сравнении с итогами 2018 г. на 18 марта 2020 г. на Покровского, в итоге пойдёт рынку кон- трактной электроники на пользу, но случит- Компания ЦТС, по её оценке, является Несмотря на всё перечисленное, экспер- ся это не в ближайшее время: «Ослабление крупнейшим в Восточной Европе произво- ты ЦСЭ прогнозируют примерно 10% рост рубля приведёт к повышению конкуренто- дителем цифровых ТВ-приставок. Помимо объёма контрактного производства электро- способности российских контрактных про- них компания выпускает промышленную, ники по итогам I квартала 2020 г. Между изводителей. Но чтобы это перешло в уве- автомобильную и бытовую электронику, тем, они не отрицают, что эпидемиологи- личение объёма заказов, нужно время. а также электронику для ЖКХ и систем без- ческие ограничения из-за коронавируса, Производственные цепочки не перестра- опасности. Мощность производства, реали- ставшие причиной существенных перебо- иваются за один день, это многие месяцы зованного ЦТС, составляет 17 млн готовых ев в снабжении, всё же могут отрицательно и даже годы. Чтобы воспользоваться це- изделий в год. сказаться на объёмах производства. новым преимуществом, в будущем нужно ещё выжить». «Старлайн» предлагает своим клиентам Режим самоизоляции, введённый по ука- полностью автоматизированное и роботизи- зу Президента России Владимира Путина, Время электроники на развитии рынка контрактного производ- СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 WWW.SOEL.RU 25

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ HARTING Technology Group: экологические тренды в промышленности и адаптация к новой реальности Ольга Романовская ([email protected]) рующихся на Индустрию 4.0. Одной из таких компаний является HARTING Самая масштабная промышленная выставка Hannover Messe привлекает Technology Group, предлагающая инно- внимание ко многим аспектам: технологический прогресс, политическая вационные решения от соединитель- нестабильность, экологические проблемы. ных компонентов и систем управле- Задача многих компаний сегодня – продемонстрировать не только ния до открытых вычислительных технологический прорыв, но и поделиться опытом использования платформ. эко-френдли идей и технологий, а с учётом распространения пандемии коронавируса быстро принимать решения и искать новые форматы Нынешний год для HARTING Technology работы. Group юбилейный. Компании исполня- ется 75 лет. Отмена Hannover Messe 2020 Международные компании подго- мир машины, производственные цеха не отменяет большой вклад HARTING товили множество технологических и процессы внутрипроизводственной в подготовку к этой выставке и другим новинок для презентации на ежегод- логистики. Если вы не совершите этого мероприятиям, а также в построении ной промышленной выставке Hannover перехода, то рано или поздно ваши кон- партнёрских отношений для развития Messe 2020. Но пандемия коронавиру- куренты обойдут вас», – заявляет док- промышленности в целом. Учитывая сло- са затронула все страны и многие биз- тор Йохен Кёклер, генеральный дирек- жившуюся ситуацию, недавно была соз- нес-процессы, поэтому учредители тор Deutsche Messe AG. дана виртуальная платформа HARTING Hannover Messe 2020 перенесли выстав- Experts Camp, являющаяся новой цифро- ку на 2021 год. У Hannover Messe 2020 была особая вой контактной точкой для всех основных миссия – показать, как цифровая транс- событий HARTING. На этом ресурсе посе- 2020 год, определённо, войдёт в исто- формация производства меняет мир и тители смогут следить за всеми новостями рию человечества. Нет ни одной стра- задаёт ускоренный темп роста, встре- о продуктах и решениях – легко и в любом ны, предприятия или человека, кото- чая при этом мощное сопротивление месте посредством аудио- и видеопере- рого бы не коснулись происходящие из-за политической и экономической дачи. В течение года в HARTING Experts изменения. Возможно, эти измене- нестабильности. Рост и технический Camp появятся новые интересные темы, ния приведут в будущем к новым про- прогресс сегодня сопряжены с клима- высококлассные экспертные дискуссии цессам управления и работы, к ново- тическими изменениями, вызванными и вебинары. му формату проведения мероприятий выбросами углеводорода, растущими и выставок. А пока весь мир следит за затратами ресурсов и потреблением Следуя традициям, HARTING Technology развитием событий, технологические энергии. Group представляет успешные и хорошо компании продолжают свои иссле- зарекомендовавшие себя линейки про- дования и разработки, в том числе в Защита климата и цифровая про- дукции, а также новинки. Среди успеш- области Индустрии 4.0. Очевидно, что мышленная политика должны быть ных продуктов нужно отметить пол- внедрение автоматизации и цифрови- сегодня неотделимы. Эту задачу, ный спектр соединителей для передачи зации на предприятиях является следу- как одну из самых важных, придёт- данных по промышленному протоколу ющим логичным шагом развития про- ся решать всем передовым компани- Ethernet (см. рис. 1): классические разъ- мышленности. ям. Именно поэтому особое внимание ёмы RJ45 различного промышленного сегодня уделяется компаниям, откры- исполнения, дополняющие их цилиндри- «На Hannover Messe мы показыва- вающим возможности для цифрового ческие разъёмы M12, а также ноу-хау, при- ем, как можно перенести в цифровой производства, в том числе ориенти- шедшие на смену классике, миниатюр- Рис. 1. Спектр решений Harting для Ethernet WWW.SOEL.RU Рис. 2. Разъёмы Т1 для передачи SPE (Ethernet по одной паре) СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 26

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ные разъёмы ix industrial и разъёмы для Рис. 3. Разъёмы Han S® для систем хранения Рис. 4. Разъём Harting для подзарядки передачи Ethernet по одной витой паре. электроэнергии электромобиля metroSnap Предназначенные для проводов Эти системы построены по модульно- ную розетку автомобиля. После зарядки AWG 28-22 разъёмы промышленно- му типу: несколько ячеек представляют робот вытягивает соединитель вместе го интерфейса T1 (для передачи SPE – собой пачку, несколько пачек – стел- с кабелем. На рисунке 4 показан разъ- однопарный Ethernet) были впервые лаж, несколько стеллажей – контейнер. ём HARTING для подзарядки электро- анонсированы в этом году. Главная Благодаря разъёмам HARTING произ- мобиля metroSNAP. особенность этих разъёмов – возмож- водитель батарей может строить кон- ность сборки в «полевых условиях». тейнеры для накопления энергии Прорыв в области электромоби- HARTING также представляет соот- более быстрым и эффективным спо- лей зависит от того, сколько време- ветствующую розетку для надёжного собом. Увидеть разъёмы Han S® будет ни занимает зарядка и насколько она и стандартизированного соединения возможно на одной из ближайших удобна. Технология быстрой зарядки SPE с устройством. На рисунке 2 пред- промышленных выставок в Германии с комбинированной вилкой посто- ставлены оба варианта разъёмов Т1. (см. рис. 3). янного тока – обязательное условие Более подробно об этих продуктах для того, чтобы в будущем автомоби- можно будет узнать на серии веби- У компактного и гибкого корпуса ли можно было заряжать за считан- наров на новой платформе HARTING разъёма есть место для контактов на ные минуты. Experts Camp. токи до 200 А. Корпус может вращать- ся, доступ к запирающему механизму HARTING Automotive, дочерняя Особое внимание HARTING уделя- интуитивно понятен. Разъём с крас- фирма HARTING, в последние годы ет защите окружающей среды и обе- ным цветом корпуса используется в показывает серьёзный рост. «Дочка» спечению безопасности труда, что качестве «плюса», а чёрный – «мину- уже давно работает на рынке авто- подтверждается соответствующи- са», дополнительно реализован меха- мобильных компонентов. Компа- ми независимыми сертификатами низм кодирования. Han S® обеспечи- ния отмечает резкий рост спроса на (Klimaschutz, EMAS Zerifikat). Напри- вает оптимальную пользовательскую решения для электромобилей. Обладая мер, крупнейший полностью автома- безопасность, конструкция соответ- десятилетиями опыта в области созда- тизированный логистический центр ствует всем техническим требовани- ния технологий соединения и пере- HARTING, расположенный в немец- ям и новейшим стандартам UL 4128 дачи данных, сигналов, питания, ком- ком Эспелькампе, построен с учётом для стационарных систем накопле- пания разрабатывает и производит современных технологий и соответ- ния энергии. Использование разъё- зарядное оборудование для электри- ствует экологическим нормам. В этом мов Han S® ускоряет сборку блоков ческих и гибридных транспортных центре ежедневно обрабатывается накопления энергии из литий-ион- средств. Компания HARTING постав- до 20 000 заказных позиций. Переда- ных элементов. Мировой спрос на ляет ассортимент зарядного оборудо- ча электропитания осуществляется с аккумуляторы такого типа быстро вания для Volkswagen, а также являет- помощью системы на базе фотоэлек- растёт. Производителям приходит- ся поставщиком первого уровня для трических элементов, установленных ся подключать всё больше и больше BMW Group. на крыше здания. Энергия, необходи- ячеек к системам. мая для охлаждения и нагрева, гене- HARTING Automotive предлагает рируется внутренней биометановой и В 2021 году на следующей выстав- зарядные кабели любого типа: для пере- геотермальной станцией. Реализован- ке Hannover Messe посетители смо- менного, трёхфазного или постоянно- ная концепция позволяет предельно гут познакомиться с результатом го тока (от 230 до 1000 В). У компании сократить выбросы СО2. Технология сотрудничества компаний Rinspeed и есть зарядные кабели Mode 2 со встро- RFID отвечает за распознавание транс- Harting – прототипом электромоби- енным наблюдением за температурой и портных средств, правильное разме- ля metroSNAP. Компания HARTING определением остаточного постоянно- щение и загрузку паллет. Технологич- и её партнёр KUKA демонстрируют го тока, а также зарядные кабели Mode 3 ность и автоматизация реализованы автоматическое решение для зарядки. в различных версиях. за счёт решений Harting. Встроенный в электрическую зарядку помощник направляет соединитель Литература Говоря об усиливающемся тренде постоянного тока Combo 2 в заряд- на экологичность, компания HARTING 1. URL: https://www.harting.com/RU/ru/ поддерживает проекты по созданию topics/harting-partner-e-mobility. альтернативных источников энергии, например, производит разъёмы для под- ключения силовых и сигнальных цепей в ветротурбинах и создаёт специализи- рованные коннекторы для систем хра- нения электроэнергии. Для возобновля- емых источников энергии также может потребоваться создание резервных хра- нилищ. HARTING Technology Group произ- водит и продвигает разъёмы, кото- рые являются основой для модуль- ных систем накопления энергии. СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 WWW.SOEL.RU 27

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Han® F+B: универсальные соединители для пищевой промышленности Флориан Хакельмайер (HARTING Technology Group) Зона обработки продукта, в которой имеется прямой контакт с пищевыми До настоящего времени производители пищевых продуктов были продуктами, предусматривает самые скептически настроены в отношении применения соединителей строгие требования к оборудованию в специальных средах. С точки зрения профиля и площади основания, и компонентам. Как правило, эта зона возникают сомнения в том, что соединители не создадут препятствия должна иметь малый размер с целью на плавных легко моющихся поверхностях, очистка которых упрощения очистки. В этой зоне опти- необходима вблизи участков работы с пищевыми продуктами. мально использовать плавные поверх- Компоненты Han® F+B от компании HARTING – это специальные ности для предотвращения роста числа соединители, устойчивые к интенсивной очистке. Они открывают бактерий. Поскольку электромехани- новые преимущества для проектирования, сборки и технического ческие соединительные компонен- обслуживания производственных установок. ты нарушают плавность поверхности, по возможности их устанавливают за Оборудование для пищевой промыш- возможность очистки и дезинфекции, пределами зоны продукта. ленности должно исключать проник- коррозионная стойкость, применение новение опасных для здоровья веществ нетоксичных и невпитывающих мате- Электрические соединения в пищевые продукты. Следовательно, риалов, плавных непрерывных поверх- в зоне распространения брызг конструкция оборудования для обра- ностей или уплотнений. Поскольку сое- ботки и упаковки должна обеспечивать динители, как правило, не рассчитаны Но даже в зоне распространения простую очистку (см. рис. 1) и предот- на прямой контакт с пищевыми про- брызг производители пищевых про- вращать скопление загрязнений – и это дуктами, они редко используются в дуктов часто считают использование на первый взгляд элементарное тре- этой зоне. промышленных соединителей вместо бование ставит очень сложную задачу жёсткопроводных соединений риско- перед многими руководителями про- В зоне распространения брызг также ванным, поскольку иногда применяемые изводства на предприятиях пищевой возможен контакт пищевых продуктов в этих зонах чистящие средства вызы- промышленности. и компонентов, но эти продукты не воз- вают значительную нагрузку на мате- вращаются в общий производственный риалы. Кроме того, системы очистки с Процессы обработки в отрасли пище- поток. Поскольку регулярная очистка высоким давлением подвергают обору- вой промышленности осуществляют- этой зоны также необходима, предъ- дование жёсткому воздействию горячей ся в трёх разных зонах: зона продук- являемые к зоне продукта требования воды и высокого давления (см. рис. 2). та, зона распространения брызг и зона должны также учитываться для обеспе- Такие воздействия могут приводить к без контакта с продуктом. Каждая зона чения высокого уровня гигиеничности. нарушению защитных функций уплот- предусматривает разные требования нений и кабельных наконечников сое- к используемым компонентам. Все В зоне без контакта с продуктом динителей внутри корпуса. детали и компоненты оборудования, отсутствует непосредственный кон- которые непосредственно контакти- такт пищевых продуктов и компонен- В компании Packaging Automation руют с пищевыми продуктами, отно- тов оборудования. Эти компоненты (PA) из города Натсфорд (Великобри- сятся к зоне продукта и должны соот- должны быть устойчивы к коррозии, тания), где производят оборудование ветствовать следующим требованиям: а также предусматривать простую для запаивания контейнеров, предна- очистку и дезинфекцию. значенных для продуктов питания, так- Рис. 1. Очистка и дезинфекция оборудования пищевого производства Рис. 2. Очистка оборудования горячей водой под высоким давлением СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 28 WWW.SOEL.RU

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ же считают, что применение соедини- корпусы и уплотнения защищают элек- Рис. 3. Специальные соединители HARTING Han® F+B телей связано с рисками. Существуют трические соединения от воздействия ситуации, в которых кабельные нако- высокого давления и струи пара во вре- Рис. 4. Соединитель от компании HARTING нечники и уплотнительные кольца мя очистки, обеспечивая степень защи- с различными вставками утрачивают свою защитную функцию ты IP69K. Кроме того, эти специальные после использования высокоэффектив- соединители имеют закрытые зазоры. воздействиям. В этих случаях в каче- ных чистящих средств и систем очист- Материал корпуса соответствует требо- стве материала корпуса соединителей ки с высоким давлением. В то же время ваниям FDA 21, а устойчивость к агрес- оптимально использовать нержаве- специалисты компании PA уверены в сивным чистящим средствам подтверж- ющую сталь, которая характеризует- надёжности специальных соедините- дена сертификацией Ecolab. ся высокой стойкостью к коррозии, лей HARTING Han® F+B (см. рис. 3), кото- а плавные поверхности упрощают тща- рые уже несколько лет применяются в Помимо специальных вставок Han® тельную очистку. конструкции производимого ими обо- F+B с девятью контактами доступно рудования. Эти соединители помогли более двадцати различных вставок Корпусы из нержавеющей стали преодолеть множество сложностей в для типоразмеров Han 3 A. Имеются серии Han-INOX® характеризуют- процессе проектировании оборудова- варианты с разъёмами RJ45 и вставка- ся высокой устойчивостью к хими- ния, они позволили использовать стан- ми для передачи сигналов с поддерж- ческой очистке в условиях пищевой дартное исполнение для нижней части кой до 21 полюса или электрические промышленности. Внутренняя часть оборудования. Если заказчику сегодня контакты для передачи тока до 40 А. корпуса с контактами надёжно защи- потребуется внести изменения в кон- Из очень широкого портфолио про- щена от попадания брызг воды. При струкцию, разработчики РА могут легко дуктов пользователь может выбрать выборе корпуса с большими размера- поменять вставки без повторного про- компоненты для гибкого построе- ми пользователям доступны преиму- ектирования всей металлической кон- ния электрических соединений даже щества вставок серии Han-Modular®. струкции. Благодаря использованию при наличии небольшого или огра- Данная серия предусматривает мно- соединителей, упрощается быстрое ниченного пространства. Не требует- жество вставок стандартных разме- подключение компонентов, например ся открывать кабельные наконечники ров для различных жизненно важ- систем всасывания. в шкафу управления с целью отсоеди- ных линий – от модуля Han® Gigabit нения полевых устройств. Кроме того, для быстрой передачи данных до элек- Устойчивость к агрессивным сокращается время и снижается трудо- трических (16 А) и высоковольтных химическим веществам ёмкость при выполнении операций модулей (100/200 А), а также пневма- отключения и повторной установки, Специальный соединитель от компа- по сравнению с жёсткопроводными нии HARTING (см. рис. 4) обеспечивает соединениями. Соединители гаранти- передачу электропитания и сигналов в руют быстрый монтаж оборудования зоне с распространением брызг (в сре- для сокращения времени для смены де с особенно высокими санитарными инструментов и технического обслу- требованиями, где может происходить живания. контакт компонентов оборудования с пищевыми продуктами). Поскольку Оптимизация проектирования пищевые продукты в этой зоне не воз- гибких систем, благодаря вращаются в общий производственный использованию соединителей поток, они могут оставаться на ком- понентах оборудования. В этой зоне К соединителям, которые устанавли- необходимо использовать соедините- ваются в зонах без контакта с продук- ли, устойчивые к очистке устройства- том, предъявляются не такие высокие ми с высоким давлением и с примене- требования, поскольку здесь не преду- нием агрессивных химических веществ смотрен непосредственный контакт и, соответственно, защитить электриче- пищевых продуктов и компонентов ское соединение от воздействия воды системы. Тем не менее должна обе- под высоким давлением. После очист- спечиваться возможность очистки и ки не должно оставаться остаточных дезинфекции компонентов. Для опти- загрязнений, которые являются бла- мального соблюдения этих требова- гоприятной средой для развития бак- ний отлично подходят стандартные терий. промышленные соединители Han® B. Они предусматривают степень защи- Очевидно, что исполнение Han® F+B ты не менее IP65, поэтому их можно было разработано для зоны распро- выбрать для множества целей приме- странения брызг: конструкция корпу- нения. са с большими радиусами и плавными поверхностями предусматривает про- Ещё одна доступная опция – кор- стую очистку. Данные решения соот- пусы из нержавеющей стали. Когда ветствуют нормам Европейской груп- очистка зоны, в которой отсутствует пы гигиенического проектирования и продукт, выполняется вместе с други- инжиниринга (EHEDG). Специальные ми участками, компоненты могут под- вергаться значительным химическим СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 WWW.SOEL.RU 29

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ тических контактов для передачи сжа- прочностью и защитой IP65, но при ключения или отключения соединений того воздуха. Всё это делает возмож- этом имеют малый вес за счёт приме- с инструментами или с элементами ным построение системы для решения нения пластика. А ещё эти компонен- оборудования. Доступно построение практически любых задач. ты могут использоваться в сочетании модульных структур с использовани- с контактными вставками серии Han- ем соединительных систем и их адап- Также доступны очень компактные Modular®. Поэтому Han-Eco® обеспе- тация к конкретным функциям с целью корпусы Han® 3A из нержавеющей чивает большее пространство внутри реализации универсальных и эффек- стали со степенью защиты IP67, такое одного модуля стандартного размера тивных решений для множества про- решение идеально использовать для по сравнению со стандартным метал- цессов. соединения двигателей. лическим корпусом. Таким образом, очевидны следующие преимущества: Санитарное исполнение Альтернатива – компактность, малый вес и сокраще- высокоэффективный пластик ние расходов. Компания HARTING выпустила спра- вочное описание [1], посвящённое сое- Пластик является альтернативой Соединительные рамки подходят динителям для пищевой промышлен- нержавеющей стали для примене- для установки в оборудовании, в кото- ности. В этом документе пользователи ния вне производственных участ- ром выполняется регулярная смена могут ознакомиться с общими требо- ков, где необходима очистка с помо- инструментов, например в машинах ваниями, предъявляемыми к соеди- щью устройств с высоким давлением. для термоформования, где требуется нителям в соответствии с классифи- Помимо специального соедините- частая смена форм. Рамка выполня- кацией зон предприятия пищевой ля Han® F+B для зоны распростране- ет функцию гнезда для соединителя промышленности, например EN 1672-2. ния брызг ассортимент продуктов Han-Modular®. Различные модули для В документе приведена информация HARTING включает решение Han-Eco®, передачи электропитания, данных, об исполнениях соединений для обо- которое подходит для применения в сигналов или сжатого воздуха можно рудования, о материалах, использу- зонах без контакта с пищевыми про- установить рядом друг с другом. Благо- емых в пищевой промышленности, дуктами. Основным преимуществом даря доступности более 100 различных а также информация по устойчивости этих соединителей является коррози- модулей, серия модульных соедините- компонентов соединителей к чистя- онная стойкость, благодаря конструк- лей открывает практически неограни- щим средствам. ции из высокоэффективного пластика, ченные возможности для сочетания и усиленного стекловолокном. Корпусы абсолютной адаптивности. Соедини- Литература соединителей серии Han-Eco® харак- тельная рамка предназначена для под- теризуются высокой механической 1. URL: www.harting.com/fb. Монтажное основание приходит на смену гибким печатным платам Томас Хесс (HARTING Technology Group) зачастую сложные операции, которые необходимы при работе с печатными Гибкие печатные платы характеризуются множеством преимуществ. платами, что в свою очередь может обе- Тем не менее механическое крепление печатных плат данного типа спечивать сокращение расходов до 60%. представляет сложность. Компания HARTING разработала новое решение, основанное на технологии 3D-MID, для замены гибких Готовые монтажные основания постав- печатных плат. Новые монтажные основания могут обеспечивать ляются в виде бобины с лентой. Доступна экономию до 60%. обработка стандартных оснований для компонентов в автоматических систе- Адаптивность гибких печатных плат, электронные компоненты непосред- мах сборки и других электронных ком- изготовленных из тонкой полиамидной ственно на основание, которое заменя- понентов для поверхностного монта- плёнки, позволяет широко применять ет гибкую печатную плату. Монтажное жа. В настоящее время доступны два их в самых разных устройствах. Но уста- основание выполняет функцию соеди- конструктива, которые предназначены новка компонентов и сборка таких плат нительного элемента между печатной для установки электронных компонен- является сложной задачей. Поэтому платой (PCB) и электронными ком- тов стандартного размера SOIC-8 и мень- компания HARTING разработала новое понентами, например, светодиодами, ше (см. рис. 1). Более компактный раз- решение – монтажное основание. интегральными схемами, полупрово- мер монтажного основания подходит для дниковыми диодами и датчиками. компонентов размера SOT23 и меньше Стандартизированное (приблизительно 5×4×3 мм). Кроме того, монтажное основание В процессе автоматизированной HARTING производит монтажные осно- для электронных компонентов сборки электронные компоненты вания с индивидуальными размерами в устанавливаются непосредственно на соответствии с требованиями заказчика. Данное инновационное решение новом монтажном основании. Дан- HARTING позволяет устанавливать ная технология позволяет исключить Для примера компания HARTING при- водит три практических ситуации, ког- 30 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Рис. 1. Монтажное основание с установленным на нём компонентом Рис. 2. Иллюстрация гибкости монтажного основания (электронные компоненты установлены на разных поверхностях основания для датчика) да монтажное основание может заме- Рис. 3. Иллюстрация процесса 3D MID На протяжении более 10 лет компа- нить гибкие печатные платы. ния HARTING работала над собствен- Технология 3D-MID – ной комплексной реализацией про- 1. Установка компонентов под углом альтернатива гибким цесса 3D-MID: от концепции проекта 90° относительно печатной платы. печатным платам до серии готовых продуктов. Данная Монтажное основание удобно исполь- технология находит применение в при- зовать, когда электронные компоненты, Технология 3D-MID (электрон- кладных решениях в областях меди- например датчики, должны располагать- но-механическое интегрированное цинских технологий, промышленной ся перпендикулярно плоскости печатной устройство) позволяет устанавли- электроники и бытовой электронной платы. Автоматические процессы сбор- вать электронные компоненты непо- аппаратуры, а также в автоматизиро- ки обеспечивают очень точную установ- средственно на трёхмерном корпусе ванных компонентах для обеспечения ку датчиков температуры или преобра- без печатных плат и соединительных безопасности. Подразделение компа- зователей Холла для гарантии точности кабелей. Основной корпус изготавли- нии HARTING 3D-MID является круп- и повторяемости измерений. Ещё одним вается из термопластичной пластмас- нейшим поставщиком компонентов наглядным примером могут служить сы с непроводящими неорганическими 3D-MID за пределами Азии. оптические компоненты, такие как све- добавками методом литья под высо- тодиоды или полупроводниковые диоды, ким давлением. Используемый пла- Разработанное на основе инноваци- которые предназначены для формирова- стик характеризуется высокой тепло- онных технологий монтажное осно- ния чётких световых барьеров (см. рис. 2). стойкостью, поэтому он подходит для вание подходит для широкого спек- пайки с оплавлением припоя. тра сценариев применения. Оно может 2. Расстояние до печатной платы. оснащаться несколькими датчиками, Монтажное основание может также Для установки электрических конту- которые при необходимости можно применяться для обеспечения расстоя- ров на материал выполняется «актива- расположить в трёх направлениях для ния между печатной платой и электрон- ция» добавок методом прямого лазер- выполнения измерений по трём осям ным компонентом. Например, датчик ного структурирования (LDS). Во время (X, Y, Z). Компоненты могут одновремен- температуры может использоваться для этого процесса с помощью лазерного но устанавливаться на двух параллельных точного измерения температуры в кор- луча выполняется выделение участков поверхностях (на лицевой и на обратной пусе, и на его результаты не будет вли- контактных дорожек и формирование сторонах), а также на торцевой стороне. ять тепло, выделяемое другими компо- мелкошероховатой структуры. Части- На монтажное основание HARTING была нентами, установленными на печатной цы металла, которые освобождаются во оформлена заявка на патент. плате. Кроме того, данная технология время этого процесса, становятся атом- позволяет устанавливать светодиоды на ными ядрами для последующей хими- На рисунке 3 показан процесс MID, таком расстоянии от печатной платы, ческой металлизации. Данный про- во время которого на изготовленный чтобы предотвратить риск их затене- цесс формирует контактные дорожки ния окружающими компонентами. на трёхмерном основном корпусе. 3. Функция антенны. Монтажное основание может изготавливаться с применением разных базовых поли- меров. Следовательно, могут предусма- триваться различные характеристики материалов антенн, например, диэлек- трическая постоянная и коэффициент диэлектрических потерь. Доступны индивидуальные конфигурации антенн различного назначения, работающие в диапазонах МГц- и ГГц-частот: напри- мер, для Bluetooth, WiFi, ZigBee и 5G. СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 WWW.SOEL.RU 31

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ методом литья под давлением компо- печатных плат. Более низкая стоимость ния: небольшие сроки поставки гото- нент накладывается проводящая схема, обусловлена отсутствием зачастую вых компонентов. Поскольку не требу- согласно индивидуальным требовани- сложных операций при работе с гибки- ется изменение пластикового корпуса, ям. На этапе сборки электронные ком- ми печатными платами, например, рас- необходимы только спецификации по поненты устанавливаются на выбран- положения компонентов, склеивания и размещению электронных компонен- ные поверхности. сборки. Даже в небольших масштабах тов. На основе предоставленных специ- использования данный процесс харак- фикаций эксперты 3D-MID сформи- Монтажное основание теризуется преимуществами, посколь- руют предложение, оптимизирован- обеспечивает 60-процентную ку монтажное основание подходит для ное согласно установленным требова- экономию расходов разных целей применения и не требу- ниям. Для изготовления контактных ет адаптации, что позволяет сократить дорожек для решения поставленной При использовании автоматизиро- расходы на новые литые под давлени- задачи потребуется только настрой- ванного процесса HARTING устанавли- ем элементы. По сравнению с гибкими ка программы для лазерного оборудо- вает электронные компоненты, напри- печатными платами данный процесс вания. После утверждения заказчиком мер, светодиоды, интегральные схемы, обеспечивает более точное располо- полученной информации по продук- полупроводниковые диоды и датчики, жение компонентов, более высокую ту и компонентам в срок до двух-трёх непосредственно на монтажное осно- повторяемость и улучшение качества. недель (или даже быстрее, если необхо- вание. Общая стоимость монтажного димо) заказчику будут отправлены пер- основания на две трети ниже стоимо- HARTING подчеркивает ещё одно вые производственные образцы. сти решений с применением гибких преимущество монтажного основа- НОВОСТИ МИРА KEYSIGHT TECHNOLOGIES протоколы и стандарты, а также распола- ном времени позволяет со 100-процентной гать встроенными инструментами поддержки вероятностью выявлять даже асинхрон- ПРЕДСТАВЛЯЕТ ОСЦИЛЛОГРАФЫ при испытаниях с возможностью совместной ные ошибки в частотном диапазоне. СМЕШАННЫХ СИГНАЛОВ СЕРИИ дистанционной работы инженеров. ● Встроенная функция поиска неисправно- стей выделяет нормальные сигналы и за- INFINIIUM MXR В новом осциллографе смешанных сиг- тем сравнивает их с целью обнаружения налов серии Infiniium MXR используется со- аномальных сигналов, фиксируя все па- Компания Keysight Technologies, Inc. объ- временная технология обработки сигналов раметры, связанные с их появлением. Это явила о начале продаж первого осцилло- под управлением СБИС собственной разра- позволяет быстро решать проблемы, об- графа с 8 аналоговыми каналами с поло- ботки Keysight, благодаря чему реализует- условленные возникновением нерегуляр- сой до 6 ГГц и 16 синхронными цифровыми ся функциональность 8 мощных приборов ных, случайных или паразитных сигналов. каналами. Данное решение позволит поль- на основе одного: ● Одновременный доступ к 8 аналоговым и зователям уменьшить длительность испыта- 16 цифровым каналам помогает отслежи- ний и сложность рабочих процессов, повы- 1) анализатор спектра в реальном мас- вать и анализировать сложные взаимодей- сить эффективность и обеспечить точность штабе времени (RTSA); ствия сигналов. Увеличение полосы про- и воспроизводимость многоканальных из- пускания в 3 раза по сравнению с прочими мерений на одном приборе. 2) осциллограф; 8-канальными осциллографами позволяет 3) цифровой вольтметр (DVM); инженерам-тестировщикам получать боль- Высокоскоростные цифровые схемы, ис- 4) генератор сигналов специальной формы; ше информации о проектируемых схемах. пытания на целостность мощности, техноло- 5) построитель кривых Боде; ● Программный инструмент для совместной гии Wi-Fi 6, IoT, IIoT и визуализации, а также 6) счётчик событий; дистанционной работы PathWave Infiniium галлий-нитридные (GaN) полупроводники ис- 7) анализатор протоколов; Offline Analysis может использоваться пользуют диапазон от 2 до 6 ГГц, частоты ко- 8) логический анализатор. группами разработчиков для анализа и торого в настоящее время мало освоены или Осциллограф располагает широким набо- обработки данных после измерений на требуют больших затрат при эксплуатации. ром программных решений для испытаний стенде, тем самым повышая эффектив- на целостность питания, тестирования вы- ность использования стенда. Для испытаний этих новых продуктов необ- сокоскоростных схем и проверки разрабо- Новейший осциллограф MXR уже сегод- ходимо оборудование для измерения време- танных устройств. Встроенное программное ня доступен для удалённой демонстрации ни и частоты, способное одновременно рабо- обеспечение включает функцию поиска не- своих возможностей! Инженеры Keysight с тать с аналоговыми и цифровыми каналами. исправностей, которая позволяет ускорить радостью продемонстрируют уникальные В идеале такое оборудование должно ис- определение первопричины и облегчить возможности новой серии осциллографов пользовать программно-конфигурируемые устранение редких или случайных ошибок. Infiniium MXR по анализу спектра в реаль- Осциллографы серии Keysight Infiniium ном времени, анализу мощности, целост- MXR помогают инженерам быстро обнару- ности питания и анализу цифровых сигна- живать ошибки и находить их решения благо- лов на физическом и логическом уровнях. даря следующим ключевым преимуществам: Больше информации об осциллографах ● За счёт совмещения функций 8 приборов реального времени Keysight Infiniium MXR в одном снижается загруженность стенда, можно найти на сайте Keysight. сокращается время настройки и тестиро- вания, уменьшаются перекрёстные поме- хи. Наличие анализатора спектра в реаль- 32 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ НОВОСТИ МИРА ОКБ «АЭРОКОСМИЧЕСКИЕ Следуя требованиям рынка, специа- пользования файлов или бумаги. Реализация СИСТЕМЫ» ВЫПУСТИЛО РЕШЕНИЕ листы ОКБ «Аэрокосмические системы» подобных интеграционных проектов позво- ДЛЯ ИНТЕГРАЦИИ САПР активно развивают направление работы лит облегчить и ускорить переход крупней- «МАКС» С КОМПАС-3D с отечественными производителями CAD/ ших российских промышленных корпораций PDM/PLM-систем. В рамках технологическо- на отечественное программное обеспечение ОКБ «Аэрокосмические системы» (входит го партнёрства с компанией АСКОН реали- для цифрового проектирования. в состав Корпорации «Промтех») разрабо- зована возможность прямого обмена дан- тало интеграционное решение для бесшов- ными с 3D CAD-системой КОМПАС-3D. Дмитрий Гинда, руководитель отдела мар- ного взаимодействия системы проектиро- Ведётся разработка интеграционного реше- кетинга АСКОН, так прокомментировал новое вания кабельных сетей и трубопроводных ния с PDM-системой ЛОЦМАН:PLM. решение: «У АСКОН на первом месте всегда систем «Макс» и КОМПАС-3D. находятся задачи заказчика. Сегодня в нашей Прямая интеграция позволяет исключить продуктовой линейке нет решений для задач, Решение позволит пользователям обра- возможность ошибки из-за человеческого которые закрывает САПР «Макс» в области щаться к проектным данным САПР «Макс» фактора, повышает скорость и удобство про- кабельных систем. Это очень специфическая прямо из интерфейса КОМПАС-3D для соз- ектирования, позволяет осуществлять обмен и узкая функциональность. Мы всегда откры- дания 3D-модели жгута, а также передавать данными из привычного интерфейса систем, ты к сотрудничеству в части создания интегра- рассчитанные длины проводов и расклад- исключив крайне ненадёжный механизм ис- ционных связей КОМПАС-3D с другими про- ку жгута обратно в САПР «Макс» для фор- дуктами. Есть удачные примеры в виде APM мирования полного комплекта конструктор- FEM, KompasFlow и многих других партнёр- ской документации. ских приложений, которые значительно рас- ширяют объём решаемых задач заказчиков. «Для комплексного решения задачи импор- С выходом нового решения ОКБ «Аэрокосми- тозамещения крупным заказчикам сегодня ческие системы» предприятия, для которых нужны не отдельные отечественные продук- актуальна функциональность САПР «Макс», ты, а комплексные интегрированные решения, смогут решать остальные задачи в продуктах которые обеспечивают выпуск и сопровожде- АСКОН и в КОМПАС-3D в частности». ние конструкторской, технологической и экс- плуатационной документации в электронном Пресс-релиз ГК АСКОН виде в рамках единой ИТ-инфраструктуры. Реклама WWW.SOEL.RU 33 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ Современные электролитические конденсаторы EPCOS для промышленных источников питания и автомобильной электроники Юрий Петропавловский (г. Таганрог) ле пусковые, для работы двигателей пере- менного тока, металлопропиленовые, для В статье приведена номенклатура продуктов компаний TDK Electronics подавления электромагнитных помех; и TDK-Lambda, рассмотрены особенности и приведены параметры ● компоненты для помехоподавляющих современных алюминиевых электролитических конденсаторов EPCOS, фильтров и корректоров коэффициента предназначенных для промышленных и специальных приложений, мощности (более 15 групп продуктов), а также для автомобильной электроники и устройств, применяемых в том числе патентованные PhaseCap®, в тяжёлых условиях эксплуатации. DeltaCapTM, PhiCapTM, HomeCap для по- вышения эффективности энергопотре- В этом году исполняется 85 лет со дня часть продукции которых производится бления силовых установок; основания в Токио предпринимателем и продаётся за пределами Японии. Наи- ● конденсаторы для силовой электро- Кензо Сайто (см. рис.1) компании Tokyo более крупными компаниями, входящи- ники (более 20 серий приборов) – Denki Kagaku Kogyo KK (впоследствии ми в группу, являются TDK Electronics общего назначения, для сетей по- TDK) для коммерциализации производ- (ранее TDK-EPC) и TDK-Lambda. стоянного тока с низким ESL, для ства первых в мире трансформаторов с преобразователей частоты, для филь- ферритовым сердечником. Производство, Корпорация TDK-EPC была созда- тров переменного тока, источников созданное в 1930 году исследователями на в 2009 году после приобретения в бесперебойного питания; Токийского технологического института 2008 году компанией TDK контрольного ● высокочастотные компоненты (восемь Иогоро Като и Такеши Такей, началось с пакета акций производителя электрон- групп компонентов) – фильтры, диплек- изобретения магнитных керамических ных компонентов EPCOS AG (Германия). серы, балуны, направленные ответвите- материалов. Впоследствии такие мате- В 2016 году корпорация приобрела ком- ли, антенны, изоляторы и ВЧ-модули; риалы получили название ферритов и панию German Micronas Semiconductor ● датчики и системы датчиков нашли широкое применение в самых раз- Holding AG (Германия), в результате чего (17 групп продуктов) – термисторы, личных отраслях электротехники и радио- расширила бизнес магнитных датчиков. датчики уровня, температуры, давле- электроники. Ферриты и индуктивные В 2017 году была приобретена компания ния, влажности, магнитного поля, уг- изделия на их основе по-прежнему зани- InvenSense, Inc. (США), что позволило рас- ла и МЭМС различного назначения; мают значительную долю в ассортимен- ширить бизнес специальных датчиков. ● защитные устройства – от превыше- те продукции компании TDK. В октябре 2018 года материнская компания ния напряжения, тока и температуры TDK переименовала компанию EPCOS AG и электронных устройств и схем; В результате многочисленных транс- все её дочерние структуры и предприятия ● переключатели, пьезокомпоненты, формаций, приобретений и слияний в TDK Electronics. Продажей продуктов под зуммеры, микрофоны, нагреватель- TDK к настоящему времени превратилась марками TDK и EPCOS в Европе в настоящее ные элементы (14 групп компонентов); в разветвлённую транснациональную время занимается компания TDK-Europe. ● индуктивные компоненты (катушки, группу компаний (TDK Global), бо′льшая дроссели); На более чем 20 разрабатывающих ● трансформаторы (восемь групп Рис. 1. Основатель компании TDK Кензо Сайто и производственных площадках TDK продуктов) – для DC/DC- и AC/DC- Electronics в различных регионах занято преобразователей, для схем с IGBT/FET, порядка 23 тыс. сотрудников, компания LAN-модулей, для SMT датчиков тока, располагает разветвлённой сетью торго- для корректоров коэффициента мощ- вых представительств. Продукцию ком- ности, повышающие трансформаторы; пания реализует через уполномоченных ● компоненты защиты/подавления элек- дистрибуторов в разных странах мира. тромагнитных помех – для предохра- нения от ЭМП линий данных, сигналов В каталоге TDK Electronics (TDK- и цепей питания электронных схем; Europe) 2020 года представлены сле- ● ферриты и аксессуары для их приме- дующие категории продуктов: нения – ферритовые сердечники раз- ● алюминиевые электролитические кон- личных трансформаторов и индук- тивных элементов – выпускаются под денсаторы (восемь групп приборов); торговыми марками TDK и EPCOS; ● керамические конденсаторы (семь ● магниты (ферритовые и неодимовые); ● устройства для беспроводной пере- групп компонентов), в числе кото- дачи электроэнергии – катушечные рых многослойные, высоковольт- блоки и модули, NFC-антенны; ные, специализированные для маг- нетронов и патентованные CeraLink®; ● плёночные конденсаторы (пять групп продуктов) – металлические полиэсте- ровые, для переменного тока, в том чис- 34 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ ● компоненты для реализации техно- Рис. 2. Конденсатор серии В43707 Рис. 3. Конденсатор серии B43516 логии холодной плазмы – компания реализует эту технологию с помо- ния и радиоэлектронной аппаратуре Номинальные напряжения конденса- щью запатентованных компонентов специального назначения. торов 550 В и 600 В, диапазон ёмко- CeraPlasTM (преобразователь напряже- стей от 680 до 10 000 мкФ, основные ния и генератор плазмы в одном ком- В 2019 году компания представи- характеристики примерно такие же, поненте), Piezobrush®, Plasmabrush®, ла новые серии В43707 и В43727 кон- как у рассмотренных выше, габариты Plasmacell, Plasmatool; денсаторов с винтовыми терминалами от 51,6×80,7 мм (680 мкФ × 600 В) до в компактных корпусах, предназна- 90×220 мм (10 000 мкФ × 550 В). ● перезаряжаемые батареи – запатен- ченных для устройств ветровой и сол- тованная аккумуляторная твердо- нечной энергетики, промышленных В группу алюминиевых электролити- тельная SMD батарея CeraChargeTM с источников питания и источников бес- ческих конденсаторов с четырьмя-пятью напряжением 1,5 В в компактном кор- перебойного питания. Основными осо- защёлкивающимися клеммами входят пусе 4,4×3×1,1 мм, предназначенная бенностями конденсаторов являются: шесть серий приборов на номинальные для устройств IoT, часов, систем сбо- ● высокая надёжность и устойчивость напряжения 350, 385, 400, 450 и 500 В, диа- ра энергии окружающей среды и т. п. пазон ёмкостей конденсаторов составля- В категорию «другие» компания внес- к пульсациям тока; ет от 220 до 3300 мкФ. В качестве примера ● полностью сварная конструкция, обе- рассмотрим особенности конденсаторов ла такие продукты, как шумопоглощаю- этой группы серий В43516 (см. рис. 3) и щие и магнитные листы (для безэховых спечивающая надёжные внутренние В43526. В области применения данных камер и экранированных помещений), контакты; конденсаторов, помимо перечисленных прозрачные проводящие плёнки, флеш- ● доступные исполнения с возможно- выше, входит и медицинская аппарату- накопители, микромодули, солнечные стью монтажа на теплоотводы и за- ра. Терминалы конденсаторов выполне- батареи, блоки питания. Компания также щитой от неправильной полярности ны в виде четырёх металлических защё- разрабатывает и производит микросхемы подключения; лок длиной 6,3 мм, подлежащих пайке в специального назначения (ASIC). В ката- ● соответствие требованиям директи- отверстиях печатных плат, два термина- логе TDK-Lambda Russia 2020 года продук- вы RoHS. ла соединены с плюсом и минусом кон- ты компании представлены в следующих Конденсаторы данных серий выпу- денсаторов. Рабочий диапазон темпера- категориях: AC/DC-преобразователи, скаются на номинальные напряжения тур конденсаторов от –40 до +85°С, срок DC/DC-преобразователи, программи- 400–450 В (пиковое превышение 1,1 Uном), службы при максимальной температуре руемые источники питания, фильтры и ёмкость конденсаторов от 1800 до и номинальном напряжении составляет дополнительные продукты. 18 000 мкФ, диапазон рабочих темпера- не менее 3000 ч, вибростойкость – как у тур от –40 до +85°С, срок службы не менее описанных ранее серий приборов. В 2019 году TDK Electronics представи- 12 000 ч. Среди других характеристик сто- ла ряд новинок в категории «Алюминие- ит отметить следующие: эквивалентная Группа конденсаторов с двумя защёл- вые электролитические конденсаторы» последовательная индуктивность менее кивающимися выводами представлена для источников питания, автомобильной 13 нГн, вибростойкость по стандарту IEC почти двумя десятками серий приборов электроники и устройств, применяемых в 60068-2-6 (5g, 0,35 мм, 10–55 Гц), допусти- с диапазонами рабочих температур от тяжёлых условиях эксплуатации. Особен- мый ток пульсаций 35–74 А. Габариты и –40 до +105°С, рабочими напряжениями ности некоторых серий таких конденсато- вес конденсаторов зависят от их ёмко- 10–100 В, 200–600 В и ёмкостями от 47 до ров рассматриваются в настоящей статье. сти, минимальные – длина 86 мм, диаметр 68 000 мкФ. Рекомендуемые области при- 51 мм, максимальные – 220 мм и 77 мм менения конденсаторов серии В43548: Алюминиевые электролитические кон- соответственно. Винтовые терминалы сервопривод, преобразователи часто- денсаторы широко применяются прак- для крепления имеют резьбу М5 и М6. ты, инверторы солнечных батарей, источ- тически во всех источниках и системах Внешний вид конденсатора В43707 ники бесперебойного питания, медицин- питания радиоэлектронной аппаратуры. 10 000 мкФ × 400 В показан на рисунке 2. ская аппаратура, профессиональные Алюминиевые электролитические кон- Весьма интересны высоковольтные источники питания. Конденсаторы серии денсаторы TDK и EPCOS давно заслужи- конденсаторы серий В43700, В43720 с выпускаются на напряжения 400–500 В, ли признание потребителей и производи- длительным сроком службы, предна- диапазон ёмкостей 68–820 мкФ. телей радиоэлектронной аппаратуры как значенные для тех же областей при- высоконадёжные долговечные изделия. менения, что и рассмотренные ранее Конденсаторы серий В43415, В43416 TDK Electronics для уже перечисленных конденсаторы серий В43707, В43727. для импульсных приложений могут най- приложений выпускает конденсаторы в различных корпусах и конструктивных исполнениях под торговой маркой EPCOS. Алюминиевые электролитические конденсаторы с винтовыми терми- налами выпускаются на номиналь- ные напряжения 16–100 В (ёмко- сти 10 000–680 000 мкФ), 200–600 В (680–33 000 мкФ). Полезный срок службы конденсаторов составляет 5000–12 000 ч и более, рабочая темпе- ратура до +105°С. Конденсаторы этого типа широко применяются в источни- ках питания промышленного назначе- СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 WWW.SOEL.RU 35

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ Рис. 4. Конденсатор серии В41605 для пайки выпускаются с ёмкостями от стойкостью (до 60g при фиксации к пла- 1000 до 6600 мкФ, серии В43416 с защёл- те клеем или бандажом), большим сро- Рис. 5. Конденсатор серии В41692 кивающимися выводами – от 200 до ком службы (более 2000 ч при T = +140°С), 1500 мкФ. Все конденсаторы выпуска- большим допустимым током пульсаций. Рис. 6. Конденсатор серии В41789 ются на напряжения 300–500 В и обеспе- Конденсаторы выпускаются на напряже- чивают не менее 100 000 циклов разряда. ния 25, 40, 63 и 75 В, ёмкости составля- Рис. 7. Конденсатор серии В41897 ют от 360 до 10 000 мкФ, длина и диаметр ти применение в медицинской аппара- В группу алюминиевых конденса- корпусов – 25–49 мм и 12–21 мм соот- туре и профессиональных фотовспыш- торов увеличенных размеров (Large ветственно. Эквивалентная последова- ках. Приборы серии В43415 с выводами Size Capacitors) входят приборы серий тельная индуктивность (ESL) зависит от В41605, В43268, В43649 c диапазонами типоразмеров корпусов и варьируется в рабочих температур –55…+125, –40…+105 пределах от 6 нГн (30×14 мм) до 50 нГн и –25…+105°C соответственно. Конденса- (49×21 мм). ESR определяется типоразме- торы этой группы выпускаются на напря- ром, рабочим напряжением и ёмкостью. жения 25–63 В, 400–500 В и 450 В, ёмко- Например, конденсатор 360 мкФ × 63 В сти от 68 до 27 000 мкФ. Особенности имеет ESR = 189 мОм (на частоте 100 Гц конденсаторов рассмотрим на примере при T = +20°С), а конденсатор 10 000 мкФ × приборов серии В41605 (см. рис. 4). Кон- × 25 В – 23 мОм. денсаторы серии В41605 предназначены для применения в высоконадёжном обо- Приведём отличающиеся характе- рудовании автомобильных систем управ- ристики аналогичных по конструкции ления двигателями, а также в приложе- и назначению конденсаторов серий ниях с большими токами пульсаций и В41689, В41789: рабочие напряжения 25, высокими частотами. Конденсаторы 40 и 63 В, ёмкости от 360 до 4500 мкФ, диа- характеризуются большим сроком служ- пазон рабочих температур –55…+150°C, бы (более 5000 ч при T = +125°С, более ESR от 23 мОм (4500 мкФ × 25 В) 20 000 ч при T = +85°C, более 500 000 ч при до 173 мОм (360 мкФ × 63 В), отличают- T = +40°C), большим допустимым током ся и типоразмеры корпусов. пульсаций на высоких частотах, высокой вибростойкостью (до 40g) и удовлетво- Компания выпускает более 10 серий ряют требованиям автомобильного стан- несимметричных электролитических дарта AEC-Q200. Конденсаторы выпуска- конденсаторов (неизолированные кор- ются на напряжения 25–63 В и ёмкости от пуса) с диапазоном рабочих температур 2000 до 27 000 мкФ, эквивалентное после- –55/40…+105/150°С, номинальными довательное сопротивление (ESR) на раз- напряжениями 10–100 В, 160–450 В и ных частотах и допустимый переменный ёмкостями от 2,2 до 12 000 мкФ. Рассмо- ток на частоте конденсаторов определя- трим особенности приборов этой груп- ются их ёмкостью, температурой корпуса пы на примере серии В41897 (см. рис. 7). и рабочим напряжением. Например, для Конденсаторы данной серии предназна- конденсатора 27 000 мкФ × 25 В (габари- чены для применения в автомобильной ты 35×50 мм) ESR = 11 мОм при T = +20°C, электронике и источниках питания для допустимый переменный ток на частоте тяжёлых условий эксплуатации. Изде- 10 кГц не менее 10 А при T = +125°С. лия характеризуются ультракомпакт- ной конструкцией, широким диапазо- Несколько серий конденсаторов выпу- ном рабочих температур (до +150°С) и скаются с аксиальным и звёздообраз- большим сроком службы (3000 ч при ным расположением выводов (серии T = +135°C). Рабочие напряжения прибо- В41692, В41792, В41689, В41789, В41690, ров – 25, 40, 63 и 75 В, ёмкости – от 270 до В41790, В41693, В41793, В43693, В43793). 12 000 мкФ. Конденсаторы отличаются Все приборы группы отличаются широ- высокой вибростойкостью (20g в диапа- ким диапазоном рабочих температур зоне 10 Гц – 2 кГц, максимальная ампли- –40/55…+140/150°С. Рабочие напряже- туда качания по длине 1,5 мм), большим ния составляют от 25 до 250 В, ёмкости – допустимым током пульсаций (1,6–6,4 А от 47 до 10 000 мкФ. Особенности конден- на частоте 100 кГц при T = +125°C) и саторов этой группы рассмотрим на при- малым значением ESR (21–73 мОм на мере приборов серий В41692 (см. рис. 5), частоте 100 кГц при T = +20°C). В41792 и В41689, В41789 (см. рис. 6). Кон- денсаторы с аксиальными выводами Литература серии В41692 и звёздообразным распо- ложением выводов для пайки в отверстия 1. Официальный сайт компании TDK печатных плат серии В41792 предна- Electronics. URL: https://www.tdk- значены для применения в автомобиль- electronics.tdk.com/en. ной электронике. Приборы отличаются высокими термо- (–55…+140°С) и вибро- 2. Официальный сайт компании TDK- Lambda. URL: https://www.emea.lambda. tdk.com/ru/. 36 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

НОВОСТИ МИРА ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ ALTIUM ПОДНИМАЕТ ВАШ ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОПУТЧИК! ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ НА НОВЫЙ УРОВЕНЬ Компания Altium Limited объявляет о до- ступности Altium 365 – первой в мире об- лачной платформы для проектирования и изготовления печатных плат. Данная плат- форма готова полностью изменить элек- тронную промышленность, делая доступ- ной недостижимую ранее бесперебойную совместную работу между проектировщи- ками, производителями печатных плат, а также поставщиками компонентов по ме- ре разработки проекта. Altium 365 эффективно работает с Altium Designer – отраслевым стандартом в обла- сти проектирования печатных плат, что обе- спечивает лучшие средства совместного проектирования и производства печатных плат. Благодаря возможностям платформы команды проектировщиков могут значитель- но сократить недопонимания, количество циклов повторных работ и сроки вывода из- делий на рынок. Полосковые дисплеи для транспорта Благодаря возможностям Altium 365 поль- ОФИЦИАЛЬНЫЙ ДИСТРИБЬЮТОР зователи могут объединить заинтересован- ных лиц и участников по своему выбору В Altium 365 есть встроенная возможность ним заинтересованным лицам с помощью (даже тех, у кого нет Altium Designer), сохра- совместного проектирования между обла- простой веб-ссылки, доступ к которой мож- няя при этом контроль над своими проек- стями проектирования электронной и ме- но получить через любую платформу на лю- тами и интеллектуальной собственностью. ханической частей изделия благодаря соб- бом устройстве, подключённом к Интернету. Данная облачная платформа предоставля- ственной интеграции с PTC Creo®, Dassault ет совершенно новый способ публикации, Syste′mes® SolidWorks™ и Autodesk Inventor®. Реализация возможности публикации и визуализации и контроля печатной платы Теперь ECAD- и MCAD-проектировщики мо- совместного использования через облако для всех заинтересованных сторон: от ру- гут взаимодействовать эффективнее, чем в мощной настольной САПР печатных плат ководителей проектов до производителей когда-либо прежде. позволяют Altium сделать большой скачок в печатных плат. В то же время другие про- объединении электронной промышленности. ектировщики могут подключаться к той же Altium 365 также помогает оптимизировать печатной плате с Altium Designer для вне- производственный процесс. Проекты могут Более подробно о Altium 365 + Altium сения изменений. быть собраны и переданы внутренним и внеш- Designer 20 можно узнать на сайте компа- нии Altium. Команды могут создавать проекты, биб- лиотеки и собирать участников в одном месте, а также обмениваться ссылками на свои проекты для совместной работы в режи- ме реального времени. Проекты доступны в любое время, на любом устройстве, в лю- бом месте. Благодаря использованию спе- циализированных CAD-решений, проектные данные можно хранить таким образом, что- бы сделать проекты, файлы и историю вер- сий доступными и лёгкими для навигации в веб-браузерах. СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА № 5 2020 WWW.SOEL.RU 37

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ Микросхемы сверхоперативной ОЗУ памяти от GSI Technology Евгений Павлюкович ([email protected]) более высокой производительностью будет обладать система. Многим разработчикам из стран СНГ хорошо известны такие производители статической ОЗУ памяти (SRAM), как Cypress, ISSI, Таким образом, для понимания сути Renesas, Alliance Memory, IDT. Но немногие знают лидера этого термина «высокая производительность» рынка – GSI Technology. Возможно, причина кроется в том, что GSI в настоящее время необходимо обра- специализируется на производстве только этого типа памяти щать внимание на оба этих параметра: и до недавнего времени не имела локального представительства в СНГ. полосу пропускания и скорость доступа. GSI Technology, как и другие производи- Введение Высокая производительность тели, стремится в каждом новом семей- стве увеличить производительность как GSI Technology основана в 1995 г. в Термин «высокая производитель- минимум вдвое (см. рис. 1). Купертино (штат Калифорния, США). ность» можно трактовать по-разному. Компания разрабатывает только высо- Интересно, как на рынке сетевого обо- Период жизни микросхем копроизводительную память боль- рудования менялось его понимание. шого объёма с очень высокой ско- Раньше основным параметром статиче- На рисунке 2 представлена история ростью доступа к случайной ячейке ской памяти была задержка чтения (Read создания и обновления микросхем GSI, во всём адресном пространстве Latency) между тем, как адрес отправ- начиная с момента основания компании (Transaction Rate), низкой задерж- лен, и тем, когда данные были выданы и до настоящего времени. Согласно вну- кой, широкой полосой пропускания из памяти. Задержка записи не принима- тренней политике, компания не снима- (Data Bandwidth), высокой частотой ется в расчёт, так как она примерно оди- ет с производства новую микросхему тактирования и низким энергопотре- наковая у SRAM и DRAM (DDR2/3/4/5). в течение первых 7 лет. На самом деле, блением, а также обладает репутаци- Затем производители памяти сконцен- срок жизни некоторых микросхем гораз- ей производителя, который выпускает трировали своё внимание на достовер- до дольше. С целью уменьшения себесто- микросхемы с необычно длительным ности данных и частоте тактирования. имости и внесения улучшений выпуска- сроком жизни, коротким сроком Дело в том, что с увеличением объё- ются новые релизы, но изготовление поставки и высоким уровнем техни- ма информации, которую необходи- предыдущего продолжается ещё неко- ческой поддержки. мо сохранять в SRAM, производители торое время, предоставляя потребителю сетевого оборудования начали оцени- возможность для адаптивного перехода. Штаб-квартира GSI располагается в вать память по полосе пропускания. Кремниевой долине, офисы и предста- Например, микросхема GS832 с нача- вительства размещены по всему миру. С появлением быстрого Интернета ла производства в конце 2001 г. претер- Офис, отвечающий за работу с заказ- возросло значение времени, затрачен- пела всего один рестайлинг в 2011 г., чиками из Европы и России, нахо- ного на обработку запроса коммутато- её обновлённая версия, GS832A, выпуска- дится в Израиле. Локальный офис, ра к серверу. И тогда стало очевидным, ется по настоящее время. В большинстве работающий с компаниями из СНГ, что полоса пропускания не является случаев оптимальные параметры удаётся расположен в Минске. Техническая самым критичным параметром. Основ- получить уже во втором релизе. GSI стре- поддержка по микросхемам находит- ная задержка вызвана временем ожида- мится сделать всё возможное, чтобы обе- ся в Атланте (штат Джорджия, США), ния ответа о наличии информации по спечить полную преемственность, сохра- а по детекторам машинного зрения – указанному адресу. Чем быстрее ком- няя тип корпуса, расположение выводов в Израиле. мутатор будет опрашивать адреса, тем и программное обеспечение. При выпу- ске каждого последующего релиза инкре- ментируется всего лишь один символ в децимальном номере модели. Фокус: сетевое оборудование Технология производства Основной параметр: высокая скорость доступа SigmaQuad/DDR IV (2015) GSI Technology является fabless-ком- к данным во всём адресном пространстве панией и не обладает собственными 2× фабриками по производству пластин, кристаллов или корпусов. Для произ- SigmaQuad/DDR III (2010) водства микросхем компания рабо- тает в кооперации с известными тай- 2× ваньскими фабриками TSMC и PTC. На территории фабрик работают штат- SigmaQuad/DDR II, II+ (2003, 2006) ные операционисты GSI Technology, которые координируют производство и 2× осуществляют отправку образцов потен- циальным потребителям. Микросхе- NBT (1998) СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 2× BurstRAMs Фокус: компьютеры и портативные устройства Основной параметр: низкая задержка AsyncSRAM 1980 1990 2000 2010 2020 Рис. 1. Эволюция SRAM WWW.SOEL.RU 38

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ Рис. 2. Срок жизни микросхем GSI мы проходят полный цикл испытаний Async BURST/NBT SigmaQuad и SigmaDDR SRAMs LLDRAM в лабораториях KYEC и Global Test. Фун- SRAM SRAM даментальным отличием GSI Technology TSOP-II, fpBGA II/II+ поколение III поколение IV поколение II поколение от других производителей является кон- 100-TQFP, 119-BGA 256-BGA, 260-BGA, 260-BGA, 144-BGA, цепция использования одного мастер- 576 Мб 165-BGA, 209-BGA ReadLatency ReadLatency 3 tRC, 15 нс кристалла в нескольких микросхемах. 288 Мб Pipeline/FlowTrough 1.5-2.5 ReadLatency Такая модель производства обладает 5/6 GS4576 рядом решающих преимуществ: 144 Мб GS82564 533 МГц ● конкурентные цены; 400 МГц GS82582 GS82583 ● короткий срок производства. На скла- 550 МГц 675 МГц GS4288 GS8128х GS81313 533 МГц де всегда поддерживается запас из не- 400 МГц GS81302A 833 МГц, ЕСС скольких тысяч мастер-кристаллов; GS81284 633 МГц GS81314х ● длительный срок жизни микросхемы; 250 МГц GS81302 GS8673 1333 МГц, ЕСС, MBank ● универсальность микросхем с про- 500 МГц 725 МГц, ЕСС граммно-управляемыми функциями; GS864x GS81314х ● количество в минимальном заказе 300 МГц GS8662 933 МГц, ЕСС, SBank значительно меньше, чем у анало- 633 МГц гичных производителей. 72 Мб GS832x В настоящее время GSI выпускает 36 Мб 400 МГц GS8342 самую широкую продуктовую линейку 18 Мб 550 МГц SRAM-памяти – более 15 000 децималь- 8/9 Мб GS816x ных номеров. Этот факт даёт возмож- 4 Мб 400 МГц GS8182 ность разработчикам радиоэлектронно- 1...2 Мб 550 МГц го оборудования выбрать микросхему по GS88x требуемым параметрам и гибко настро- GS78x 250 МГц ить её под свою задачу. Микросхемы сни- 8 нс маются с производства только по двум GS84x причинам, а именно: закрываются фабри- GS74x 250 МГц ки поставщиков или отсутствует спрос. 8 нс Карта продуктов GS71x, 72х 8 нс На рисунке 3 представлены основ- ные семейства микросхем памяти GSI. Рис. 3. Основные семейства микросхем памяти GSI Несмотря на то что корпоративная политика GSI Technology направлена на производство и развитие статиче- яет на работу микросхемы. Асинхрон- ской памяти большого объёма и высо- ная память GSI представлена достаточ- кой производительности, асинхронная но широкой линейкой продуктов: SRAM-память GSI также пользуется боль- ● объём памяти от 1 до 9 Мбит; шим спросом. Связано это, прежде всего, ● архитектура х4/8/16/24/32; с тем, что другие производители прекра- ● время доступа 8/10/12 нс; тили выпуск некоторых своих моделей, ● напряжение питания 3,3 В; и их клиенты вынуждены искать ана- ● корпуса TSOP-II, 119-BGA и FPBGA логи у более надёжного производите- ля. Микросхемы асинхронной SRAM 6×8 или 6×10 мм; от различных производителей явля- ● индустриальное или коммерческое ются полностью взаимозаменяемыми. Для подбора аналогов на сайте GSI реа- исполнение. лизован удобный поиск. В техническом GSI производит микросхемы памяти описании нумерация выводов адреса и не только самой высокой производи- данных может отличаться, но это не вли- тельности в мире (скорость доступа до 2 млрд транзакций в секунду и полоса пропускания 163 Гбит/с), но и самого СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 WWW.SOEL.RU 39

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ Таблица 1. Зависимость корпуса от объёма памяти Таблица 2. Сравнение производительности ОЗУ Тип корпуса NBT SigmaQuad-II/II+, Размеры корпуса Максимальная SyncBurst SigmaDDR-II/II+ полоса Максимальная скорость Задержка Семейство ОЗУ доступа чтения пропускания 9 Мбит – 18 Мбит 18 Mбит 15 мм 14 мм 36 Mбит 36 Mбит SigmaQuad/DDR 2,66 млрд транзакций/с 5–6 нс 192 Гбит/с (x36) 165-BGA – 72 Mбит многобанковая @ 1333 МГц (non-random) 5–6 нс 134 Гбит/с (x36) 15×13 мм 5–6 нс 14,4 Гбит/с (x36) – 144 Mбит – 10 мм SigmaQuad/DDR 1,866 млрд транзакций/с 13 мм однобанковая @ 933 МГц (random) 288 Mбит NBT/SyncBurst 400 млн транзакций/с однобанковая @ 400 МГц (random) 72 Mбит – 17 мм LLDRAM-II 533 млн транзакций/с 15 нс 38,4 Гбит/с (x36), 14 мм многобанковая @ 533 МГц (non-random), 4,8 Гбит/с (x36) 165-BGA 66,6 млн транзакций/с 17×15 мм @ 533 МГц (random) – 144 Mбит – 288 Mбит 10 мм DDR2/3/4/5 400 млн транзакций/с 13–15 нс 51,2 Гбит/с (x16), 15 мм многобанковая @ 1600 МГц (non-random), 40–45 нс 2,8 Гбит/с (x16) 22 млн транзакций/с @ 1600 МГц (random) большого объёма – до 288 Мбит во всех является компромиссным выбором меж- щего производства в течение 10 лет после семействах. Если в качестве примера ду SRAM и DRAM. размещения каждого нового заказа. взять семейства, NBT или SyncBurst, Из других полезных опций, которые которые широко применяются в Логика составления децимальных номе- могут пригодиться отечественным разра- среднепроизводительных системах и ров микросхем GSI предельно проста: ботчикам, можно выделить возможность радиолокации, то ближайшие аналоги 1. асинхронная память начинается с «7», заказа всех микросхем из одной партии обладают в 4 раза меньшим объёмом – и изготовление по индивидуальным тре- до 72 Мбит. Ни один другой производи- синхронная – с «8», а LLDRAM-II – c «4»; бованиям заказчика. На сегодняшний тель не выпускает статическую память 2. следующие одна, две или три цифры день ни один другой производитель не объёмом 288 Мбит. может предложить подобной гибкости. указывают на объём: При этом ни одна из коммерческих, Большой объём не всегда означа- a) поскольку к каждому восьмому би- индустриальных и микросхем с расши- ет применение большого корпуса. ренным температурным диапазоном Из таблицы 1 видно, что микросхе- ту синхронной SRAM добавляется де- GSI Technology не попадает под экспорт- мы семейства NBT и SyncBurst объё- вятый бит чётности, то фактический ные ограничения США или Европейско- мом 144 Мбит и 288 Мбит выпускают- объём GS816x будет 18 Мбит, а не 16, го союза. ся в меньшем корпусе, чем 72 Мбит. как указано в децимальном номере; На сегодняшний день корпус 165-BGA b) для второго поколения SigmaQuad- C 2019 года компания начала выпуск 15×13 мм является самым компакт- II/II+ и SigmaDDR-II/II+ число ин- радиационно стойких микросхем NBT, ным корпусом у всех производителей. крементируется ещё на два, напри- SyncBurst и SigmaQuad-II+ в двух испол- GSI Technology является единственным мер децимальный номер SigmaQuad нениях: Rad-Hard и Rad-Tolerant. Функ- производителем статической памяти, 72 Мбит – GS866x, а SigmaBurst тако- ционально микросхемы этих испол- который поставляет микросхемы в го же объёма будет GS864х; нений являются полными аналогами. BGA-корпусах с содержанием свинца. c) если в микросхеме реализован блок Микросхемы Rad-Hard выпускаются в коррекции ошибок ECC, то число ин- керамических корпусах, что в конеч- Кроме классической статической крементируется ещё на единицу; ном итоге приводит к более высокой памяти, GSI производит псевдо-SRAM – 3. децимальные номера семейств степени надёжности и вместе с тем – к Low Latency DRAM-II объёмом 144 Мбит SigmaQuad-II/III/IV и SigmaDDR-II/III/ необходимости получения экспортных и 288 Мбит с временем доступа, не пре- IV в четвёртом символе имеют значе- лицензий. На микросхемы Rad-Tolerant вышающим 15 нс. Из сравнительной ния «2», «3» и «4» соответственно. лицензии или другие документы, огра- таблицы 2 видно, что задержка чте- В таблицах 3–7 приведена рас- ничивающие их применения, не требу- ния динамической DDR2/3/4/5 памя- шифровка децимального номера ются. Основные характеристики радиа- ти значительно ниже, чем у LLDRAM-II. GS8662D38CGD-633IT. ционно стойких микросхем приведены Для сравнения также приведена задерж- Не останавливаясь подробно на каж- в таблице 8. ка чтения синхронной статической SRAM- дом семействе, необходимо отметить, что памяти, которая не превышает 5–6 нс. GSI Technology является единственным Микросхемы Rad-Hard и Rad-Tolerant Именно преимущество в скорости доступа производителем, который выпускает изготавливаются по 40-нм технологии и и задержке чтения оправдывает высокую SRAM третьего поколения SigmaQuad-III успешно прошли сертификацию на соот- стоимость статической памяти в сравне- и SigmaDDR-III. Также GSI является един- ветствие требованиям QML-Q и QML-V по нии с DDR2/3/4/5. По соотношению цена/ ственной компанией, которая произво- процедурам, изложенным в специфика- производительность семейство LLDRAM-II дит микросхемы такого класса для тем- ции MIL-PRF-38535. Техническую доку- пературных диапазонов от –40 до +125°C и от –55 до +125°C с гарантией последую- 40 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ Таблица 3. Раскадровка децимального номера GS8662D38CGD-633IT Таблица 7. Корпуса ИС GSI (приложение к таблице 4) GS 8 66 2 D 38 C GD - 633 IT Значение ячейки 8 Описание 10 11 12/13 14 таблицы 4 12345 6 7 8 9 B 14×22 мм, 119-BGA C 14×22 мм, 209-FPBGA Таблица 4. Расшифровка децимального номера GS8662D38CGD-633IT D 13×15 мм, 165-FPBGA E 15×17 мм, 165-FPBGA № Параметр Вариации параметра Расшифровка конкретного K 14×22 мм, 260-BGA ячейки примера U Принадлежность к GS X 6×8 мм, 48-FPBGA 1 компании GSI CE 6×10 мм, 48-FPBGA 4: LLDRAM-II Синхронный тип CQ 21×25 мм, 165-CCGA (Rad-Hard) 2 Тип памяти 7: асинхронный тип 72 Мбит GB Ceramic QFP (Rad-Hard) 8: синхронный тип SigmaQuad-II/II+ GD Green 14×22 мм, 119-BGA 3 Объём памяти См. таблицу 5 «Объём памяти ИС GSI» SigmaQuad B4 GE Green 13×15 мм, 165-FPBGA 2: SigmaQuad-II/II+ или SigmaDDR-II/II+ GK Green 15×17 мм, 165-FPBGA 4 Семейство SRAM 3: SigmaQuad-III или SigmaDDR-III х36 GL Green 14×22 мм, 260-BGA 4: SigmaQuad-IV или SigmaDDR-IV GM RoHS-compliant (6/6) 144-μBGA 5 Функции См. таблицу 6 «Функции ИС GSI» 4-й релиз GT RoHS-compliant (6/6) 144-FBGA Green 13×15 мм, 165-FPBGA LE 6, 7, 8: x8 633 МГц RE Green TQFP 9: x8 (только для LLDRAM-II) 21×25 мм, 165-CLGA (Rad-Hard) 9, 10, 11: x9 (только для SigmaQuad/DDR) 16, 17: x16 (только для асинхронной SRAM) 165-LBGA (Rad-Tolerant) 18, 19, 20, 21: x18 6 Шина данных 24: x24 (только для асинхронной SRAM) 32: x32 (только для асинхронной SRAM) 7 Релиз микросхемы 36, 37, 38, 39: x36 ментацию можно загрузить с сайта про- 72, 73: x72 (только для NBT и SyncBurst) изводителя. 8 Корпус 9– Пусто: 1-ый релиз Выход на рынок радиационно стой- A: 2-ой релиз ких микросхем памяти GSI несомнен- B: 3-ий релиз но стал значимым событием в отрасли, C: 4-ый релиз поскольку объём и производительность См. таблицу 7 «Корпуса ИС GSI» новых микросхем многократно пре- восходят имеющиеся предложения от 10 Максимальная частота XX: МГц или нс других производителей. Основными тактирования применениями для своих микросхем компания видит датчики звёздного 11 Диапазон рабочих Пусто: коммерческий 0…+70°С, Индустриальный –40…+85°С неба, приёмо-передающие устройства температур I: индустриальный –40…+85°С, телеметрии, вычислители для дистан- E: расширенный –40…+125°С, ционного зондирования Земли, а так- M: военный –55…+125°С же датчико-преобразующую аппарату- ру для ракетно-космической техники. При изготовлении Пусто: без индивидуальных требований, Без индивидуальных 12 по индивидуальным V: напряжение питания и тактирования 1,8 В, требований IP-контроллер для ПЛИС X: специальное обозначение не из каталога требованиям Асинхронная память не требует раз- работки IP-контроллера, как правило, 13 Квалификационный Пусто: квалифицированный, Испытания пройдены он уже аппаратно реализован в процес- статус ES: инженерные образцы На паллете или в катушке соре. Однако совсем по-другому обстоят дела с синхронной памятью. Практиче- 14 Упаковка Пусто: в пакетике, ски в каждом изделии SRAM применяется T: на паллете или в катушке в качестве внешней памяти для ПЛИС и управляется с помощью IP-контроллера. Таблица 5. Объём памяти ИС GSI (приложение Таблица 6. Функции ИС GSI (приложение к таблице 4) к таблице 4) Для среднепроизводительной памя- Значение ти NBT и SyncBurst контроллер явля- Значение Тип памяти ячейки 5 Описание ется относительно простым в адапта- ячейки 3 ции, его можно скачать с веб-страницы Тип памяти таблицы 4 Описание таблицы 4 каждой микросхемы и адаптировать под свою систему. IP-контроллеры для Для 0 256 Кбит D SigmaQuad B4 SigmaQuad и SigmaDDR требуют более асинхронной 1 1 Мбит тонкой настройки. Поскольку GSI произ- 2 2 Мбит DT SigmaQuad B4 (Weak/Strong водит микросхемы с наивысшими техни- SRAM 3 3 Мбит ODT) ческими показателями, компания хочет 4 4 или 4,5 Мбит быть уверенной, что её клиенты получа- Для 6 6 Мбит DV 2.5 V SigmaQuad B4 ют максимум возможностей от применя- SigmaQuad/DDR 8 8 или 9 Мбит емых микросхем. По этой причине GSI 18 16 или 18 Мбит E LV and HV HSTL предоставляет уже адаптированный кон- Для NBT и 34 32 или 36 Мбит троллер под конкретную задачу клиента. SyncBurst 66 64 или 72 Мбит H HV (1.5 V) HSTL Средний срок подготовки контроллера 67 64 или 72 Мбит составляет около 2 недель. Контроллер Для LLDRAM-II 130 128 или 144 Мбит L LV (1.2 V) HSTL поставляется в виде исходного кода на 131 128 или 144 Мбит 258 256 или 288 Мбит Для P POD 4 4 или 4,5 Мбит SigmaQuad/ Q SigmaQuad B2 8 8 или 9 Мбит 16 16 или 18 Мбит DDR QT SigmaQuad B2 32 32 или 36 Мбит (Weak/Strong ODT) 36 32 или 36 Мбит 64 64 или 72 Мбит QV 2.5 V SigmaQuad B2 68 64 или 72 Мбит 128 128 или 144 Мбит R SigmaDDR B4 130 128 или 144 Мбит 256 288 Мбит S SigmaSIO DDR 288 288 Мбит 576 576 Мбит T SigmaDDR B2 TT SigmaDDR B2 (Weak/Strong ODT) DW Double Late Write E Dual Cycle Deselect (DCD) Для NBT и F Flow Through Only SyncBurst H High Drive Output L Low Drive Output LW Late Write Z No Bus Turnaround Для LLDRAM-II C Общая шина данных S Отдельные шины данных для чтения и записи СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 WWW.SOEL.RU 41

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ Рис. 4. Отладочная плата для SigmaQuad-II+ Рис. 5. Нейросетевой детектор от GSI Таблица 8. Радиационно стойкие микросхемы лекта – Associative Processing Unit (APU). нится во внутреннем кэше, производи- На рисунке 5 представлен внешний вид тельность APU в несколько десятков раз Параметры Rad-Hard Rad-Tolerant устройства. выше, чем у современного CPU. При этом Объём, Мбит потребляемая мощность в активном 288/144/72 (SigmaQuad-II+), В системах машинного зрения всё режиме в 3,5 раза ниже. Отсюда следует, Частота, МГц 144/72/36 (NBT и SyncBurst) больше увеличиваются требования к что вместо того, чтобы нагружать основ- Разрядность количеству и скорости одновременно ной процессор задачей поиска, целесо- 350/250 (SigmaQuad-II+), распознаваемых объектов. Несмотря образней будет делегировать её в APU, 333/250 (NBT и SyncBurst) на то что для реализации большинства что позволит получить результат зна- приложений достаточно производи- чительно быстрее, сэкономит бюд- х18/x36 тельности микроконтроллера, требова- жет проекта и уменьшит потребля- ния к системе критически возрастают, емую мощность сервера. Выходное 165-CCGA когда необходимо идентифицировать сообщение APU содержит индексы несколько десятков, сотен, а порой и наиболее схожих векторов из базы и (SigmaQuad-II+), 165-LBGA тысяч новых объектов в режиме реаль- расстояния до них. В детекторе реали- ного времени. При этом размер базы дан- зована поддержка векторов в формате 165-LGA (SigmaQuad-II+), ных может достигать нескольких мил- FP32х64/128/256/512/1024 и бинар- лиардов характеристических векторов. ной форме (64, 128, 256, 512, 1024, 2048, Корпус (SigmaQuad-II+), 100-TQFP В качестве примера можно упомянуть 4096). задачу распознавания людей и их пове- 100 Ceramic (SyncBurst и дения в толпе в системе «Умный город». В компании считают, что нейросе- тевые детекторы позволят значитель- QFP (SyncBurst NBT) Традиционные решения для поис- но увеличить производительность ка схожих векторов из базы с векто- не только инфраструктуры «Умного и NBT) ром нового объекта реализованы на города», но и будут востребованы в базе CPU. Однако из-за ограничений, электронной коммерции, биотехно- Общая накопленная >300 крад >50 крад присущих аппаратной архитектуре логиях для виртуального скрининга, доза CPU, операции сравнения выполня- а также в обработке естественного 80 МэВ·см2/мг 42,2 МэВ·см2/мг ются последовательно в каждом ядре. языка. Более специфичными зада- Защита от (+125°C) (+125°C) Ввиду ограниченного количества ядер чами, для которых GSI адаптирует тиристорного производительность всей системы детектор, являются классификация эффекта 9A515 3A991.a.2.b существенно снижается. Для достиже- сигналов и ориентация беспилотных (лицензия) ния необходимой скорости компании летательных аппаратов на местности Экспортный код вынуждены закупать новые сервера и (vision-based SLAM). Дополнитель- (ECCN) масштабировать систему, что в конеч- ную информацию о детекторе мож- ном итоге приводит к значительному но получить на сайте GSI Technology. языке программирования ПЛИС Verilog удорожанию проекта и снижает надёж- или VHDL и сопровождается инструкци- ность сервера. Заключение ей по его настройке. В отличие от CPU детектор от GSI Подробный обзор микросхем памя- В настоящее время разработаны Technology реализован на базе ячеек ти GSI и их технических характери- IP-контроллеры для ПЛИС производ- SRAM-памяти и благодаря внутренне- стик выходит за рамки данной статьи. ства Xilinx, а именно Virtex, Kintex и му ALU может выполнять любую булеву Тем не менее с уверенностью можно Zynq серий 6 и 7, Ultrascale и Ultrascale+, функцию с каждой ячейкой независимо. сказать, что широкий спектр выпуска- а также для радиационно стойких Можно утверждать, что детектор состо- емой продукции, а также её высокая ПЛИС Xilinx Virtex 5/SIRF и Microsemi ит из нескольких миллионов малых надёжность и определённая уникаль- RTG4. Все контроллеры тестируются на процессоров, достаточных для одно- ность делают GSI интересным выбо- отладочных платах собственного про- временной обработки до 10 000 запро- ром для разработчиков цифровой изводства GSI (см. рис. 4). сов поиска. Принимая во внимание этот электроники. факт, а также то, что вся база данных хра- В качестве примера использования микросхемы GSI предоставляет электри- WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 ческую схему, топологию и перечень эле- ментов отладочной платы собственно- го производства. Также на веб-странице микросхемы доступны для скачива- ния модели ModelSim, Test Bench и IBIS. По запросу предоставляются отчёты о надёжности FIT или MTTF. Детектор для машинного зрения В настоящее время компания скон- центрировала свои усилия на разви- тии нового продукта – нейросетевого детектора для искусственного интел- 42



ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ Предохранительно-исполнительный модуль для реле защиты трансформатора от ГИТ ЭМИ ЯВ Владимир Гуревич ([email protected]) ния персонала не беспочвенны. Пред- лагаемое реле должно воздействовать В статье приведено описание дополнительных модулей, напрямую на высоковольтный выклю- предназначенных для совместного применения с разработанным ранее чатель трансформатора, при этом оно электронным реле защиты силового трансформатора от геомагнитно- является нестандартным оборудова- индуцированных токов (ГИТ), вызванных электромагнитным импульсом нием, расположенным на открытом высотного ядерного взрыва (ЭМИ ЯВ). воздухе, вне закрытого помещения Предлагаемый в статье предохранительно-исполнительный модуль подстанции, и соединено напрямую (ПИМ) позволяет предотвратить отключение трансформатора вследствие с оборудованием подстанции посред- кратковременных воздействий ГИТ или ложных срабатываний ством длинного контрольного кабеля, электронного реле, вызванных любыми причинами. Рассматривается проходящего по территории подстан- элементная база ПИМ, обеспечивающая его максимальную надёжность. ции (станции). На самом деле, разра- ботанное реле [2] хорошо защищено Защита силовых трансформаторов в плект позволяет полностью решить от ложных срабатываний как от внеш- электрических сетях от повреждений, техническую проблему защиты сило- них электромагнитных полей, так и от вызванных геомагнитно-индуциро- вых трансформаторов в электроэнер- импульсных помех, поступающих по ванными токами (ГИТ), протекающи- гетике. Однако остаётся проблема, контрольным кабелям, однако всегда ми в заземлённых нейтралях силовых не связанная с техникой, существен- есть место для сомнений, тем более трансформаторов под действием ком- но затрудняющая широкое приме- когда речь идёт о нестандартном реле понента Е3 электромагнитного импуль- нение этого реле в электрических защиты. са высотного ядерного взрыва (ЭМИ сетях. Это психологическая пробле- ЯВ), является важной и актуальной про- ма персонала электростанций и под- В связи с обозначенной пробле- блемой [1]. станций, обусловленная опасениями мой рекомендуется: во-первых, поэ- ложного срабатывания реле от какой- тапное введение предлагаемого реле В статье [2] приведено подробное либо помехи и отключения силово- в эксплуатацию, во-вторых, примене- описание электронного реле защи- го трансформатора, к которому под- ние специального предохранитель- ты трансформаторов от ГИТ, разра- ключены несколько высоковольтных но-исполнительного модуля (ПИМ), ботанного автором, и портативного линий электропередач. Отключение предназначенного для исключения тестера для периодических проверок мощного трансформатора с зазем- вероятности ложного срабатывания исправности этого реле. Разработан- лённой нейтралью на подстанции, электронного реле защиты, располо- ное электронное реле предназначено а тем более блочного трансформато- женного в условиях воздействия фак- для автоматического кратковремен- ра (нейтрали которых обычно всегда торов внешней среды и мощных элек- ного отключения силового трансфор- заземлены) на электростанции – это тромагнитных помех. матора при возникновении посто- чрезвычайное происшествие, требу- янного тока в его нейтрали и имеет ющее расследования и составления На первом этапе (длительностью до повышенную надёжность и помехо- соответствующих актов. Такие опасе- одного года) предлагается включение устойчивость. В принципе, этот ком- выходных контактов реле лишь в цепь сигнализации, а не отключение транс- Реле защиты Дополнительный модуль на подстанции DB-4701 форматора. Для этого рекомендуется трансформатора использовать простейший дополни- + тельный модуль (см. рис. 1), распо- Внутренний F ложенный в шкафу или на панели на источник подстанции (или на станции). Целью питания 250 VDC этого этапа является подтверждение K1 – высокой помехоустойчивости (отсут- Датчик ствие ложных срабатываний в течение Выходной S1 всего испытательного срока) и надёж- контакт ности (срабатывание при периодиче- LED ской симуляции аварийного режима K В цепь с помощью тестера-симулятора) элек- сигнализации тронного реле. K2 S2 После успешного завершения перво- го этапа тестирования возможен пере- Сброс ход ко второму этапу длительностью в K3 несколько месяцев: введение в эксплу- атацию дополнительного предохрани- Рис. 1. Простейший дополнительный модуль, предназначенный для включения электронного реле тельно-исполнительного модуля (ПИМ) защиты трансформатора на первом этапе ввода в эксплуатацию 44 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ на подстанции (станции) и проверка Реле защиты ПИМ его надёжности. Этот модуль, разрабо- трансформатора танный автором, обеспечивает: автома- R1 R2 F + тическую блокировку первого срабаты- Внутренний U U 250 VDC вания реле защиты, выдержку времени источник T1.1 – в несколько секунд, перезагрузку реле питания S2 защиты и ожидание второго срабаты- T1 T2.1 S1 На отключение вания реле защиты в том случае, если Датчик выключателя сигнал с датчика, вызвавший его первое R3 срабатывание, не исчез после выдерж- Выходной U ки времени и перезагрузки. Лишь после контакт прохождения всех этих этапов ПИМ T2.2 выдаст команду на отключение транс- форматора. K1 T2 Совершенно очевидно, когда речь идёт об очень мощной электромагнит- R4 LED ной помехе (ЭМИ ЯВ), проникающей U K в аппаратуру и в виде всплеска элек- T1.2 тромагнитного поля, и в виде импуль- K2 са высокого напряжения, поступающе- го на входы и выходы аппаратуры по K3 R5 Сигнализация проводам, ПИМ должен быть выполнен U на электромеханических компонентах (см. рис. 2), а не на электронных микро- Рис. 2. Электрическая схема ПИМ на электромеханических компонентах (Т1 и Т2 – таймеры с схемах, как большинство современных выдержкой времени на включение) контроллеров. в исходное состояние можно с помо- непростая задача, поскольку обычные Разработанный автором ПИМ рабо- щью кнопки S2 («Сброс»). электронные таймеры на микросхемах тает следующим образом. В ждущем изначально были признаны неприем- режиме, когда отсутствует сигнал Если же срабатывание реле защи- лемыми для использования в ПИМ. с датчика и выходной контакт реле ты было правильным, в соответ- Пришлось провести довольно глубо- защиты разомкнут, таймеры Т1 и Т2, ствии с сигналом, поступающим с кий анализ по таймерам неэлектрон- а также реле К обесточены. Контакт датчика, то сразу после восстанов- ного типа, результаты которого пред- Т2.1 на отключение выключателя и ления цепи питания реле через кон- ставлены далее. контакт К3 на сигнализацию разом- такт Т1.1 последует повторное сраба- кнуты. тывание реле и повторное замыкание Простейшим и наиболее надёж- его выходного контакта. Таймер Т1 ным типом неэлектронных тайме- При срабатывании реле защиты опять начнёт отсчёт времени, однако ров являются таймеры электромаг- по какой угодно причине и замыка- теперь одновременно с ним вклю- нитного типа, у которых задержка нии его выходного контакта пода- чается и таймер Т2 через оставший- на срабатывание осуществляется с ётся питание из сети 250 В посто- ся замкнутым контакт К1. Выдерж- помощью толстостенного медно- янного тока на таймер Т1. Таймер ка времени таймера Т2 в несколько го цилиндра (короткозамкнутого начинает отсчёт времени. Через 4–5 с раз меньше выдержки времени тай- витка), одетого на сердечник элек- его контакт Т1.1 размыкается, мера Т1, поэтому он срабатывает тромеханического реле (см. рис. 3). а Т1.2 замыкается. Реле К включается первым, выдавая команду на отклю- К сожалению, таймеры, работающие и становится на автономное питание чение выключателя силового транс- по такому принципу, обеспечива- через свой контакт К2, а также подаёт форматора и становясь на автономное ют задержку на срабатывание всего питание на таймер Т2 через контакт К1. питание. Через 4–5 с повторно сра- лишь около 0,1 с, при этом они слиш- Таймер Т2 запускается, но сразу же батывает таймер Т1 и разрывает цепь ком громоздкие и тяжёлые. прекращает отсчёт времени, поскольку питания реле защиты контактом Т1.1. после разрыва цепи питания реле защи- К этому времени трансформатор уже Ещё одним типом неэлектрон- ты контактом Т1.1 его выходной кон- будет отключён, и сигнал с датчика ных таймеров являются таймеры такт размыкается. Схема возвращает- исчезнет. Вернуть ПИМ в исходное электропневматические, в кото- ся в исходное состояние, кроме реле К, состояние можно с помощью кноп- рых задержка на срабатывание (или которое остаётся включённым, и его ки S2 («Сброс»). отпускание) осуществляется за счёт контактов К1, К2, К3, которые остаются соленоида и сильфона (обычно – замкнутыми. Поступает сигнал в цепь Схема ПИМ защищена от проникно- резинового) или поршня и ниппеля сигнализации. вения на его входы и выходы импуль- с отверстием, через которое выдав- сов высокого напряжения с помощью ливается или засасывается воздух в Если после кратковременного раз- варисторов RU1 – RU5, а от электромаг- камеру (см. рис. 4). Таймеры тако- рыва и восстановления питания реле нитного поля–клеткой Фарадея, то есть го типа имеют вполне подходящую защиты его выходной контакт остаёт- алюминиевым корпусом. выдержку времени, но их габариты ся разомкнутым, то и ПИМ остаётся в и вес не удовлетворяют требовани- неизменном состоянии. Отключить Остался открытым вопрос выбора ям проекта. сигнализацию и вернуть всё устройство таймеров для ПИМ. Как оказалось, это СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 WWW.SOEL.RU 45

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ РЭВ Медный Медный Катушка цилиндр цилиндр Катушка РП-251 Медный цилиндр Катушка 128×67×170 мм Рис. 3. Таймеры электромагнитного типа Контакты PB-248 Часовой механизм Соленоид Рис. 4. Электропневматические таймеры 157×116×137 мм Рис. 5. Таймеры с часовым механизмом Следующим исследованным типом того редуктора со строго заданной ты. Назвать такой таймер неэлектрон- неэлектронных таймеров стали тай- скоростью, определяемой частотой ным нельзя, к тому же такие таймеры меры с часовым механизмом и пру- питающего напряжения, и обеспе- выпускаются лишь на низкие напряже- жиной (см. рис. 5). При подаче пита- чивает требуемую выдержку време- ния питания (до 28 В). ния на соленоид он преодолевает ни после отработки определённого усилие возвратной пружины и раз- количества оборотов вала. Таймеры На основе проведённого выше ана- блокирует часовой механизм. В про- такого типа достаточно компактны, лиза можно сделать вывод о том, что цессе отработки заданного интервала надёжны и обеспечивают требуемые ни один из известных неэлектрон- времени выходной вал часового меха- для ПИМ интервалы времени. Недо- ных таймеров по разным причинам низма поворачивается, при дости- статком таймеров этого типа является не подходит для применения в ПИМ. жении заданной уставки замыкает необходимость питания только пере- В связи с этим автором был разрабо- выходные контакты и останавлива- менным током частотой 50 или 60 Гц, тан таймер, специально предназна- ется. Такие таймеры имеют достаточ- что делает невозможным их примене- ченный для использования в ПИМ но высокую надёжность и точность, ние в ПИМ. (см. рис. 8). а также обеспечивают требуемые для ПИМ выдержки времени. Единствен- На рынке имеется очень ограни- Разработанный таймер не является ный недостаток таких реле – их боль- ченное количество типов таймеров с неэлектронным на все 100%, однако шие габариты. моторным приводом, которые мож- он содержит всего лишь один актив- но запитать от источника постоянно- ный электронный компонент – тири- Следующим исследованным типом го тока, например М6446 (см. рис. 7). стор на рабочее напряжение 600 В, неэлектронных таймеров стали тай- В таймерах этого типа используют син- защищённый от перенапряжений меры на основе миниатюрных син- хронные моторы с постоянными маг- мощным TVS-диодом типа 30KPA300A хронных моторов (см. рис. 6). В этих нитами, а требуемую частоту пита- с остаточным напряжением (clamping таймерах небольшой синхронный ния такого двигателя обеспечивает voltage) не более 484 В. Отличные двигатель вращает вал шестеренча- встроенный преобразователь часто- характеристики этого таймера (просто- та, надёжность, помехозащищённость, 46 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ Шкалы STR NTM-S M6446 для RTM 60 Гц 50 Гц Постоянный магнит (ПM) Синхронный двигатель 50 Гц ALST8 (с частотно-регулируемым 230 В источником питания) 50 Гц Напряжение питания двигателя – 26 В постоянного тока 60 Гц Рис. 7. Таймер с моторным приводом Рис. 6. Таймеры на основе синхронных моторов постоянного тока на рабочее напряжение 26 В стабильность параметров, небольшие S K Выход габариты) и интервал выдержек време- + R1 ни от долей секунды до 10 с обеспечива- VS ются совокупным выбором элементов с Внешняя особыми характеристиками. Например, активация тиристор VS выбранного типа C106M сочетает в себе достаточную мощность, TVS высокое максимальное рабочее напря- 250 VDC жение и очень малый ток отпирания (доли миллиампера). Благодаря тако- VS + му малому току удалось применить вре- – R2 C мязадающий резистор R1 сопротивле- нием в сотни тысяч Ом и резистор R2 TVS C K сопротивлением в единицы килоом с падением напряжения на нём менее Рис. 8. Таймер, специально разработанный для ПИМ 1 В при напряжении питания 240 В. А это, в свою очередь, позволило 3,4 мА, благодаря чему даже такой ющих опасности для трансформато- использовать в таймере особо ста- небольшой тиристор, как C106M, рабо- ра, или при ложных срабатываниях бильный герметичный танталовый тает в схеме с очень большим запасом электронного реле защиты, вызван- конденсатор типа T140D108K006A по рассеиваемой мощности и не тре- ных любыми причинами. ёмкостью всего лишь 1000 мкФ бует использования дополнительного (конденсаторов этого типа боль- радиатора даже при длительном вклю- Разработанный автором комплект шей ёмкости не существует!) с рабо- чении. Схема защищена от импульс- устройств (электронное реле с дат- чим напряжением 6,3 В. Российский ных помех благодаря мощному чиком ГИТ, тестер-симулятор, допол- аналог – конденсатор типа К53-66. TVS-диоду на входе схемы и конденса- нительный модуль на подстанции и Конденсаторы такого типа имеют тору большой ёмкости в цепи управля- предохранительно-исполнительный срок сохраняемости не менее 25 лет. ющего электрода тиристора, не позво- модуль) позволяет полностью решить Это очень важно для таймеров ПИМ, ляющему тиристору отпереться при проблему защиты силовых трансфор- поскольку эти таймеры могут нахо- воздействии импульсной помехи. Сле- маторов в электрических сетях от воз- диться в обесточенном состоянии дует иметь ввиду, что при таком прин- действия ЭМИ ЯВ. долгие годы и после такого долго- ципе построения таймера и схеме го периода ожидания должны обе- включения его в ПИМ он находится в Литература спечить его нормальную работоспо- полностью обесточенном состоянии в собность. Ещё один особый элемент течение всего времени ожидания, поэ- 1. Гуревич В. И. Электромагнитный импульс этой схемы – электромагнитное реле тому не может сам по себе привести к высотного ядерного взрыва и защита К типа PT370220 (Schrack) с сопротив- ложному срабатыванию ПИМ. электрооборудования от него. М.: Инфра- лением обмотки 65 кОм. Это уникаль- Инженерия. 2019. ное значение сопротивления обмотки Описанный в статье ПИМ позволяет для миниатюрного реле. Такое высо- предотвратить отключение силовых 2. Гуревич В. И. Электронное реле для защи- кое сопротивление обуславливает трансформаторов при кратковремен- ты силового электрооборудования от очень маленький рабочий ток реле – ном воздействии ГИТ, не представля- воздействия геомагнитно-индуцирован- ных токов ЭМИ ЯВ. Современная элек- троника. 2020. № 2. СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 WWW.SOEL.RU 47

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ Измерения фазовых шумов импульсных сигналов с использованием анализаторов фазового шума R&S FSWP Часть 1 Кирилл Румянцев ([email protected]), импульсных сигналов, в первую оче- Николай Лемешко ([email protected]) редь используемых в радиолокации. Рассматриваются функциональные В статье рассматриваются вопросы измерения фазовых шумов сигналов возможности и практики применения с импульсной модуляцией, широко применяемых в радиолокации. анализатора фазовых шумов R&S FSWP. В первой части проанализированы их спектральные особенности и теоретические ограничения, определяемые импульсным режимом Импульсные сигналы работы устройств. Оценена зависимость параметров шума на несущей частоте от характеристик модулирующих импульсов. Рассмотрен метод цифровой фазовой демодуляции с кросс-корреляционной обработкой, Видеоимпульсы, которым соответ- применяемый для измерения фазового шума и алгоритмы его ствует нулевая несущая частота, мало реализации. применимы для целей радиолокации, в первую очередь из-за необходимости Введение возможность отслеживания медленно использовать антенны больших габари- движущихся целей, таких как автомо- тов и крайне слабой направленности [2]. В настоящее время методы цифровой били и пешеходы, на фоне помех. В общем случае в радиолокационных обработки сигналов получили широкое станциях используются сигналы со спе- распространение за счёт своей универ- Как для систем связи, так и для радио- циальными видами модуляции, напри- сальности и повышенной помехоустой- локационных систем одним из основ- мер с линейной частотной модуляцией. чивости, а также широких возможностей ных параметров, ограничивающих Однако в контексте измерения фазовых формализации алгоритмов обработки. производительность системы, является шумов далее будет рассмотрен только Эволюция современных беспроводных фазовый шум. Разработка современных наиболее простой вид модуляции. систем связи требует включения всё и всё более совершенных радиосистем большего количества цифровых узлов требует обязательного учёта влияния Сигналы и, соответственно, излу- и наложения всё более жёстких требо- фазовых шумов генераторов и передат- чения импульсного характера могут ваний по спектральной эффективно- чиков. Важно подчеркнуть, что в этом, быть получены включением и выклю- сти кодирования информации. В то же как и во многих других направлениях чением генератора несущей, но это не время прогресс в создании широкопо- радиотехники, развитие средств измере- обеспечивает непрерывность фазы, лосных радиотрактов дал новый виток ний следует за потребностями практики. и она становится случайной для каждо- развития радиолокации, причём совре- го импульса. Это не позволяет исполь- менные радиолокационные системы ста- Настоящая статья, основанная зовать такое решение в доплеровских раются извлекать больше информации на материалах Rohde & Schwarz [1], РЛС и проводить измерения фазово- о целях и их траекториях, обеспечивать направлена на освещение вопроса го шума источников с помощью фазо- о способах измерения фазовых шумов вых или синхронных детекторов. Так как для фазового детектора необхо- F=const дим стабильный опорный сигнал, с кото- Δτ рым сравнивается измеряемый сигнал, не представляется возможным измере- ΔF ΔF ние фазового шума при значительном τ=const τ=const изменении фазы каждого импульса. F=const При рассмотрении процесса модуля- Δτ ции необходимо помнить, что умноже- ние импульсного сигнала и ВЧ-несущей во Рис. 1. Изменения спектра импульсного сигнала при изменении F и τ временно′й области соответствует свёрт- ке спектров в частотной области. Спектр последовательности импульсов представ- ляет собой последовательность гармо- ник, отстоящих друг от друга на частоту F повторения импульсов (ЧПИ). При ампли- тудной модуляции несущей импульсным сигналом сформирован спектр, симме- тричный относительно частоты несу- щей, его спектральные линии разнесены 48 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020