RU2173036C1

RU2173036C1 - Radio electronic unit

Info

Publication number: RU2173036C1
Application number: RU2000100632A
Authority: RU
Inventors: А.Н. Солдатенков; В.Н. Корулин; И.В. Устинов; В.Н. Иванов; В.И. Малашин; С.Б. Писарев; Д.Г. Поверенный; Б.В. Шебшаевич
Filing date: 2000-01-10
Publication date: 2001-08-27

Abstract

FIELD: radio electronics, design of units carrying out reception and processing of signals of satellite radio navigation systems. SUBSTANCE: technical objective of invention consists in elimination of parasitic and induced noise under conditions of location of heterogeneous functional elements of different degree of integration working with analog and digital signals in frequency range from thousands of MHz to units of Hz on multilayer printed circuit board. One external power supply source is used to supply this unit. Radio electronic unit has printed circuit board with number of conducting layers N≥6 on which electronic elements are grouped in M zones. First zone is zone of functional arrangement of analog radio electronic elements and high-frequency connector intended for connection of antenna. Following zones are zones of functional arrangement of digital radio electronic elements. At least one low-frequency connector meant to connect external devices is arranged in last zone. Ground planes of first zone are located in two internal conducting layers adjacent to external conducting layers. Ground planes of following zones are located in one of internal conducting layers adjacent to one of external conducting layers and are coupled by printing one to another and to ground plane of first zone placed in same layer. Conductors of power supply of first zone are positioned in i-th layer, between second and (N-1) layers. Conductors of power supply of third and next zones coming in the form of planes are located in j-th layer, where j≠i. Supply planes of third and next zones and ground plane of last zone are coupled via contact elements POWER SUPPLY and GROUND to proper leads-out of low- frequency connector. Leads-out of first supply filter are directly connected to contact elements POWER SUPPLY and GROUND. Conductors of power supply of second zone are located in same conducting layer as conductors of power supply of first zone and diverge from common point connected to output lead of second power supply filter that is placed in one of following zones and is coupled with its other leads to plane of power supply and to ground plane of zone of its location. Conductors of power supply of first zone come in the form of printed conductors diverging from common point connected to output lead of third power supply filter placed in second zone and coupled with its other leads to output lead of second filter and ground plane of second zone. Additional screening printed conductors, intercoupled and connected to ground planes of first zone by corresponding holes of interlayers connections arranged in row and spaced by no more than 5.0 mm, are located in external first and N-th conducting layers over perimeter of first zone with breaks in printed conductors crossing this perimeter. Additional printed conductors of screening barrier, intercoupled and coupled to ground plane of third zone with the use of corresponding holes in interlayer connections arranged in row and spaced by no more than 5.0 mm are positioned in both external conducting layers as well as in internal conducting layers of ground planes of second and next zones, along boundary separating third and second zones with breaks in printed conductors crossing this boundary. EFFECT: elimination of parasitic and induced noise when heterogeneous functional elements of different degree of integration are positioned on multilayer printed circuit board. 5 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при конструировании радиоэлектронных блоков, осуществляющих прием и обработку сигналов спутниковых радионавигационных систем (СРНС) "ГЛОНАСС" и "GPS" в целях определения местоположения по сигналам СРНС, определения точного времени, осуществления временной синхронизации, выделения служебной информации, относящейся к функционированию СРНС. The invention relates to electronics and can be used in the design of electronic blocks that receive and process signals from satellite radio navigation systems (SRNS) "GLONASS" and "GPS" in order to determine the location of the SRNS signals, determine the exact time, the implementation of time synchronization, allocation of service information related to the functioning of the SRNS.

Особенностью конструирования радиоэлектронных блоков, осуществляющих прием и обработку сигналов СРНС, является необходимость использования в них разнородных функциональных узлов - различных аналоговых сверхвысокочастотных (СВЧ) и высокочастотных (ВЧ) схем, реализующих процессы приема и частотного преобразования широкополосных шумоподобных радиосигналов СРНС, а также различных цифровых устройств - корреляторов, синтезаторов, синхронизаторов, процессоров, реализующих процессы корреляционного поиска, слежения и цифровой обработки принимаемых сигналов [1, с. 112, рис. 47; с. 126, рис.64]. При этом, при практической реализации таких радиоэлектронных блоков могут использоваться электрорадиоэлементы, имеющие различную степень интеграции, например дискретные электрорадиоэлементы, микросхемы малой, средней и большой степени интеграции. В связи с объединением в рамках одной конструкции указанных разнородных функциональных узлов и элементов, к тому же работающих с сигналами, существенно отличающимися по частоте, возникает задача обеспечить их электромагнитную совместимость, исключить взаимное влияние друг на друга и уменьшить уровень паразитных наводок и наведенных помех. A design feature of radio-electronic units that receive and process SRNS signals is the need to use heterogeneous functional units in them - various analog microwave and high-frequency (HF) circuits that implement the processes of receiving and frequency conversion of broadband noise-like radio signals of SRNS, as well as various digital devices - correlators, synthesizers, synchronizers, processors that implement the processes of correlation search, tracking and digital processing, etc. inimitable signals [1, p. 112, fig. 47; from. 126, Fig. 64]. At the same time, in the practical implementation of such radio-electronic units, radio-electronic elements having various degrees of integration can be used, for example, discrete radio-electronic elements, microcircuits of small, medium and high degree of integration. In connection with the combination of the indicated heterogeneous functional units and elements within the same design, which also work with signals substantially differing in frequency, the problem arises of ensuring their electromagnetic compatibility, eliminating mutual influence on each other and reducing the level of spurious interference and induced interference.

Одним из известных путей конструкторского решения этой задачи является разработка многоблочных (многоплатных) конструкций, где на отдельных печатных платах группируются электрорадиоэлементы, относящиеся к близким (однородным) функциональным группам, которые характеризуются близкими по виду и частоте сигналами, как например в известных конструкциях [1, с. 112, рис. 47], [2]. При этом проблемы уменьшения паразитных наводок и наведенных помех решаются достаточно простыми техническими средствами, основанными на межплатной экранизации. Очевидно, однако, что такой путь связан с увеличением массогабаритных характеристик разрабатываемых конструкций. One of the known ways of constructing a solution to this problem is the development of multi-block (multi-board) structures, where on individual printed circuit boards are grouped electrical elements related to close (homogeneous) functional groups, which are characterized by similar in appearance and frequency signals, such as in known designs [1, from. 112, fig. 47], [2]. At the same time, the problems of reducing spurious interference and induced interference are solved by fairly simple technical means based on inter-board film adaptation. It is obvious, however, that such a path is associated with an increase in the overall dimensions of the structures under development.

В тех случаях, когда массогабаритные характеристики важны, разрабатываются моноблочные конструкции, объединяющие в рамках одного радиоэлектронного блока разнородные функциональные узлы и элементы, как например в радиоэлектронном блоке навигационного приемника-процессора сигналов СРНС, описанном в [1, с. 132, рис. 69]. Для решения возникающих при этом проблем, связанных с паразитными наводками и наведенными помехами, могут использоваться известные конструкторские приемы, заключающиеся, в частности, в установке дополнительных внешних согласующих элементов, связывающих элементы печатной платы с корпусом блока, как например в [3], в особом размещении сигнальных проводников на печатной плате, как например в [4], [5, с. 112-115], в особом расположении земляных проводников и проводников питания, как например в [5, с. 113-114] . Достигаемый при этом результат уменьшения паразитных наводок и наведенных помех тем выше, чем меньше разница между частотами сигналов, обрабатываемых в блоке, и чем выше степень интеграции электрорадиоэлементов блока. In those cases when weight and size characteristics are important, monoblock designs are developed that combine heterogeneous functional units and elements within one radio-electronic unit, such as in the radio-electronic unit of the navigation receiver-processor of the SRNS signals described in [1, p. 132, fig. 69]. To solve the problems arising in this case, associated with spurious interference and induced noise, well-known design techniques can be used, which include, in particular, the installation of additional external matching elements connecting the elements of the printed circuit board with the block case, such as in [3], in a special placing signal conductors on a printed circuit board, as for example in [4], [5, p. 112-115], in a special arrangement of earth conductors and power conductors, as for example in [5, p. 113-114]. The result achieved by reducing spurious interference and induced noise is the higher, the smaller the difference between the frequencies of the signals processed in the block, and the higher the degree of integration of the radio-electronic elements of the block.

Типичным примером конструкторского решения задачи уменьшения паразитных наводок и наведенных помех при реализации радиоэлектронного блока на одной многослойной печатной плате является радиоэлектронный блок, описанный в [6, С.258-261, рис. 12.2]. Этот радиоэлектронный блок содержит многослойную печатную плату с числом проводящих слоев N ≥ 6, в которой на наружных первом и N-ом проводящих слоях печатной платы размещены контактные площадки и электрорадиоэлементы, а сигнальные печатные проводники, проводники питания и земляные проводники расположены во внутренних проводящих слоях печатной платы. При этом земляные проводники (проводники потенциалов "Земля") и проводники питания (проводники потенциалов "Питание") расположены в разных внутренних проводящих слоях печатной платы, например в четвертом и пятом слоях соответственно для случая десятислойной (N = 10) печатной платы. Земляные проводники и проводники питания при этом выполнены в виде металлизированных земляных плоскостей и плоскостей питания с окнами вокруг металлизированных отверстий межслойных соединений, не связанных электрически с этими плоскостями. Такая конструкция радиоэлектронного блока позволяет решить задачу уменьшения паразитных наводок и наведенных помех в условиях, когда в радиоэлектронном блоке используются однородные электрорадиоэлементы, работающие с сигналами, близкими по частоте, как например в случае цифровой ЭВМ. A typical example of a design solution to the problem of reducing spurious interference and induced noise when implementing a radio electronic unit on a single multilayer printed circuit board is a radio electronic unit described in [6, P.258-261, Fig. 12.2]. This electronic block contains a multilayer printed circuit board with the number of conductive layers N ≥ 6, in which on the outer first and Nth conductive layers of the printed circuit board there are contact pads and radio-electronic elements, and signal printed conductors, power conductors and earth conductors are located in the internal conductive layers of the printed circuit boards. In this case, earth conductors (potential conductors "Earth") and power conductors (conductors of potentials "Power") are located in different internal conductive layers of the printed circuit board, for example, in the fourth and fifth layers, respectively, for the case of a ten-layer (N = 10) printed circuit board. The earth conductors and power conductors in this case are made in the form of metallized earth planes and power planes with windows around the metallized holes of the interlayer connections that are not electrically connected to these planes. This design of the electronic unit allows us to solve the problem of reducing spurious interference and induced noise in conditions when uniform electronic components are used in the electronic unit that work with signals that are close in frequency, such as in the case of a digital computer.

Наиболее близким к заявляемому радиоэлектронному блоку является радиоэлектронный блок, описанный в [7], в котором решается задача устранения паразитных наводок и наведенных помех в условиях, когда на одной многослойной печатной плате, например плате навигационного приемника-процессора сигналов СРНС, размещаются разнородные функциональные элементы различной степени интеграции, реализующие процессы обработки сигналов на частотах от тысяч мегагерц на входе блока до единиц герц на выходе блока. Closest to the claimed radio-electronic unit is the radio-electronic unit described in [7], in which the problem of eliminating spurious interference and induced interference is solved under conditions when heterogeneous functional elements of various types are placed on one multilayer printed circuit board, for example, a board of a navigation receiver-processor of SRNS signals. degrees of integration that implement signal processing processes at frequencies from thousands of megahertz at the input of the block to units of hertz at the output of the block.

Радиоэлектронный блок, описанный в [7], принят в качестве прототипа. The electronic unit described in [7] is adopted as a prototype.

Радиоэлектронный блок-прототип содержит многослойную печатную плату с числом проводящих слоев N≥ 6. Электрорадиоэлементы, размещенные на печатной плате, сгруппированы по М функциональным зонам, где первая из М зон является зоной функционального размещения аналоговых электрорадиоэлементов. В первой зоне также размещен высокочастотный соединитель, предназначенный для подключения приемной антенны. Последующие М-1 зон являются зонами функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов, причем в последней М-ой зоне размещен по крайней мере один низкочастотный соединитель, предназначенный для подключения внешних устройств. Электрорадиоэлементы монтируются на наружных проводящих слоях печатной платы на соответствующих контактных площадках. The prototype electronic block contains a multilayer printed circuit board with a number of conductive layers N≥ 6. The radio-electronic elements placed on the printed circuit board are grouped according to M functional zones, where the first of the M zones is the functional placement zone of analogue radio-electronic elements. The first zone also houses a high-frequency connector designed to connect a receiving antenna. The subsequent M-1 zones are zones of the functional placement of digital electro-radio elements, with at least one low-frequency connector for connecting external devices located in the last M-th zone. Electro-radio elements are mounted on the outer conductive layers of the printed circuit board at the corresponding contact pads.

Земляные проводники функциональных зон выполнены в виде металлизированных земляных плоскостей, расположенных на печатной плате в соответствии с расположением этих зон. Земляные плоскости первой зоны, т.е. зоны функционального размещения аналоговых электрорадиоэлементов, расположены в двух внутренних проводящих слоях печатной платы - втором и (N-1)-ом проводящих слоях, соседствующих с наружным первым и N-ым проводящими слоями. Земляные плоскости всех последующих М-1 зон, т.е. зон функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов, расположены в одном из внутренних проводящих слоев печатной платы, соседствующем с первым или N-ым наружным проводящим слоем. Земляные плоскости этих М-1 зон связаны печатными перемычками друг с другом, а также с земляной плоскостью первой зоны, расположенной в этом же проводящем слое. Earth conductors of functional zones are made in the form of metallized earth planes located on a printed circuit board in accordance with the location of these zones. Earth planes of the first zone, i.e. zones of functional placement of analogue electro-radio elements are located in two internal conductive layers of the printed circuit board - the second and (N-1) -th conductive layers adjacent to the outer first and Nth conductive layers. Earth planes of all subsequent M-1 zones, i.e. zones of functional placement of digital electro-radio elements are located in one of the inner conductive layers of the printed circuit board adjacent to the first or Nth outer conductive layer. The ground planes of these M-1 zones are connected by printed jumpers with each other, as well as with the ground plane of the first zone located in the same conductive layer.

Проводники питания функциональных зон выполнены в виде металлизированных плоскостей питания и расположены в соответствии с расположением функциональных зон во внутренних проводящих слоях печатной платы, свободных от земляных плоскостей, т. е. между вторым и (N-2)-ым проводящими слоями. При этом проводники питания первой зоны размещены в i-ом проводящем слое печатной платы, свободном от размещения проводников питания других зон, например в слое, соседствующем с вторым или (N - 1)-ым проводящем слоем, а проводники питания остальных зон расположены в j-ом проводящем слое, где i ≠ j. The power conductors of the functional zones are made in the form of metallized power planes and are located in accordance with the location of the functional zones in the internal conductive layers of the printed circuit board, free of earth planes, i.e., between the second and (N-2) -th conductive layers. In this case, the power conductors of the first zone are located in the i-th conductive layer of the circuit board, free from the placement of power conductors of other zones, for example, in the layer adjacent to the second or (N - 1) -th conductive layer, and the power conductors of the remaining zones are located in j -th conductive layer, where i ≠ j.

Электрические связи между функциональными зонами осуществляются посредством сигнальных печатных проводников - проводников связи, расположенных в основном на наружном проводящем слое печатной платы, соседствующем с внутренним проводящем слоем, в котором расположены земляные плоскости всех функциональных зон. Расположение печатных проводников связи на указанном наружном проводящем слое является преимущественным и предпочтительным. Расположение проводников связи в этом слое позволяет реализовать в наибольшей степени эффект их защитной экранировки земляными проводниками (земляными перемычками), располагающимися под сигнальными проводниками, и максимально минимизировать длину возвратного (обратного) земляного участка для возвратного контура цепи прохождения сигнала по проводнику связи. В блоке-прототипе в качестве таких экранирующих земляных проводников выступают, в частности, земляные перемычки шириной не менее 1 мм, связывающие между собой земляные плоскости функциональных зон. Electrical connections between the functional areas are carried out by signal printed conductors - communication conductors located mainly on the outer conductive layer of the printed circuit board adjacent to the inner conductive layer, in which the ground planes of all functional zones are located. The arrangement of the printed communication conductors on said outer conductive layer is advantageous and preferred. The location of the communication conductors in this layer makes it possible to realize to the greatest extent the effect of their protective screening by the earth conductors (earth jumpers) located under the signal conductors, and to minimize the length of the return (return) ground section for the return circuit of the signal path through the communication conductor. In the prototype block, such shielding earth conductors are, in particular, earth bridges with a width of at least 1 mm, connecting earth planes of the functional zones.

Межслойные соединения печатных проводников осуществляются посредством металлизированных отверстий межслойных соединений. В случае, когда металлизированные отверстия межслойных соединений, не связанные электрически с земляными плоскостями или плоскостями питания, проходят через эти плоскости, в этих плоскостях выполняются соответствующие окна, лишенные металлизации. Interlayer connections of printed conductors are carried out by means of metallized holes of interlayer connections. In the case when the metallized holes of the interlayer connections, not electrically connected to the earthen planes or supply planes, pass through these planes, corresponding windows are deprived of metallization in these planes.

В блоке-прототипе реализован принцип раздельного (по функциональным зонам) электропитания. Для осуществления этого в каждой из М зон на одном из наружных проводящих слоев печатной платы выполнены связанные с соответствующими плоскостями питания этих зон контактные элементы (контактные площадки) для подключения к внешним источникам питания. In the prototype block, the principle of separate (according to functional zones) power supply is implemented. To accomplish this, in each of the M zones on one of the outer conductive layers of the printed circuit board, contact elements (contact pads) for connecting to external power sources are connected with the corresponding power planes of these zones.

Конструкция блока-прототипа обеспечивает возможность реализации, в частности, навигационного приемника-процессора, работающего по сигналам СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS". При этом сигналы, обрабатываемые в первой функциональной зоне печатной платы, представляют собой аналоговые широкополосные шумоподобные радиосигналы СРНС с частотами от 1200 МГц до 1700 МГц. Эти сигналы преобразуются в первой функциональной зоне печатной платы с понижением несущей частоты до десятков мегагерц. Далее эти сигналы в соответствующих функциональных зонах печатной платы подвергаются многоканальной корреляционной обработке, обработке в цифровом процессоре и преобразованию в интерфейсных элементах. The design of the prototype unit provides the possibility of implementing, in particular, a navigation receiver-processor operating on the basis of the GLONASS and GPS GPS signals. At the same time, the signals processed in the first functional area of the printed circuit board are analog broadband noise-like radio signals of SRNS with frequencies from 1200 MHz to 1700 MHz. These signals are converted in the first functional area of the printed circuit board with a decrease in the carrier frequency to tens of megahertz. Further, these signals in the corresponding functional areas of the printed circuit board are subjected to multichannel correlation processing, processing in a digital processor and conversion in interface elements.

Таким образом, в блоке-прототипе сигналы СРНС в процессе своей обработки переходят от одной функциональной зоны печатной платы к другой, претерпевая изменения по частоте от тысяч мегагерц на входе первой функциональной зоны (зоны размещения аналоговых электрорадиоэлементов) до единиц герц на выходе последней функциональной зоны (зоны размещения интерфейсных электрорадиоэлементов). Переход сигналов от одной функциональной зоны к другой осуществляется по сигнальным проводникам связи, экранирование которых осуществляется посредством расположенных под ними участков земляных плоскостей и земляных перемычек, связывающих земляные плоскости между собой. Ширина земляных печатных перемычек (не менее 1 мм) выбрана из условия минимизации потерь в возвратных контурах цепей прохождения сигналов и снижения их восприимчивости к воздействию излучений и перекрестных помех за счет исключения неоптимальных токовых путей, обладающих дополнительной индуктивностью. На минимизацию потерь в возвратных контурах цепей прохождения сигналов, а также цепей распределения питания положительно влияет указанное выполнение металлизированных земляных плоскостей и металлизированных плоскостей питания каждой из функциональных зон, за счет которого обеспечивается формирование возвратных цепей, оптимально соответствующих сигнальным цепям, исключается образование паразитных токовых контуров, характеризуемых паразитными индуктивностями и восприимчивостью к помехам. Все это позволяет в блоке-прототипе решить задачу устранения паразитных наводок и наведенных помех в условиях, когда на многослойной печатной плате блока размещаются разнородные электрорадиоэлементы различной степени интеграции, работающие с разнородными сигналами (аналоговыми и цифровыми) в диапазоне частот от тысяч мегагерц на входе блока до единиц герц на выходе блока. Thus, in the prototype block, the SRNS signals during their processing pass from one functional area of the printed circuit board to another, undergoing changes in frequency from thousands of megahertz at the input of the first functional zone (the zone of placement of analogue radio electronic elements) to units of hertz at the output of the last functional zone ( zones of interface radio-electronic elements). The transition of signals from one functional zone to another is carried out by signal communication conductors, the screening of which is carried out by means of sections of earth planes located below them and earth jumpers connecting earth planes to each other. The width of the earthen printed jumpers (at least 1 mm) is selected from the condition of minimizing losses in the return circuits of the signal paths and reducing their susceptibility to radiation and crosstalk by eliminating non-optimal current paths with additional inductance. The minimization of losses in the return circuits of the signal transmission circuits, as well as the power distribution circuits, is positively affected by the indicated implementation of the metallized earth planes and metallized power planes of each of the functional zones, due to which the formation of return circuits that are optimal for the signal circuits is ensured, the formation of stray current circuits characterized by spurious inductances and susceptibility to interference. All this allows us to solve the problem of eliminating spurious interference and induced noise in the prototype unit under conditions when heterogeneous electro-radio cells of varying degrees of integration are placed on the multilayer printed circuit board of the unit, working with heterogeneous signals (analog and digital) in the frequency range from thousands of megahertz at the input of the unit units of hertz at the output of the block.

Особенностью блока-прототипа является то, что достижение требуемого результата по устранению паразитных наводок и наведенных помех, реализуемое за счет рассмотренных выше конструктивных мер, обеспечивается при использовании раздельного (по функциональным зонам) электропитания, что сужает область возможного применения блока-прототипа. A feature of the prototype unit is that the achievement of the required result to eliminate spurious interference and induced interference, which is realized through the above-mentioned design measures, is achieved by using separate (in functional areas) power supply, which narrows the scope of the possible application of the prototype unit.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание конструкции, обеспечивающей эффективное устранение паразитных наводок и наведенных помех в условиях применения одного источника для питания радиоэлектронного блока, на многослойной печатной плате которого размещаются разнородные функциональные элементы различной степени интеграции, работающие с разнородными сигналами (аналоговыми и цифровыми) различных частот (от тысяч мегагерц на входе блока до единиц герц на выходе блока). The technical problem to which the claimed invention is directed is to create a design that provides effective elimination of spurious interference and induced interference when using one source for powering the electronic unit, on a multilayer printed circuit board of which heterogeneous functional elements of varying degrees of integration are located that work with heterogeneous signals ( analog and digital) of various frequencies (from thousands of megahertz at the input of the block to units of hertz at the output of the block).

Решение поставленной задачи позволяет расширить область возможного применения радиоэлектронного блока за счет упрощения его системы питания, в частности позволяет конструировать малогабаритную, работающую с одним внешним источником питания радиоэлектронную аппаратуру, осуществляющую прием и обработку сигналов СРНС <ГЛОНАСС> и <GPS> в целях определения местоположения, точного времени, осуществления временной синхронизации и выделения служебной информации СРНС для широкого круга потребителей. При этом за счет обеспечения эффективного устранения паразитных наводок и наведенных помех радиоэлектронный блок может с успехом работать не только как самостоятельный прибор, но и в условиях комплекса аппаратуры. The solution of this problem allows you to expand the scope of the possible application of the electronic unit by simplifying its power system, in particular, it allows you to design small-sized, electronic equipment that works with one external power source, which receives and processes SRNS <GLONASS> and <GPS> signals in order to determine the location, accurate time, the implementation of time synchronization and the allocation of service information SRNS for a wide range of consumers. At the same time, by ensuring the effective elimination of spurious interference and induced interference, the radio-electronic unit can successfully operate not only as an independent device, but also in the conditions of a complex of equipment.

Сущность изобретения заключается в том, что в радиоэлектронном блоке, содержащем многослойную печатную плату с числом проводящих слоев N ≥ 6, в которой на наружных первом и N-ом проводящих слоях размещены высокочастотный и низкочастотный соединители, а также печатные проводники, контактные площадки и электрорадиоэлементы, сгруппированные по М зонам, первая из которых является зоной функционального размещения аналоговых электрорадиоэлементов и высокочастотного соединителя для подключения источника входных сигналов, а последующие М-1 зон являются зонами функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов, причем в последней М-ой зоне размещен по крайней мере один низкочастотный соединитель, предназначенный для подключения внешних устройств, земляные плоскости первой зоны расположены в двух внутренних проводящих слоях - втором и (N-1)-ом проводящих слоях, соседствующих с наружными первым и N-ым проводящими слоями, земляные плоскости всех последующих М-1 зон расположены в одном из внутренних проводящих слоев, соседствующем с первым или N-м наружным проводящим слоем. The essence of the invention lies in the fact that in a radio electronic unit containing a multilayer printed circuit board with a number of conductive layers N ≥ 6, in which high-frequency and low-frequency connectors are placed on the outer first and Nth conductive layers, as well as printed conductors, contact pads and radio-electronic elements, grouped by M zones, the first of which is a functional placement area of analogue electrical radio elements and a high-frequency connector for connecting an input signal source, and subsequent M-1 s n are zones of the functional placement of digital electro-radio elements, with at least one low-frequency connector for connecting external devices located in the last M-th zone, the ground planes of the first zone are located in two inner conducting layers - the second and (N-1) -th conductive layers adjacent to the outer first and Nth conductive layers, the ground planes of all subsequent M-1 zones are located in one of the inner conductive layers adjacent to the first or Nth outer conductive layer.

Земляные плоскости этих М-1 зон связаны земляными печатными проводниками друг с другом и с расположенной в этом же проводящем слое земляной плоскостью первой зоны, при этом i-й проводящий слой, в котором располагаются проводники питания первой зоны, и j-й проводящий слой, в котором располагаются выполненные в виде плоскостей цифрового питания проводники питания третьей и последующих зон, где j ≠ i, расположены между вторым и (N-1)-м проводящими слоями, электрические связи между М зонами осуществляются посредством печатных проводников, расположенных преимущественно на наружном проводящем слое, соседствующем с внутренним проводящим слоем, в котором расположены земляные плоскости всех М зон, а межслойные соединения печатных проводников осуществляются посредством металлизированных отверстий межслойных соединений. The ground planes of these M-1 zones are connected by ground printed conductors to each other and to the ground plane of the first zone located in the same conductive layer, while the i-th conductive layer, in which the power conductors of the first zone are located, and the j-th conductive layer, in which the power conductors of the third and subsequent zones are arranged in the form of digital power planes, where j ≠ i are located between the second and (N-1) -th conductive layers, electrical connections between the M zones are carried out by means of printed conductors, located predominantly on the outer conductive layer adjacent to the inner conductive layer, in which the ground planes of all M zones are located, and the interlayer connections of the printed conductors are carried out by means of metallized holes of the interlayer connections.

При этом в отличие от прототипа плоскости цифрового питания третьей и последующих зон и земляная плоскость последней М-ой зоны электрически связаны соответственно с размещенными на одном из наружных проводящих слоев в последней М-ой зоне контактными элементами "Питание" и "Земля", связанными посредством печатных проводников этого наружного слоя с соответствующими выводами низкочастотного соединителя, предназначенными для подключения внешнего источника питания радиоэлектронного блока, причем с контактными элементами "Питание" и "Земля" непосредственно связаны первый и второй выводы первого фильтра питания, при этом проводники питания второй зоны, в которой осуществляется преобразование в цифровой вид аналоговых сигналов, поступающих из первой зоны, размещены в том же проводящем слое, что и проводники питания первой зоны, и выполнены в виде печатных проводников, расходящихся из общей точки, электрически связанной с выходным выводом второго фильтра питания, который размещен на наружном проводящем слое в одной из последующих М-2 зон при количестве зон М не менее пяти и связан другими своими выводами - входным и земляным - соответственно с плоскостью цифрового питания и земляной плоскостью зоны своего размещения, а проводники питания первой зоны выполнены в виде печатных проводников, расходящихся из общей точки, электрически связанной с выходным выводом третьего фильтра питания, который размещен на наружном проводящем слое во второй зоне и связан другими своими выводами - входным и земляным - соответственно с выходным выводом второго фильтра питания и земляной плоскостью второй зоны, при этом в наружных первом и N-ом проводящих слоях по периметру первой зоны, с разрывами для печатных проводников, пересекающих этот периметр, расположены дополнительные экранирующие печатные проводники, связанные между собой и с земляными плоскостями первой зоны соответствующими отверстиями межслойных соединений, расположенными в ряд с шагом не более 5 мм, а в обоих наружных проводящих слоях и внутренних проводящих слоях, свободных от размещения земляных плоскостей второй и последующих зон, вдоль границы, отделяющей третью зону от второй, с разрывами для печатных проводников, пересекающих эту границу, расположены дополнительные печатные проводники экранирующего барьера, связанные между собой и с земляной плоскостью третьей зоны с помощью соответствующих отверстий межслойных соединений, расположенных в ряд с шагом не более 5 мм. In this case, unlike the prototype, the digital power planes of the third and subsequent zones and the earth plane of the last M-th zone are electrically connected respectively to the “Power” and “Earth” contact elements placed on one of the outer conducting layers in the last M-th zone, connected by printed conductors of this outer layer with the corresponding pins of the low-frequency connector, designed to connect an external power source of the electronic unit, with contact elements "Power" and "Earth "the first and second terminals of the first power filter are directly connected, while the power conductors of the second zone, in which the digital signals from the first zone are converted to digital form, are located in the same conductive layer as the power conductors of the first zone, and are made in in the form of printed conductors diverging from a common point, electrically connected to the output terminal of the second power filter, which is placed on the outer conductive layer in one of the subsequent M-2 zones with the number of zones M at least five and its other conclusions - input and ground - respectively, with the digital power plane and the ground plane of the zone of its location, and the power conductors of the first zone are made in the form of printed conductors diverging from a common point, electrically connected to the output terminal of the third power filter, which is located on the outside conductive layer in the second zone and connected with its other conclusions - input and ground - respectively, with the output terminal of the second power filter and the ground plane of the second zone, while in the outer The first and Nth conductive layers along the perimeter of the first zone, with gaps for the printed conductors crossing this perimeter, are additional shielded printed conductors connected to each other and to the ground planes of the first zone by the corresponding holes of the interlayer connections, arranged in a row with a step of no more than 5 mm, and in both the outer conducting layers and the inner conducting layers free from the placement of earth planes of the second and subsequent zones, along the boundary separating the third zone from the second, with gaps for For the conductors crossing this boundary, additional printed conductors of the shielding barrier are located, connected to each other and to the earth plane of the third zone using the corresponding holes of the interlayer connections, arranged in a row with a step of no more than 5 mm.

В частных случаях реализации заявляемого радиоэлектронного блока земляные плоскости третьей и последующих зон функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов конструктивно объединены в общую для этих зон земляную плоскость, плоскости цифрового питания третьей и последующих зон функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов конструктивно объединены в общую для этих зон плоскость цифрового питания, первый фильтр питания выполнен в виде фильтрующего конденсатора, второй фильтр питания выполнен в виде проходного конденсатора, а третий фильтр питания выполнен в виде проходного фильтра, реализующего функцию Т-образного LC-фильтра. In special cases of the implementation of the inventive radio-electronic unit, the earthen planes of the third and subsequent zones of the functional placement of digital electro-radio elements are structurally combined into a common earth plane for these zones, the planes of digital power of the third and subsequent zones of the functional arrangement of digital electro-radio elements are structurally combined into a common digital power plane, the first the power filter is made in the form of a filtering capacitor, the second power filter is made in the form of a passage th capacitor, and the third power filter is made in the form of a pass-through filter that implements the function of a T-shaped LC filter.

Сущность изобретения, его реализуемость и возможность промышленного применения поясняются чертежами, представленными на фиг. 1-11, иллюстрирующими пример конструктивной реализации радиоэлектронного блока навигационного приемника-процессора сигналов СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS" на многослойной печатной плате с шестью проводящими слоями. The invention, its feasibility and the possibility of industrial application are illustrated by the drawings shown in FIG. 1-11, illustrating an example of the constructive implementation of the radio-electronic unit of the navigation receiver-processor of the SRNS GLONASS and GPS signals on a multilayer printed circuit board with six conductive layers.

На фиг. 1 представлен вид шестислойной печатной платы в разрезе (расположение печатных проводников и металлизированных отверстий межслойных соединений - условное),
на фиг. 2 - пример группировки по зонам электрорадиоэлементов, смонтированных на наружном первом проводящем слое, в рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока (вид со стороны элементов первого проводящего слоя, печатные проводники условно не показаны);
на фиг. 3 - пример группировки по зонам электрорадиоэлементов, смонтированных на наружном шестом проводящем слое, в рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока (вид со стороны первого проводящего слоя, слои условно прозрачные, печатные проводники условно не показаны);
на фиг. 4 - пример фрагмента рисунка печати наружного первого проводящего слоя в рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока;
на фиг. 5 - пример рисунка печати внутреннего второго проводящего слоя в рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока (вид со стороны первого проводящего слоя, слои условно прозрачные);
на фиг. 6 - пример фрагмента рисунка печати внутреннего третьего проводящего слоя в рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока (вид со стороны первого проводящего слоя, слои условно прозрачные);
на фиг. 7 - пример фрагмента рисунка печати внутреннего четвертого проводящего слоя в рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока (вид со стороны первого проводящего слоя, слои условно прозрачные);
на фиг. 8 - пример фрагмента рисунка печати внутреннего пятого проводящего слоя в рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока (вид со стороны первого проводящего слоя, слои условно прозрачные);
на фиг. 9 - пример фрагмента рисунка печати наружного шестого проводящего слоя в рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока (вид со стороны первого проводящего слоя, слои условно прозрачные);
на фиг. 10 - пример подключения фильтров питания (вид со стороны печати);
на фиг. 11 - вид шестислойной печатной платы в сечении по экранирующему барьеру.In FIG. 1 shows a sectional view of a six-layer printed circuit board (arrangement of printed conductors and metallized holes of interlayer connections is conditional),
in FIG. 2 - an example of grouping by zones of electro-radio elements mounted on the outer first conductive layer, in the considered example of the implementation of the electronic block (view from the side of the elements of the first conductive layer, printed conductors are not shown conventionally);
in FIG. 3 - an example of grouping by zones of electro-radio elements mounted on the outer sixth conductive layer, in the considered example of the implementation of the electronic block (view from the side of the first conductive layer, the layers are conditionally transparent, the printed conductors are not shown conventionally);
in FIG. 4 is an example of a fragment of a print pattern of the outer first conductive layer in the considered example of implementation of the electronic unit;
in FIG. 5 is an example of a print pattern of the inner second conductive layer in the considered example of implementation of the electronic block (view from the side of the first conductive layer, the layers are conditionally transparent);
in FIG. 6 is an example of a fragment of the print pattern of the inner third conductive layer in the considered example of implementation of the electronic block (view from the side of the first conductive layer, the layers are conditionally transparent);
in FIG. 7 is an example of a fragment of the print pattern of the inner fourth conductive layer in the considered example of implementation of the electronic block (view from the side of the first conductive layer, the layers are conditionally transparent);
in FIG. 8 is an example of a fragment of the print pattern of the inner fifth conductive layer in the considered example of implementation of the electronic block (view from the side of the first conductive layer, the layers are conditionally transparent);
in FIG. 9 is an example of a fragment of a print pattern of the outer sixth conductive layer in the considered example of implementation of the electronic block (view from the side of the first conductive layer, the layers are conditionally transparent);
in FIG. 10 is an example of connecting power filters (view from the print side);
in FIG. 11 is a sectional view of a six-layer printed circuit board along a shielding barrier.

Заявляемый радиоэлектронный блок (фиг. 1-11) содержит многослойную печатную плату 1 с числом проводящих слоев N ≥ 6. В рассматриваемом примере реализации, имеющем практическое применение, многослойная печатная плата 1 выполнена шестислойной, т.е. имеет N = 6 проводящих слоев. Наружный первый проводящий слой 2 образует лицевую сторону шестислойной печатной платы, а наружный шестой проводящий слой 3 - тыльную сторону. Внутренние проводящие слои, а именно второй проводящий слой 4, третий проводящий слой 5, четвертый проводящий слой 6 и пятый проводящий слой 7, отделены друг от друга и от наружных проводящих слоев 2 и 3 изолирующими слоями 8 (фиг. 1). The inventive electronic block (Fig. 1-11) contains a multilayer printed circuit board 1 with the number of conductive layers N ≥ 6. In this example implementation, having practical application, the multilayer printed circuit board 1 is made of a six-layer, i.e. has N = 6 conductive layers. The outer first conductive layer 2 forms the front side of the six-layer printed circuit board, and the outer sixth conductive layer 3 forms the back side. The inner conductive layers, namely the second conductive layer 4, the third conductive layer 5, the fourth conductive layer 6 and the fifth conductive layer 7, are separated from each other and from the outer conductive layers 2 and 3 by the insulating layers 8 (Fig. 1).

В рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока - в приемнике-процессоре сигналов СРНС - в наружных проводящих слоях 2 и 3 (фиг. 1-4, 9) размещены печатные площадки 9, печатные проводники 10, электрорадиоэлементы 11, а также высокочастотный соединитель 12 и низкочастотные соединители 13 (13₁ и 13₂). Высокочастотный соединитель 12 предназначен для подключения источника входных сигналов - приемной антенны, низкочастотный соединитель 13₁ - для подключения не обходимых внешних устройств приемника-процессора сигналов СРНС, в частности пульта управления, а также внешнего источника питания, а низкочастотный соединитель 13₂ - для подключения контрольной и тестирующей аппаратуры.In the considered example of the implementation of the radio-electronic unit - in the receiver-processor of the SRNS signals - in the outer conductive layers 2 and 3 (Figs. 1-4, 9) there are printed pads 9, printed conductors 10, electro-radio elements 11, as well as a high-frequency connector 12 and low-frequency connectors 13 (13 ₁ and 13 ₂ ). The high-frequency connector 12 is used to connect the input signal source - the receiving antenna, the low-frequency connector 13 ₁ - to connect the required external devices of the receiver-processor of the SRNS signals, in particular the control panel, as well as the external power source, and the low-frequency connector 13 ₂ - to connect the control and testing equipment.

Электрорадиоэлементы 11 смонтированы на многослойной печатной плате 1 по технологии поверхностного монтажа, что позволяет в максимальной степени микроминиатюризировать монтаж [8, с. 107]. Elektroradioelements 11 are mounted on a multilayer printed circuit board 1 using surface mounting technology, which allows maximum micro-miniaturization of the installation [8, p. 107].

Во внутренних проводящих слоях 4 - 7 размещены только печатные проводники (фиг. 5 - 8). In the inner conductive layers 4 to 7, only printed conductors are placed (Figs. 5 to 8).

Межслойные соединения печатных проводников осуществляются посредством соответствующих металлизированных отверстий 14 межслойных соединений (на фиг. 1 выполнение металлизированных отверстий 14 показано условно). В случае, когда металлизированные отверстия межслойных соединений должны проходить через печатные проводники без электрического контакта с ними, в этих проводниках выполняются соответствующие окна, лишенные металлизации. Interlayer connections of the printed conductors are carried out by means of the corresponding metallized holes 14 of the interlayer connections (in Fig. 1, the performance of the metallized holes 14 is shown conditionally). In the case when the metallized holes of the interlayer connections must pass through the printed conductors without electrical contact with them, the corresponding windows are deprived of metallization in these conductors.

В рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока - в навигационном приемнике-процессоре сигналов СРНС - электрорадиоэлементы 11 сгруппированы по М = 5 зонам 15, 16, 17, 18 и 19 (фиг. 2, 3). Зоны 15 - 19 располагаются последовательно вдоль многослойной печатной платы 1, каждая из зон занимает всю ширину платы. In the considered example of the implementation of the radio-electronic unit — in the navigation receiver-processor of the SRNS signals — the electro-radio elements 11 are grouped according to M = 5 zones 15, 16, 17, 18 and 19 (Fig. 2, 3). Zones 15 - 19 are arranged sequentially along the multilayer printed circuit board 1, each of the zones occupies the entire width of the board.

Первая зона 15 является зоной функционального размещения аналоговых электрорадиоэлементов, осуществляющих преобразование входных аналоговых сигналов СРНС с понижением их несущей частоты до значения, требуемого из условий осуществления последующего аналого-цифрового преобразования. В этой же зоне размещен высокочастотный соединитель 12 (фиг. 2). За счет соответствующей топологии, а также с помощью электрорадиоэлементов 11 в первой зоне 15 выполнены полосовые микрополосковые СВЧ-фильтры, малошумящий СВЧ-усилитель, полосовые фильтры на поверхностно акустических волнах, смесители, а также синтезаторы и формирователи тактовой и гетеродинных частот и опорный генератор. Электрорадиоэлементы первой зоны 15 представлены дискретными электрорадиоэлементами, электрорадиоэлементами низкой степени интеграции, например аналогичными микросхемам типа MGA-87563 фирмы HEWLETT-PACKARD (США) или МААМ 12021 М/А СОМ фирмы MOTOROLA (США) (малошумящие СВЧ-усилители), а также электрорадиоэлементами средней степени интеграции, например аналогичными микросхемам типа LMX2330ATM фирмы MOTOROLA (США) (цифровой синтезатор), UPC2753 фирмы NEC (США) (преобразователь сигнала - усилитель), MC13142D фирмы Motorola (США) (смеситель), TX0255AR 10,00 MГц, 3 V фирмы RAKON (США) (опорный генератор). Все указанные электрорадиоэлементы предназначены для поверхностного монтажа. The first zone 15 is a functional placement zone of analogue electrical radio elements that convert the input analogue signals of the SRNS with a decrease in their carrier frequency to the value required from the conditions for the subsequent analog-to-digital conversion. In the same zone there is a high-frequency connector 12 (Fig. 2). Due to the corresponding topology, as well as with the help of radio electronic elements 11 in the first zone 15, strip microstrip microwave filters, low-noise microwave amplifier, bandpass filters on surface acoustic waves, mixers, as well as synthesizers and generators of clock and heterodyne frequencies and a reference generator are made. The electro-radio elements of the first zone 15 are represented by discrete electro-radio elements, low-degree electro-radio elements, for example, similar to microchips of the type MGA-87563 from HEWLETT-PACKARD (USA) or MAAM 12021 M / A COM from MOTOROLA (USA) (low-noise microwave amplifiers), as well as medium-sized radio degrees of integration, for example, similar to chips of the LMX2330ATM type from MOTOROLA (USA) (digital synthesizer), UEC2753 from NEC (USA) (signal converter - amplifier), MC13142D from Motorola (USA) (mixer), TX0255AR 10.00 MHz, 3 V from RAKON (USA) (reference general op). All of these electrical components are designed for surface mounting.

Последующие вторая 16, третья 17, четвертая 18 и пятая 19 зоны являются зонами функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов. The subsequent second 16, third 17, fourth 18 and fifth 19 zones are the zones of the functional placement of digital electro-radio elements.

Вторая зона 16 является зоной, где осуществляется преобразование в цифровой вид аналоговых сигналов СРНС, поступающих из первой зоны 15. В состав электрорадиоэлементов второй зоны 16 входят, например, компараторы средней степени интеграции, аналогичные микросхемам типа MAX962ESA фирмы MAXIM (США), предназначенным для поверхностного монтажа. The second zone 16 is the zone where the analogue SRNS signals coming from the first zone 15 are converted into digital form. The radioelements of the second zone 16 include, for example, medium integration comparators similar to MAXIM type microchips from MAXIM (USA) intended for surface installation.

Третья зона 17 соответствует зоне размещения электрорадиоэлементов, осуществляющих многоканальное корреляционное преобразование сигналов СРНС. Преимущественно это электрорадиоэлементы сверхвысокой степени интеграции, аналогичные, например, цифровым корреляторам типа 1836ВЖ1, 1836ВЖ1-01 (Россия) или ASIC фирмы SAMSUNG (Корея), предназначенным для поверхностного монтажа. The third zone 17 corresponds to the zone of placement of electro-radio elements performing multichannel correlation signal conversion SRNS. Mostly these are ultra-high integration radio electronic elements, similar, for example, to digital correlators of the type 1836ВЖ1, 1836ВЖ1-01 (Russia) or ASIC manufactured by SAMSUNG (Korea), designed for surface mounting.

Четвертая зона 18 соответствует зоне размещения элементов цифрового процессора. Преимущественно это электрорадиоэлементы сверхвысокой степени интеграции, аналогичные, например, цифровым процессорам типа ТМС320С203Р, TMS320 LC203PZA фирмы TEXAS INSTRUMENTS (США), а также электрорадиоэлементы большой степени интеграции, аналогичные, например, постоянным запоминающим устройствам типа KM616V1002AT-15 фирмы SAMSUNG (Корея). Все указанные электрорадиоэлементы предназначены для поверхностного монтажа. The fourth zone 18 corresponds to the area of the elements of the digital processor. Mostly these are ultra-high degree of integration radio electronic elements, similar, for example, to digital processors such as TMS320С203Р, TMS320 LC203PZA manufactured by TEXAS INSTRUMENTS (USA), as well as highly integrated electrical radio elements similar to, for example, KM616V1002AT-15 readymade memory devices (Korea SAMS). All of these electrical components are designed for surface mounting.

Пятая зона 19 соответствует зоне размещения интерфейсных электрорадиоэлементов. Преимущественно это электрорадиоэлементы средней степени интеграции, аналогичные, например, микросхемам типа МАХ3223ЕАР фирмы MAXIM (США), предназначенным для поверхностного монтажа. В пятой зоне 19 размещаются также низкочастотные соединители 13 (фиг. 2). The fifth zone 19 corresponds to the zone of placement of the interface electro-radio elements. Mostly these are medium-range electrical radio elements, similar, for example, to MAXIM type microcircuits of MAXIM firm (USA), intended for surface mounting. In the fifth zone 19 are also located low-frequency connectors 13 (Fig. 2).

Первой зоне 15 соответствуют на печатной плате 1 две земляные плоскости 20 и 21, которые расположены в двух внутренних проводящих слоях, соседствующих с наружными проводящими слоями. В рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока на шестислойной (N = 6) печатной плате 1 земляная плоскость 20 расположена во втором проводящем слое 4 (фиг. 5), соседствующем с наружным проводящим слоем 2, а земляная плоскость 21 - в пятом проводящем слое 7 (фиг. 8), соседствующем с наружным проводящим слоем 3. On the printed circuit board 1, the first zone 15 corresponds to two earthen planes 20 and 21, which are located in two inner conductive layers adjacent to the outer conductive layers. In this example, the implementation of the electronic block on a six-layer (N = 6) printed circuit board 1, the ground plane 20 is located in the second conductive layer 4 (Fig. 5) adjacent to the outer conductive layer 2, and the ground plane 21 is in the fifth conductive layer 7 (Fig. . 8) adjacent to the outer conductive layer 3.

Земляная плоскость 22 второй зоны 16 и земляные плоскости 23 последующих зон 17-19 функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов расположены в одном из внутренних проводящих слоев, соседствующем с наружным проводящим слоем. В рассматриваемом примере реализации земляные плоскости 22 и 23 второй 16 и последующих 17-19 зон расположены во втором проводящем слое 4, соседствующем с наружным проводящим слоем 2, т.е. в том же проводящем слое, что и земляная плоскость 20 первой зоны 15 (фиг. 5). Земляные плоскости 20, 22 и 23 всех пяти зон 15-19, расположенные во втором проводящем слое 4, связаны между собой конструктивно и электрически. Так, в рассматриваемом примере, имеющем преимущественное практическое применение, земляные плоскости 23 третьей 17, четвертой 18 и пятой 19 зон конструктивно объединены в общую земляную плоскость, которая связана с земляной плоскостью 22 второй зоны 16 с помощью земляных печатных проводников (земляных перемычек) 24 (фиг. 5). Аналогично земляная плоскость 22 второй зоны 16 связана с земляной плоскостью 20 первой зоны 15 с помощью земляных печатных проводников (земляных перемычек) 25 (фиг. 5). Ширина земляных печатных проводников 24, 25 обычно не менее 1 мм. The ground plane 22 of the second zone 16 and the ground planes 23 of the subsequent zones 17-19 of the functional placement of the digital radio electronic elements are located in one of the inner conductive layers adjacent to the outer conductive layer. In this example of implementation, the earthen planes 22 and 23 of the second 16 and subsequent 17-19 zones are located in the second conductive layer 4 adjacent to the outer conductive layer 2, i.e. in the same conductive layer as the earthen plane 20 of the first zone 15 (Fig. 5). The earth planes 20, 22 and 23 of all five zones 15-19 located in the second conductive layer 4 are structurally and electrically connected. So, in this example, which has predominant practical use, the ground planes 23 of the third 17, fourth 18 and fifth 19 zones are structurally combined into a common ground plane, which is connected to the ground plane 22 of the second zone 16 with the help of earth printed conductors (earth jumpers) 24 ( Fig. 5). Similarly, the ground plane 22 of the second zone 16 is connected to the ground plane 20 of the first zone 15 with the help of earth printed conductors (earth jumpers) 25 (Fig. 5). The width of the earth printed conductors 24, 25 is usually not less than 1 mm.

Проводники питания первой зоны 15, выполненные в заявляемом радиоэлектронном блоке в виде печатных проводников 26, расходящихся из общей точки 27, и проводники питания второй зоны 16, выполненные в виде печатных проводников 28, расходящихся из общей точки 29, располагаются в одном и том же i-ом проводящем слое между вторым 4 и пятым 7 проводящими слоями. В рассматриваемом примере реализации проводники питания 26 и 28 располагаются в третьем (i = 3) проводящем слое 5 (фиг. 6). The power conductors of the first zone 15, made in the inventive electronic unit in the form of printed conductors 26, diverging from a common point 27, and the power conductors of the second zone 16, made in the form of printed conductors 28, diverging from a common point 29, are located in the same i the conductive layer between the second 4 and fifth 7 conductive layers. In this example implementation, the power conductors 26 and 28 are located in the third (i = 3) conductive layer 5 (Fig. 6).

Проводники питания третьей 17, четвертой 18 и пятой 19 зон, выполненные в виде плоскостей 30 цифрового питания, располагаются в j-ом проводящем слое (j ≠ i) между вторым 4 и пятым 7 проводящими слоями, например, как показано на фиг. 7, в четвертом (j = 4) проводящем слое 6. В рассматриваемом случае, имеющем преимущественное практическое применение, плоскости 30 цифрового питания третьей 17, четвертой 18 и пятой 19 зон конструктивно объединены в общую плоскость цифрового питания (фиг. 7). The power conductors of the third 17, fourth 18 and fifth 19 zones, made in the form of digital power planes 30, are located in the jth conductive layer (j ≠ i) between the second 4 and fifth 7 conductive layers, for example, as shown in FIG. 7, in the fourth (j = 4) conductive layer 6. In this case, which has predominant practical use, the digital power supply planes 30 of the third 17, fourth 18 and fifth 19 zones are structurally combined into a common digital power plane (Fig. 7).

Электрические связи между зонами 15-19 осуществляются посредством печатных проводников, расположенных преимущественно на наружном проводящем слое, соседствующем с внутренним проводящим слоем, в котором расположены земляные плоскости всех зон. В рассматриваемом примере реализации эти связи выполняются соответствующими печатными проводниками 10, расположенными в наружном первом проводящем слое 2 (фиг. 4), соседствующем с внутренним вторым проводящим слоем 4, в котором расположены земляные плоскости 20, 22 и 23 всех пяти зон 15-19 (фиг. 5). Electrical connections between zones 15-19 are carried out by means of printed conductors located mainly on the outer conductive layer adjacent to the inner conductive layer, in which the ground planes of all zones are located. In the considered example of implementation, these connections are made by the corresponding printed conductors 10 located in the outer first conductive layer 2 (Fig. 4) adjacent to the inner second conductive layer 4, in which the ground planes 20, 22 and 23 of all five zones 15-19 are located ( Fig. 5).

Плоскости 30 цифрового питания (фиг. 7) и земляная плоскость 23 (фиг. 5) последней (пятой) зоны 19 электрически связаны соответственно с размещенными на одном из наружных проводящих слоев (в рассматриваемом случае на наружном проводящем слое 2) контактными элементами 31 "Питание" и 32 "Земля" (фиг. 4). Контактные элементы 31 "Питание" и 32 "Земля" связаны посредством печатных проводников с соответствующими выводами низкочастотного соединителя 13₁, предназначенными для подключения внешнего источника питания радиоэлектронного блока (фиг. 4, 2).The digital power planes 30 (Fig. 7) and the ground plane 23 (Fig. 5) of the last (fifth) zone 19 are electrically connected respectively to the contact elements 31 "Power supply located on one of the outer conductive layers (in this case, on the outer conductive layer 2) "and 32" Earth "(Fig. 4). Contact elements 31 "Power" and 32 "Earth" are connected by means of printed conductors with the corresponding terminals of the low-frequency connector 13 ₁ , designed to connect an external power source of the electronic unit (Fig. 4, 2).

С контактным элементом 31 "Питание" непосредственно связан первый вывод 33 первого фильтра питания 34. Фильтр 34 установлен на наружном проводящем слое 2 в пятой зоне 19 (фиг. 2, 10) и непосредственно связан другим своим выводом 35 с контактным элементом 32 "Земля". Фильтр 34 выполняется преимущественно в виде фильтрующего конденсатора [8, с.259]. Практически, в качестве фильтрующего конденсатора, реализующего первый фильтр питания 34, может использоваться, например, фильтрующий конденсатор, аналогичный фильтрующему конденсатору ЕСS-6,3V- 15 μF ± 20% ECS-HOJC156R фирмы PANASONIC (Япония), предназначенному для поверхностного монтажа. With the contact element 31 "Power" is directly connected to the first terminal 33 of the first power filter 34. The filter 34 is mounted on the outer conductive layer 2 in the fifth zone 19 (Fig. 2, 10) and is directly connected by its other terminal 35 to the contact element 32 "Earth" . The filter 34 is performed mainly in the form of a filtering capacitor [8, p. 259]. In practice, as a filter capacitor that implements the first power filter 34, for example, a filter capacitor similar to the filter capacitor ECS-6.3V-15 μF ± 20% ECS-HOJC156R from PANASONIC (Japan) for surface mounting can be used.

Общая точка 29 проводников питания 28 второй зоны 16 (фиг. 6) электрически связана (посредством соответствующего отверстия межслойного соединения и печатного проводника наружного проводящего слоя 2) с выходным выводом 36 второго фильтра питания 37 (фиг. 10). Фильтр 37 размещен на наружном проводящем слое 2 в одной из трех последних зон - в рассматриваемом примере реализации в третьей зоне 17 (фиг. 2, 10). Фильтр 37 связан своими входным 38 и земляным 39 выводами соответственно с плоскостью цифрового питания 30 и земляной плоскостью 23 третьей зоны 17. Фильтр 37 выполняется преимущественно в виде проходного конденсатора - устройства, реализующего функцию Т-образного RC или LC фильтра [8, с. 259]. Практически, в заявляемом радиоэлектронном блоке в качестве проходного конденсатора, реализующего второй фильтр питания 37, могут использоваться проходные конденсаторы, аналогичные по функции и конструктивному выполнению проходным конденсаторам NFM41R10C233 фирмы MURATA (США), предназначенным для поверхностного монтажа. The common point 29 of the power conductors 28 of the second zone 16 (FIG. 6) is electrically connected (through the corresponding hole of the interlayer connection and the printed conductor of the outer conductive layer 2) to the output terminal 36 of the second power filter 37 (FIG. 10). The filter 37 is placed on the outer conductive layer 2 in one of the last three zones - in this example implementation in the third zone 17 (Fig. 2, 10). The filter 37 is connected by its input 38 and ground 39 terminals, respectively, to the digital power plane 30 and the ground plane 23 of the third zone 17. The filter 37 is mainly made in the form of a passage capacitor - a device that implements the function of a T-shaped RC or LC filter [8, p. 259]. In practice, in the inventive radio-electronic unit as a feed-through capacitor that implements the second power filter 37, feed-through capacitors can be used, similar in function and design to the feed-through capacitors NFM41R10C233 manufactured by MURATA (USA), designed for surface mounting.

Общая точка 27 проводников питания 26 первой зоны 15 (фиг. 6) электрически связана (посредством соответствующего печатного проводника третьего проводящего слоя 5 и отверстия межслойного соединения) с выходным выводом 40 третьего фильтра питания 41. Фильтр 41 размещен на наружном проводящем слое 2 во второй зоне 16 (фиг. 2, 10) и связан своими входным 42 и земляным 43 выводами соответственно с выходным выводом 36 второго фильтра питания 37 и земляной плоскостью 22 второй зоны 16. Фильтр 41 выполняется преимущественно в виде проходного фильтра, реализующего функцию Т-образного LC фильтра [8, с. 259 - 261, рис.6.10, 6.11]. Практически, в заявляемом радиоэлектронном блоке в качестве проходного фильтра, реализующего третий фильтр питания 41, могут использоваться, например, проходные фильтры, аналогичные по функции и конструктивному выполнению проходным фильтрам NFM61T20T472 фирмы MURATA (США), предназначенным для поверхностного монтажа. The common point 27 of the power conductors 26 of the first zone 15 (Fig. 6) is electrically connected (through the corresponding printed conductor of the third conductive layer 5 and the interlayer connection hole) to the output terminal 40 of the third power filter 41. The filter 41 is placed on the outer conductive layer 2 in the second zone 16 (Fig. 2, 10) and is connected by its input 42 and ground 43 terminals, respectively, with the output terminal 36 of the second power filter 37 and the ground plane 22 of the second zone 16. The filter 41 is made mainly in the form of a pass filter that implements fu function of the T-shaped LC filter [8, p. 259 - 261, Fig. 6.10, 6.11]. In practice, in the inventive radio-electronic unit, a pass-through filter implementing the third power filter 41 can be used, for example, pass-through filters that are similar in function and design to pass-through filters NFM61T20T472 from MURATA (USA) for surface mounting.

В наружных первом 2 (фиг. 4) и шестом 3 (фиг. 9) проводящих слоях по периметру первой зоны 15 расположены соответственно дополнительные экранирующие печатные проводники 44 и 45. В экранирующих печатных проводниках 44 и 45 выполнены соответствующие разрывы для печатных проводников 10, пересекающих этот периметр. Экранирующие печатные проводники 44 и 45 связаны между собой и с земляными плоскостями 20 и 21 первой зоны 15 с помощью соответствующих металлизированных отверстий межслойных соединений, расположенных в ряд с шагом не более 5 мм. Предпочтительная ширина экранирующих печатных проводников 44 и 45 составляет (2-5) мм, а шаг металлизированных отверстий межслойных соединений в экранирующих печатных проводниках 44 и 45 - (2,5-3) мм. Металлизированные отверстия межслойных соединений в экранирующих печатных проводниках 44 и 45 в случае необходимости могут использоваться в качестве посадочных мест для установки на одной или обеих сторонах многослойной печатной платы 1 дополнительных внешних экранов (на фигурах не показаны). Для дополнительной экранировки первой зоны во внутренних проводящих слоях 5 и 6, свободных от размещения земляных плоскостей 20 и 21, по периметру первой зоны могут также располагаться (аналогично экранирующим печатным проводникам 44, 45) дополнительные экранирующие печатные проводники внутренних проводящих слоев, связанные аналогичным образом с экранирующими печатными проводниками 44, 45 и с земляными плоскостями 20, 21 теми же отверстиями межслойных соединений (на фигурах не показано). In the outer first 2 (Fig. 4) and sixth 3 (Fig. 9) conductive layers around the perimeter of the first zone 15, additional shielding printed conductors 44 and 45 are respectively arranged. In the shielded printed conductors 44 and 45, corresponding gaps are made for the printed conductors 10 crossing this perimeter. The shielding printed conductors 44 and 45 are connected to each other and to the earthen planes 20 and 21 of the first zone 15 by means of the corresponding metallized holes of the interlayer connections arranged in a row with a pitch of not more than 5 mm. The preferred width of the shielded printed conductors 44 and 45 is (2-5) mm, and the pitch of the metallized holes of the interlayer connections in the shielded printed conductors 44 and 45 is (2.5-3) mm. The metallized openings of the interlayer connections in the shielded printed conductors 44 and 45, if necessary, can be used as seats for mounting additional external screens on one or both sides of the multilayer printed circuit board 1 (not shown in the figures). For additional shielding of the first zone in the inner conductive layers 5 and 6, free from the placement of earth planes 20 and 21, additional shielding printed conductors of the inner conductive layers, similarly connected with the shielding printed conductors 44, 45, can also be arranged along the perimeter of the first zone shielding printed conductors 44, 45 and with earthen planes 20, 21 with the same holes of the interlayer connections (not shown in the figures).

В обоих наружных проводящих слоях 2, 3 и внутренних проводящих слоях 3, 4, 5, свободных от размещения земляных плоскостей 22 и 23 второй 16 и последующих 17, 18 и 19 зон, вдоль границы, отделяющей третью зону 17 от второй зоны 16, с разрывами для печатных проводников, пересекающих эту границу, расположены соответственно дополнительные печатные проводники 46, 47, 48, 49, 50 экранирующего барьера, связанные между собой и с земляной плоскостью 23 третьей зоны 17 с помощью соответствующих отверстий межслойных соединений, расположенных в ряд с шагом не более 5 мм (фиг. 4, 9, 6, 7, 8, 5, 11). Выполненный таким образом экранирующий барьер в своем сечении (фиг. 11) представляет собой сетку земляных проводников, продольные элементы которой представлены печатными проводниками 46-50, 23, а поперечные элементы - металлизированными отверстиями межслойных соединений. Предпочтительная ширина печатных проводников 46 - 50 экранирующего барьера составляет (2-5) мм, а шаг металлизированных отверстий межслойных соединений в печатных проводниках 46-50 - (2,5-3) мм. Металлизированные отверстия межслойных соединений в печатных проводниках экранирующего барьера в случае необходимости могут использоваться в качестве посадочных мест для установки на одной или обеих сторонах многослойной печатной платы 1 дополнительных внешних экранных перегородок (на фигурах не показаны). Разрывы в печатных проводниках 46 - 50 экранирующего барьера выполняются только для прохода через них других печатных проводников. На фиг. 4 и 9 в качестве примера показаны разрывы в печатных проводниках 46 и 47, через которые проходят соответствующие печатные проводники 10. In both outer conducting layers 2, 3 and inner conducting layers 3, 4, 5, free from the placement of earth planes 22 and 23 of the second 16 and subsequent 17, 18 and 19 zones, along the border separating the third zone 17 from the second zone 16, s breaks for the printed conductors crossing this boundary, respectively, are additional printed conductors 46, 47, 48, 49, 50 of the shielding barrier, connected with each other and with the ground plane 23 of the third zone 17 using the corresponding holes of the interlayer connections in a row with a step more than 5 mm (Fig. 4, 9, 6, 7, 8, 5, 11). The shielding barrier made in this way in its cross section (Fig. 11) is a grid of earth conductors, the longitudinal elements of which are represented by printed conductors 46-50, 23, and the transverse elements are metallized holes of the interlayer connections. The preferred width of the printed conductors 46-50 of the shielding barrier is (2-5) mm, and the pitch of the metallized holes of the interlayer connections in the printed conductors 46-50 is (2.5-3) mm. The metallized holes of the interlayer connections in the printed conductors of the shielding barrier, if necessary, can be used as seats for mounting additional external screen partitions (not shown) on one or both sides of the multilayer printed circuit board 1. Gaps in the printed conductors 46 to 50 of the shielding barrier are made only for the passage of other printed conductors through them. In FIG. 4 and 9 show, by way of example, gaps in the printed conductors 46 and 47 through which the respective printed conductors 10 pass.

Работа заявляемого радиоэлектронного блока - приемника-процессора сигналов СРНС - в рассматриваемом примере реализации осуществляется следующим образом. The operation of the claimed radio-electronic unit - receiver-processor signals SRNS - in this example implementation is as follows.

К высокочастотному соединителю 12 подключается источник входных сигналов - приемная антенна, к низкочастотному соединителю 13₁ - необходимые для работы радиоэлектронного блока внешние устройства, в частности пульт управления, а также внешний источник питания радиоэлектронного блока, а к низкочастотному соединителю 13₂ - в случае необходимости - контрольная и тестирующая аппаратура (на фигурах не показано).To the high-frequency connector 12, the input signal source is connected - a receiving antenna, to the low-frequency connector 13 ₁ - external devices necessary for the operation of the electronic unit, in particular the control panel, as well as an external power source for the electronic unit, and to the low-frequency connector 13 ₂ - if necessary - control and testing equipment (not shown in the figures).

После включения внешнего источника питания радиоэлектронного блока на контактные элементы 31 "Питание" и 32 "Земля" с соответствующих выводов соединителя 13₁ поступают необходимые для работы радиоэлектронного блока потенциалы питающего напряжения - "Питание" и "Земля". Питающее напряжение в самом начале своего распределения по зонам 19, 18, 17, 16 и 15 фильтруется от высокочастотных составляющих и наводок с помощью первого фильтра питания 34 (фильтрующего конденсатора), непосредственно связанного с контактными элементами 31 и 32. Фильтр 34 осуществляет замыкание высокочастотных составляющих входного напряжения питания на "землю" источника питания, предотвращая тем самым распространение высокочастотных наводок, обусловленных входным питанием, на функциональные узлы и элементы радиоэлектронного блока.After turning on the external power supply of the electronic block to the contact elements 31 "Power" and 32 "Earth" from the corresponding terminals of the connector 13 ₁ receives the potential for the electronic block voltage potentials of the supply voltage - "Power" and "Earth". The supply voltage at the very beginning of its distribution in zones 19, 18, 17, 16 and 15 is filtered from high-frequency components and pickups using the first power filter 34 (filter capacitor), directly connected to the contact elements 31 and 32. The filter 34 closes the high-frequency components the input voltage to the ground of the power source, thereby preventing the propagation of high-frequency pickups caused by the input power supply to the functional units and elements of the electronic unit.

Отфильтрованное таким образом входное напряжение питания далее распределяется по зонам 19-15 следующим образом. The input voltage thus filtered is further distributed in zones 19-15 as follows.

На объединенные между собой плоскости 30 цифрового питания и объединенные между собой земляные плоскости 23 пятой 19, четвертой 18 и третьей 17 зон напряжение питания (потенциалы "Питание" и "Земля") поступают непосредственно с контактных элементов 31 и 32. The interconnected digital power planes 30 and the interconnected ground planes 23 of the fifth 19th, fourth 18th and third 17th zones supply voltage (potentials “Power” and “Earth”) come directly from the contact elements 31 and 32.

На общую точку 29 проводников питания 28 второй зоны 16 питание поступает с выходного вывода 36 второго фильтра питания 37 - проходного конденсатора, который установлен в третьей зоне 17 и связан входным выводом 38 и земляным выводом 39 соответственно с плоскостью 30 цифрового питания и земляной плоскостью 23 третьей зоны 17. Фильтр 37 фильтрует на земляную плоскость 23 третьей зоны 17 высокочастотные составляющие напряжения питания, поступающего на проводники питания 28 второй зоны 16 с плоскости цифрового питания 30 третьей зоны 17, а также препятствует обратному проникновению низкочастотных составляющих питания из второй зоны 16 в третью 17 и последующие 18 и 19 зоны. Таким образом, напряжение питания, поступающее во вторую зону 16, проходит через два барьера фильтрации, образованных фильтрами 34 и 37, что обеспечивает развязку по питанию электрорадиоэлементов, осуществляющих во второй зоне 16 аналого-цифровое преобразование сигналов СРНС. При этом внутри самой зоны 16 подключение проводников питания 28 к общей точке 29, связанной с выходным выводом 36 второго фильтра 37, обеспечивает минимизацию взаимного влияния электрорадиоэлементов второй зоны 16 друг на друга по цепям питания. At a common point 29 of the power conductors 28 of the second zone 16, power is supplied from the output terminal 36 of the second power filter 37, a feedthrough capacitor, which is installed in the third zone 17 and connected by the input terminal 38 and the ground terminal 39, respectively, to the digital power plane 30 and the third ground plane 23 zone 17. The filter 37 filters on the ground plane 23 of the third zone 17 high-frequency components of the supply voltage supplied to the power conductors 28 of the second zone 16 from the digital power plane 30 of the third zone 17, and also prevents of inverse penetration power low frequency components of the second zone 16 to the third 17 and the subsequent zones 18 and 19. Thus, the supply voltage entering the second zone 16 passes through two filtration barriers formed by the filters 34 and 37, which provides isolation of the power of the electrical and radio elements performing analog-to-digital conversion of SRNS signals in the second zone 16. In this case, within the zone 16 itself, the connection of the power conductors 28 to the common point 29 associated with the output terminal 36 of the second filter 37 ensures minimization of the mutual influence of the electro-radio elements of the second zone 16 on each other along the power supply circuits.

На общую точку 27 проводников питания 26 первой зоны 15 питание поступает с выходного вывода 40 третьего фильтра питания 41 - проходного фильтра, который установлен во второй зоне 16 и связан входным выводом 42 и земляным выводом 43 соответственно с выходным выводом 36 второго фильтра 37 и земляной плоскостью 22 второй зоны 16. Фильтр 41 фильтрует на земляную плоскость 22 второй зоны 16 высокочастотные составляющие, имеющиеся в напряжении питания второй зоны 16. Таким образом, напряжение питания, поступающее в первую зону 15, проходит через три барьера фильтрации, образованных фильтрами 34, 37 и 41, что обеспечивает эффективную развязку по питанию наиболее чувствительных к наводкам аналоговых электрорадиоэлементов первой зоны 15. При этом внутри самой зоны 15 предложенное подключение проводников питания 26 к одной общей точке 27, связанной с выходным выводом 40 третьего фильтра 41, обеспечивает минимизацию взаимного влияния электрорадиоэлементов первой зоны 15 друг на друга по цепям питания. At a common point 27 of the power conductors 26 of the first zone 15, power is supplied from the output terminal 40 of the third power filter 41, a pass filter, which is installed in the second zone 16 and is connected to the input terminal 42 and the ground terminal 43, respectively, with the output terminal 36 of the second filter 37 and the ground plane 22 of the second zone 16. The filter 41 filters on the ground plane 22 of the second zone 16 the high-frequency components available in the supply voltage of the second zone 16. Thus, the supply voltage entering the first zone 15 passes through three filter barriers walkie-talkie formed by filters 34, 37 and 41, which ensures efficient isolation of power supply of the most sensitive to pick-up analogue electrical radio elements of the first zone 15. Moreover, within the zone 15 itself, the proposed connection of power conductors 26 to one common point 27 connected to the output terminal 40 of the third filter 41, minimizes the mutual influence of the electro-radio elements of the first zone 15 on each other along the power supply circuits.

Таким образом, в рассматриваемых условиях, когда для питания радиоэлектронного блока применен один внешний источник питания, в пределах многослойной печатной платы 1 фактически организовано раздельное питание трех участков - участка первой зоны 15, участка второй зоны 16 и участка, включающего зоны 17-19. Thus, under the conditions under consideration, when one external power source is used to power the radio-electronic unit, within the multilayer printed circuit board 1 there is actually organized separate power supply of three sections - a section of the first zone 15, a section of the second zone 16 and a section including zones 17-19.

Запитываемые рассмотренным образом электрорадиоэлементы зон 15-19 осуществляют функциональное преобразование сигналов СРНС и формирование выходных сигналов, несущих навигационную информацию, информацию о времени, а также служебную информацию СРНС. При этом входные сигналы, представляющие собой аналоговые широкополосные шумоподобные радиосигналы СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS" с частотами в диапазоне от 1200 до 1700 МГц, поступают через соединитель 12 в первую зону 15, где подвергаются усилению, фильтрации от помех и частотному преобразованию с понижением несущей частоты до десятков мегагерц. При преобразовании используются гетеродинные сигналы, формируемые синтезаторами частот, расположенными в первой зоне 15. Экранирующий земляной контур, выполненный по периметру первой зоны, защищает элементы первой зоны от паразитных наводок и наведенных помех, обусловленных работой элементов последующих зон. The radio-electronic elements of zones 15-19 energized in the considered manner carry out the functional conversion of the SRNS signals and the formation of output signals that carry navigation information, time information, and also service information of the SRNS. In this case, the input signals, which are analog broadband noise-like radio signals of the SRNS "GLONASS" and "GPS" with frequencies in the range from 1200 to 1700 MHz, pass through the connector 12 into the first zone 15, where they are amplified, filtered from interference and reduced frequency conversion carrier frequency up to tens of megahertz. The conversion uses heterodyne signals generated by frequency synthesizers located in the first zone 15. A shielding ground circuit, made along the perimeter of the first zone, protects the elements of the first zone from spurious interference and induced interference caused by the operation of the elements of subsequent zones.

Далее аналоговые сигналы СРНС поступают во вторую зону 16, где осуществляется их преобразование в цифровой вид. При этом используются тактовые и опорные сигналы, формируемые соответствующими функциональными элементами, находящимися в первой зоне 15, Цифровые сигналы, сформированные во второй зоне 16, далее поступают в третью зону 17, где осуществляется многоканальная корреляционная обработка. Экранирующий барьер, разделяющий сеткой земляных проводников печатную плату 1 по границе второй 16 и третьей 17 зон, защищает элементы первой и второй зон от паразитных наводок и наведенных помех, обусловленных работой цифровых элементов третьей и последующих зон. С третьей зоны 17 сигналы поступают в четвертую зону 18, где обрабатываются в цифровом процессоре. После этого сигналы поступают в пятую зону 19, где преобразуются в интерфейсных элементах. Необходимые для работы корреляторов, цифрового процессора и интерфейсных элементов опорные и тактовые сигналы поступают из первой зоны 15. Next, the analog signals SRNS enter the second zone 16, where they are converted to digital form. In this case, clock and reference signals generated by the corresponding functional elements located in the first zone 15 are used. Digital signals generated in the second zone 16 are then sent to the third zone 17, where multi-channel correlation processing is performed. A shielding barrier dividing the circuit board 1 along the boundary of the second 16 and third 17 zones by a grid of earth conductors protects the elements of the first and second zones from spurious interference and induced interference caused by the operation of digital elements of the third and subsequent zones. From the third zone 17, the signals enter the fourth zone 18, where they are processed in a digital processor. After that, the signals enter the fifth zone 19, where they are converted into interface elements. The reference and clock signals necessary for the operation of correlators, a digital processor, and interface elements come from the first zone 15.

Таким образом сигналы СРНС в процессе своей обработки последовательно переходят от одной зоны к другой, претерпевая при этом изменения по частоте от тысяч мегагерц на входе первой зоны 15 (зоны размещения аналоговых электрорадиоэлементов) до единиц герц на выходе пятой зоны 19 (зоны размещения интерфейсных электрорадиоэлементов). Переход сигналов от одной зоны к другой осуществляется посредством расположенных преимущественно на наружном проводящем слое 2 печатных сигнальных проводников, экранируемых земляными печатными проводниками 25, 24 и земляными плоскостями 20, 22, 23 второго проводящего слоя 4. Указанная экранировка печатных сигнальных проводников наружного проводящего слоя 2 обеспечивает минимизацию потерь в возвратных контурах цепей прохождения сигналов и снижение их восприимчивости к воздействию излучений и перекрестных помех за счет исключения неоптимальных токовых путей, обладающих дополнительной индуктивностью. Thus, the SRNS signals in the process of processing sequentially pass from one zone to another, undergoing changes in frequency from thousands of megahertz at the input of the first zone 15 (zone of placement of analogue radio electronic elements) to units of hertz at the output of fifth zone 19 (zone of placement of interface electronic radioelements) . The transition of signals from one zone to another is carried out by means of located mainly on the outer conductive layer 2 printed signal conductors shielded by earth printed conductors 25, 24 and earth planes 20, 22, 23 of the second conductive layer 4. The specified screening of the printed signal conductors of the outer conductive layer 2 provides minimization of losses in the return circuits of signal paths and a decrease in their susceptibility to radiation and crosstalk due to the exclusion of non-optimum linear current paths with additional inductance.

На достигаемый результат по устранению паразитных наводок и наведенных помех положительно влияет и предложенное выполнение и размещение фильтров питания, плоскостей и проводников питания, а также земляных плоскостей. За счет этих конструктивных мер в заявляемом радиоэлектронном блоке обеспечивается формирование оптимальных возвратных цепей, соответствующих не только сигнальным цепям, но и цепям питания, исключается образование паразитных токовых контуров, характеризуемых паразитными индуктивностями и восприимчивостью к помехам, а также достигается минимально возможное сопротивление по постоянному току и обеспечивается оптимальная фильтрация и требуемый уровень питающего напряжения во всех зонах. Устранению паразитных наводок и наведенных помех способствует также и выполнение экранирующего контура по периметру первой зоны и введение экранирующего барьера по границе второй и третьей зон. The achieved result in eliminating spurious interference and induced interference is also positively influenced by the proposed implementation and placement of power filters, power planes and conductors, as well as earth planes. Due to these design measures, the inventive electronic unit ensures the formation of optimal return circuits corresponding not only to signal circuits, but also to power circuits, eliminates the formation of spurious current circuits characterized by spurious inductances and susceptibility to noise, and also achieves the lowest possible DC resistance and optimal filtration and the required level of supply voltage in all zones are ensured. The elimination of spurious interference and induced interference is also facilitated by the implementation of the shielding circuit along the perimeter of the first zone and the introduction of a shielding barrier along the boundary of the second and third zones.

Рассмотренная совокупность конструктивных мер - предложенное выполнение экранирующего контура и экранирующего барьера, предложенное выполнение и расположение проводников и плоскостей питания, земляных плоскостей, фильтров питания - обеспечивает в заявляемом радиоэлектронном блоке решение поставленной задачи и достижение требуемого технического результата по устранению паразитных наводок и наведенных помех в заданных условиях применения одного внешнего источника питания для радиоэлектронного блока, на многослойной печатной плате которого размещаются разнородные функциональные элементы различной степени интеграции, работающие с разнородными сигналами (аналоговыми и цифровыми) различных частот (от тысяч мегагерц на входе блока до единиц герц на выходе блока). The considered set of design measures - the proposed implementation of the shielding circuit and the shielding barrier, the proposed design and location of conductors and power planes, earth planes, power filters - provides the claimed electronic unit with the solution of the problem and the achievement of the required technical result to eliminate spurious interference and induced interference in the given the conditions of using one external power source for the electronic unit, on a multilayer printed circuit board which are arranged diverse functional elements of varying degrees of integration of working with heterogeneous signals (analog and digital) different frequencies (from thousand megahertz inlet block to hertz at the output of block).

Эксперименты, проведенные над радиоэлектронными блоками заявляемой конструкции, подтвердили его работоспособность при реализации приемника-процессора сигналов СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS", предназначенного для работы в качестве самостоятельного навигационного прибора и прибора в составе комплекса аппаратуры. The experiments conducted on the radio electronic units of the claimed design confirmed its operability in the implementation of the receiver-processor of the SRNS GLONASS and GPS signals, designed to operate as an independent navigation device and an instrument as part of the equipment complex.

Из рассмотренного следует, что заявляемый радиоэлектронный блок технически осуществим, промышленно реализуем, решает поставленную техническую задачу по устранению паразитных наводок и наведенных помех в заданных условиях применения одного внешнего источника питания для радиоэлектронного блока, на многослойной печатной плате которого размещаются электрорадиоэлементы различной степени интеграции, работающие с сигналами частот от тысяч мегагерц до единиц герц, и имеет перспективы для использования при конструировании аппаратуры потребителей сигналов СРНС различного класса и назначения. From the above it follows that the claimed radio-electronic unit is technically feasible, industrially feasible, solves the technical problem posed by eliminating spurious interference and induced interference under the given conditions of using one external power source for the radio-electronic unit, on the multilayer printed circuit board of which there are electrical elements of various degrees of integration working with frequency signals from thousands of megahertz to hertz units, and has prospects for use in the design of equipment for fighter an SRNS various class and destination.

Источники информации
1. Бортовые устройства спутниковой радионавигации /И.В.Кудрявцев, И.Н. Мищенко, А.И.Волынкин и др. Под ред. В.С.Шебшаевича. М., Транспорт, 1988.Sources of information
1. On-board devices of satellite radio navigation / I.V. Kudryavtsev, I.N. Mishchenko, A.I. Volynkin and others. Ed. V.S.Shebshaevich. M., Transport, 1988.

2. Свидетельство РФ на полезную модель N 2157, G 06 Т 11/20, опубл. 16.05.96. 2. The certificate of the Russian Federation for utility model N 2157, G 06 T 11/20, publ. 05/16/96.

3. Авторское свидетельство СССР N 1826853, H 05 К 5/00, опубл.20.11.96. 3. Copyright certificate of the USSR N 1826853, H 05 K 5/00, publ. 20.11.96.

4. Патент РФ N 2047947, Н 05 К 1/02, опубл. 10.11.95. 4. RF patent N 2047947, H 05 K 1/02, publ. 11/10/95.

5. Лунд П. Прецизионные печатные платы. Конструирование и производство. М., Энергоатомиздат, 1983. 5. Lund P. Precision printed circuit boards. Design and production. M., Energoatomizdat, 1983.

6. Майоров С.А. и др. Электронные вычислительные машины. Справочник по конструированию. Под ред. С.А.Майорова. М., Сов. радио, 1975. 6. Mayorov S.A. and other electronic computers. Design Reference. Ed. S.A. Mayorova. M., Sov. radio, 1975.

7. Патент РФ N 2125775, H 05 К 1/00, 3/46, опубл. 27.01.99 (прототип). 7. RF patent N 2125775, H 05 K 1/00, 3/46, publ. 01/27/99 (prototype).

8. Конструирование радиоэлектронных средств./Под ред. А.С.Назарова, М., Издательство МАИ, 1996. 8. The design of electronic equipment./ Ed. A.S. Nazarova, M., MAI Publishing House, 1996.

Claims

1. A radio electronic unit containing a multilayer printed circuit board with a number of conductive layers N≥6, in which on the outer first and Nth conductive layers are placed high-frequency and low-frequency connectors, as well as printed conductors, pads and electronic components grouped by M zones, the first of which is the zone of the functional placement of analogue electrical radio elements and a high-frequency connector for connecting the input signal source, and the subsequent M-1 zones are the zones of functional placement digital electro-radio elements, moreover, in the last Mth zone there is at least one low-frequency connector for connecting external devices, the ground planes of the first zone are located in two internal conductive layers - the second and (N-1) -th conductive layers adjacent to the outer the first and Nth conductive layers, the ground planes of all subsequent M-l zones are located in one of the inner conductive layers adjacent to the first or Nth outer conductive layer, the ground planes of these M-1 zones are connected by earthlings printed conductors with each other and with the ground plane of the first zone located in the same conductive layer, while the i-th conductive layer, in which the power conductors of the first zone are located, and the j-th conductive layer, in which are made in the form of digital planes power conductors of the third and subsequent zones, where j ≠ i, are located between the second and (N-1) -th conductive layers, electrical connections between M zones are carried out by means of printed conductors located mainly on the outer wire the adjacent layer adjacent to the inner conductive layer, in which the ground planes of all M zones are located, and the interlayer connections of the printed conductors are made through metallized holes of the interlayer connections, characterized in that the digital power planes of the third and subsequent zones and the earth plane of the last Mth zone are electrically connected respectively with the contact elements "Power" and "Earth" placed on one of the outer conductive layers in the last M-th zone, connected by means of printed one of this outer layer with the corresponding terminals of the low-frequency connector, designed to connect an external power source of the electronic unit, with the contact elements "Power" and "Earth" directly connected to the first and second terminals of the first power filter, while the power conductors of the second zone in which the digital conversion of analog signals coming from the first zone is placed in the same conductive layer as the power conductors of the first zone and are made in the form of a printed circuit x conductors diverging from a common point, electrically connected to the output terminal of the second filter, power supply, which is placed on the outer conductive layer in one of the subsequent M-2 zones, with the number of zones M at least five, and connected by its other conclusions - input and ground - respectively, with the plane of the digital power supply and the ground plane of the zone of its location, and the power conductors of the first zone are made in the form of printed conductors diverging from a common point electrically connected to the output terminal of the third power filter, the second is placed on the outer conductive layer in the second zone and connected by its other conclusions - input and ground - respectively, with the output terminal of the second power filter and the ground plane of the second zone, while in the outer first and Nth conductive layers around the perimeter of the first zone with gaps for printed conductors crossing this perimeter, additional shielded printed conductors are located, connected to each other and to the ground planes of the first zone by the corresponding holes of the interlayer connections located in a row d with a pitch of not more than 5 mm, and in both outer conductive layers and inner conductive layers free from the placement of earthen planes of the second and subsequent zones along the boundary separating the third zone from the second, with breaks for printed conductors crossing this boundary, additional printed conductors of the shielding barrier connected with each other and with the earthen plane of the third zone using the corresponding holes of the interlayer connections arranged in a row with a pitch of not more than 5 mm.

2. The radio-electronic unit according to claim 1, characterized in that the earthen planes of the third and subsequent zones of the functional placement of digital electronic radio elements are structurally combined into a common earth plane for these zones.

3. The radio-electronic unit according to claim 1, characterized in that the digital power planes of the third and subsequent zones of the functional placement of the digital electronic radio elements are structurally combined into a common digital power plane for these zones.

4. The radio-electronic unit according to claim 1, characterized in that the first power filter is made in the form of a filtering capacitor.

5. The radio-electronic unit according to claim 1, characterized in that the second power filter is made in the form of a passage capacitor.

6. The electronic unit according to claim 1, characterized in that the third power filter is made in the form of a pass-through filter that implements the function of a T-shaped LC filter.