RU2173037C1

RU2173037C1 - Basic structural unit for radio electron devices

Info

Publication number: RU2173037C1
Application number: RU2000100686A
Authority: RU
Inventors: С.П. Ковита; В.Н. Корулин; А.Н. Солдатенков; И.В. Устинов; В.Н. Иванов; В.И. Малашин; С.Б. Писарев; Б.В. Шебшаевич
Filing date: 2000-01-10
Publication date: 2001-08-27

Abstract

FIELD: radio electronics. SUBSTANCE: invention can be used as base structure in manufacture of radio electron devices for reception and processing of signals of satellite navigation systems. Technical objective is provision of possibility of employment of common basic structure when manufacturing devices which use one external power supply source and which use own reference signals formed either by own reference oscillator located on multilayer printed circuit board or external reference signals sent through high-frequency connector located on multilayer printed circuit board. In this case elimination of parasitic and induced noise is secured under conditions of placement of heterogeneous functional elements of various degree of integration working with different signals of various frequencies on multilayer printed circuit board of unit. Multilayer printed circuit board includes N≥6 conducting layers. Electric and radio elements of multilayer printed circuit board are grouped in M zones, first zone being zone of functional arrangement of analog electric and radio elements, following zones being zones of functional arrangement of digital electric and radio elements. 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 located in same layer. I-th conducting layer with supply conductors of first zone and j-th conducting layer, where j≠i, with conductors of power supply of third and next zones made in the form of planes of digital power supply are located between second and (N-1) conducting layers. Planes of digital power supply of third and next zones and ground plane of last zone are coupled to contact elements POWER SUPPLY and GROUND which are linked to proper leads of low-frequency connector located in last zone. First group of lands forming location for arrangement of high-frequency connector intended for connection of external reference oscillator in case of employment of external reference signal and second group of lands forming location for placement of own reference oscillator in case of employment of own reference signal are positioned on external conducting layer in first zone. It is provided that lands are made in conducting layer for their electric connection by current conducting jumper if external reference signal is used. EFFECT: possibility of employment of common basic structure in manufacture of radio electron devices. 5 cl, 13 dwg

Description

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в качестве базового блока при конструировании радиоэлектронных приборов различных модификаций, 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 и выделения служебной информации. The invention relates to radio electronics and can be used as a base unit in the design of electronic devices of various modifications, receiving and processing signals from satellite radio navigation systems (SRNS) "GLONASS" and "GPS" in order to determine the location from the SRNS signals, determine the exact time, implementation time synchronization and allocation of service information.

Особенностью конструирования радиоэлектронных приборов, осуществляющих прием и обработку сигналов СРНС, является необходимость использования в них разнородных функциональных элементов - различных аналоговых сверхвысокочастотных и высокочастотных 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 приборов 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 элементов и устройств, 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 feature of the design of electronic devices that receive and process SRNS signals is the need to use heterogeneous functional elements in them - various analog microwave and high frequency 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 of prin emitted signals [1, p. 112, fig. 47; from. 126, Fig. 64]. Moreover, in the practical implementation of such electronic devices, 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 integration of the indicated heterogeneous functional elements and devices within the framework of one 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 блока разнородные функциональные элементы и устройства, как например в 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 where weight and size characteristics are important, monoblock designs are developed that combine heterogeneous functional elements and devices within a single block, such as in the block of the navigation receiver-processor of 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 конструкция, описанная в [6, с.258-261, рис. 12.2]. Эта конструкция представляет собой 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 позволяет решить задачу уменьшения паразитных наводок и наведенных помех в условиях, когда на плате 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 interference when implementing a radio-electronic unit on a single multilayer printed circuit board is the design described in [6, pp. 258-261, Fig. 12.2]. This design is 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 allows us to solve the problem of reducing spurious interference and induced noise under conditions when the board uses homogeneous electro-radio elements that work with signals that are close in frequency, such as in the case of a digital computer.

Наиболее близким к заявляемому 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. Блок, описанный в [7], принят в качестве прототипа. Блок-прототип содержит многослойную печатную плату с числом проводящих слоев N ≥ 6, в которой на наружных первом и N-м проводящих слоях размещены высокочастотный и низкочастотный соединители, печатные проводники, контактные площадки и электрорадиоэлементы, а земляные проводники и проводники питания расположены в разных внутренних проводящих слоях печатной платы. Closest to the claimed unit is a 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 degrees are placed on one multilayer printed circuit board, for example, a board of a navigation receiver-processor of SRNS signals. integrations 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. The block described in [7] is adopted as a prototype. The prototype block contains a multilayer printed circuit board with the number of conductive layers N ≥ 6, in which high-frequency and low-frequency connectors, printed conductors, contact pads and radio-electronic elements are placed on the outer first and N-th conductive layers, and ground conductors and power conductors are located in different internal conductive layers of the circuit board.

Электрорадиоэлементы, размещенные на печатной плате, сгруппированы по М функциональным зонам. Первая из М зон является зоной функционального размещения аналоговых электрорадиоэлементов и высокочастотного соединителя, предназначенного для подключения приемной антенны. Последующие М-1 зон являются зонами функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов, причем в последней М-й зоне размещен по крайней мере один низкочастотный соединитель, предназначенный для подключения внешних устройств. Radio elements placed on a printed circuit board are grouped into M functional zones. The first of the M zones is a functional placement zone of analogue electrical radio elements and a high-frequency connector for connecting 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.

Земляные проводники функциональных зон выполнены в виде металлизированных земляных плоскостей, расположенных на печатной плате в соответствии с расположением этих зон. 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.

Земляные плоскости первой зоны, т.е. зоны функционального размещения аналоговых электрорадиоэлементов, расположены в двух внутренних проводящих слоях печатной платы - втором и (N-1)-м проводящих слоях, соседствующих с наружным первым и N-м 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-м наружным проводящим слоем. Земляные плоскости М-1 зон связаны печатными перемычками друг с другом, а также с расположенной в том же проводящем слое земляной плоскостью первой зоны. Earth planes of the first zone, i.e. zones of the 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 the 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 в блоке-прототипе 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) 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)-м проводящим слоем, а проводники питания остальных зон расположены в j-м проводящем слое, где i ≠ j. The power conductors of the functional zones in the prototype block 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) 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.

Функциональные электрические связи между функциональными зонами осуществляются посредством сигнальных печатных проводников связи, расположенных на наружном проводящем слое печатной платы, соседствующем с внутренним проводящим 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. Functional electrical connections between the functional areas are carried out by signal printed communication conductors located 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 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 for connecting to external power sources are connected with the corresponding power planes of these zones.

Конструкция блока-прототипа обеспечивает возможность использования его в качестве базового конструктивного блока при разработке и изготовлении, в частности, навигационных приемников-процессоров различных модификаций, работающих 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 об работке, обработке в цифровом процессоре и преобразованию в интерфейсных элементах. Сигналы тактовых и гетеродинных частот, используемые при обработке и преобразовании сигналов СРНС в блоке-прототипе, формируются в соответствующей функциональной зоне печатной платы из сигналов опорного генератора, размещенного в этой же зоне. The design of the prototype unit makes it possible to use it as a basic structural unit in the development and manufacture, in particular, of navigation receivers-processors of various modifications, 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. The clock and heterodyne frequencies signals used in processing and converting SRNS signals in the prototype block are generated in the corresponding functional area of the printed circuit board from the signals of the reference generator located in the same zone.

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 наиболее оптимальных возвратных цепей, 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 paths, 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 the most optimal return circuits corresponding to the signal circuits eliminates the formation of stray current loops characterized by parasitic 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 результата по устранению паразитных наводок и наведенных помех, реализуемое за счет рассмотренных выше конструктивных мер, обеспечивается лишь при использовании раздельного (по функциональным зонам) электропитания. Однако требование раздельного электропитания приводит к необходимости разработки и применения отдельных источников питания, обеспечивающих в совокупности необходимый для работы блока набор питающих напряжений, что ограничивает область возможного применения блока-прототипа как базового конструктивного блока при разработке радиоэлектронных приборов. The peculiarity of the prototype unit is that the achievement of the result of eliminating spurious interference and induced interference, which is realized due to the structural measures discussed above, is achieved only when using separate (in functional areas) power supply. However, the requirement of separate power supply leads to the need to develop and use separate power supplies that together provide the set of supply voltages necessary for the unit to operate, which limits the scope of the possible use of the prototype unit as a basic structural unit in the development of electronic devices.

Другой особенностью блока-прототипа, ограничивающей область его возможного применения как базового конструктивного блока для радиоэлектронных приборов, является то, что необходимые для его работы опорные сигналы формируются опорным генератором, размещенным на плате. При этом не предусмотрены технические средства, которые позволяли бы при необходимости вместо опорных сигналов, формируемых собственным опорным генератором, использовать сигналы внешнего опорного генератора. Another feature of the prototype unit, limiting the scope of its possible application as a basic structural unit for electronic devices, is that the reference signals necessary for its operation are generated by a reference generator placed on the board. At the same time, technical means are not provided that would, if necessary, use the signals of an external reference generator instead of the reference signals generated by its own reference generator.

Технической задачей, решаемой в заявляемом изобретении, является обеспечение возможности применения общей базовой конструкции (базового конструктивного блока для радиоэлектронных приборов) при реализации приборов, в которых для питания используется один внешний источник питания, а в качестве опорных сигналов - либо собственные опорные сигналы, формируемые собственным опорным генератором, размещаемым в этом случае на плате блока, либо внешние опорные сигналы, подаваемые через размещаемый на плате блока соответствующий соединитель, при этом обеспечивается устранение паразитных наводок и наведенных помех в условиях, когда на многослойной печатной плате блока 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), т.е. в условиях, соответствующих условиям приема и обработки сигналов СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS". The technical problem to be solved in the claimed invention is to enable the use of a common basic design (a basic structural unit for electronic devices) for the implementation of devices in which one external power source is used for power, or as its own reference signals or its own reference signals generated by its own a reference generator placed in this case on the block board, or external reference signals supplied through the corresponding connector placed on the block board, etc. and this ensures the elimination of spurious interference and induced interference in conditions when heterogeneous functional elements of varying degrees of integration are placed on the multilayer printed circuit board of the unit, working 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 ), i.e. under conditions corresponding to the conditions of reception and processing of signals of the SRNS "GLONASS" and "GPS".

Решение поставленной задачи позволяет изготавливать унифицированные по конструкции малогабаритные радиоэлектронные приборы, осуществляющие прием и обработку сигналов СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS" в целях определения местоположения, точного времени, осуществления временной синхронизации и выделения служебной информации, в том числе радиоэлектронные приборы, работающие либо с собственными (внутренними) опорными сигналами, либо с внешними опорными сигналами, например с сигналами внешней синхронизации (при работе в составе комплексов). The solution of this problem allows us to produce small-sized radio-electronic devices unified in design, which receive and process the GLONASS and GPS signals to determine the location, exact time, temporarily synchronize and extract service information, including electronic devices that work either with own (internal) reference signals, or with external reference signals, for example, with external synchronization signals (when working as part of complexes).

Сущность изобретения заключается в том, что в базовом конструктивном блоке для радиоэлектронных приборов (БКБРП), содержащем многослойную печатную плату с числом проводящих слоев N ≥ 6, в которой на наружных первом и N-м 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, предназначенного для подключения приемной антенны, а последующие М-1 зон являются зонами функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов, причем в последней M-й 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-D)-м проводящих слоях, соседствующих с наружными первым и N-м 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, земляные плоскости указанных 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, функциональные 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, в отличие от прототипа, плоскости цифрового питания третьей и последующих зон и земляная плоскость последней M-й зоны электрически связаны с размещенными на одном из наружных проводящих слоев в последней M-й зоне контактными элементами "Питание" и "Земля", связанными посредством печатных проводников этого наружного проводящего слоя с соответствующими выводами низкочастотного соединителя, предназначенными для подключения внешнего источника питания, 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 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 на наружном проводящем слое в первой зоне расположена первая группа контактных площадок, образующих посадочное место для размещения высокочастотного соединителя, предназначенного для подключения внешнего опорного генератора в случае использования внешнего опорного сигнала, и вторая группа контактных площадок, образующих посадочное место для размещения собственного опорного генератора в случае использования собственного опорного сигнала, причем рядом с контактной площадкой "Выход опорного генератора" из состава второй группы контактных площадок размещена контактная площадка "Внешний опорный сигнал", соединенная печатным проводником с контактной площадкой "Выход соединителя" из состава первой группы контактных площадок, при этом контактные площадки "Выход опорного генератора" и "Внешний опорный сигнал" выполнены с обеспечением возможности их электрического соединения между собой токопроводящей перемычкой в случае использования внешнего опорного сигнала. The essence of the invention lies in the fact that in the basic structural unit for electronic devices (BKBRP), containing a multilayer printed circuit board with the number of conductive layers N ≥ 6, in which the outer first and Nth conductive layers are placed high-frequency and low-frequency connectors, as well as printed conductors, pads and radio-electronic elements grouped in M zones, the first of which is a functional placement zone of analogue radio-electronic elements and a high-frequency connector designed for I connect the receiving antenna, and the subsequent M-1 zones are the zones of the functional placement of digital electric radio elements, and in the last Mth zone there is at least one low-frequency connector designed to connect external devices, the ground planes of the first zone are located in two internal conductive layers - the second and (ND) -m 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 connecting with the first or Nth outer conductive layer, 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 ith conductive layer in which the conductors are located power supply of the first zone, and the jth conductive layer, in which the power conductors of the third and subsequent zones, made in the form of digital power planes, are located, where j ≠ i, are located between the second and (N-1) th conductive layers, functional connections between M wasp zones 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 M zones are located, and the interlayer connections of the printed conductors are made through metallized holes of the interlayer connections, in contrast to the prototype, the digital power plane of the third and subsequent zones and the ground plane of the last Mth zone are electrically connected to those placed on one of the outer conducting layers in the last Mth zone contact elements "Power" and "Earth" connected by printed conductors of this outer conductive layer with the corresponding terminals of the low-frequency connector for connecting an external power source, and the first and second terminals of the first filter are directly connected to the contact elements "Power" and "Earth" power supply, while the power conductors of the second zone, in which the digital signals from the first zone are converted to digital form, are placed in the same conductive The same as the power conductors of the first zone, and are made 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 of at least five and connected with its other conclusions - input and ground - respectively, with the digital power plane and the ground plane of the zone of its placement, and the power conductors of the first zone are made in the form of printed conductors diverging from a common point, the electric closely connected with the output terminal of the third power filter, which is located on the outer 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 on the outer conductive layer in the first zone the first group of contact pads is located, forming a seat for the placement of a high-frequency connector, designed to connect an external reference generator in the case of using an external signal, and the second group of contact pads, forming a seat for placing your own reference generator in the case of using your own reference signal, and next to the contact pad "Output reference generator" from the second group of contact pads placed contact pad "External reference signal", connected printed conductor with a contact pad “Connector exit” from the first group of contact pads, with contact pads “Reference generator output” and “External orny signal "is configured to electrically connect them between a conductive bridge in the case of an external reference signal.

В частных случаях реализации заявляемого блока земляные плоскости третьей и последующих зон функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов конструктивно объединены в общую для этих зон земляную плоскость, плоскости цифрового питания указанных третьей и последующих зон 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 T-образного LC фильтра. In special cases of the implementation of the claimed unit, the earth 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 digital power planes of the third and subsequent zones are structurally combined into a common digital power plane for these zones, the first power filter is made in in the form of a filtering capacitor, the second power filter is made in the form of a feedthrough capacitor, and the third power filter is made in the form of a feedthrough ltra realizing the function of T-type LC filter.

Сущность изобретения, его реализуемость и возможность промышленного применения поясняются на примере выполнения БКБРП в виде базового конструктивного блока навигационного приемника-процессора сигналов СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS", реализованного на многослойной печатной плате с шестью (N = 6) проводящими слоями, что проиллюстрировано чертежами, представленными на фиг. 1 - 13. The invention, its feasibility and the possibility of industrial application are illustrated by the example of the BKBRP in the form of the basic structural unit of the navigation receiver-processor of the SRNS GLONASS and GPS signals, implemented on a multilayer printed circuit board with six (N = 6) conductive layers, which is illustrated the drawings shown in FIG. 1 - 13.

На фиг. 1 представлен вид в разрезе шестислойной печатной платы заявляемого БКБРП в рассматриваемом примере реализации (расположение печатных проводников и металлизированных отверстий межслойных Соединений - условное);
на фиг. 2 - пример, иллюстрирующий в рассматриваемом примере реализации группировку электрорадиоэлементов, смонтированных на наружном первом проводящем слое в пяти последовательно расположенных зонах (вид со стороны электрорадиоэлементов первого проводящего слоя, печатные проводники условно не показаны);
на фиг. 3 - пример, иллюстрирующий в рассматриваемом примере реализации группировку электрорадиоэлементов, смонтированных на наружном шестом проводящем слое в пяти последовательно расположенных зонах (вид со стороны первого проводящего слоя, слои условно прозрачные, печатные проводники условно не показаны);
на фиг. 4 - пример рисунка печати наружного первого проводящего слоя в рассматриваемом примере реализации;
на фиг. 5 - пример рисунка печати внутреннего второго проводящего слоя в рассматриваемом примере реализации (вид со стороны первого проводящего слоя, слои условно прозрачные);
на фиг. 6 - пример рисунка печати внутреннего третьего проводящего слоя в рассматриваемом примере реализации (вид со стороны первого проводящего слоя, слои условно прозрачные);
на фиг. 7 - пример рисунка печати внутреннего четвертого проводящего слоя в рассматриваемом примере реализации (вид со стороны первого проводящего слоя, слои условно прозрачные);
на фиг. 8 - пример рисунка печати внутреннего пятого проводящего слоя в рассматриваемом примере реализации (вид со стороны первого проводящего слоя, слои условно прозрачные);
на фиг. 9 - пример рисунка печати наружного шестого проводящего слоя в рассматриваемом примере реализации (вид со стороны первого проводящего слоя, слои условно прозрачные);
на фиг. 10 - пример, иллюстрирующий в рассматриваемом примере реализации взаимное положение и связи по печати в наружном первом проводящем слое фильтров питания (вид со стороны электрорадиоэлементов первого проводящего слоя, электрорадиоэлементы условно прозрачные);
на фиг. 11 - пример, иллюстрирующий в рассматриваемом примере реализации расположение контактных площадок, образующих посадочные места для размещения собственного опорного генератора в случае использования собственного опорного сигнала и высокочастотного соединителя, предназначенного для подключения внешнего опорного генератора в случае использования внешнего опорного сигнала (вид со стороны первого проводящего слоя);
на фиг. 12 - пример, иллюстрирующий установку собственного опорного генератора (вид со стороны электрорадиоэлементов первого проводящего слоя, электрорадиоэлементы условно прозрачные);
на фиг. 13 - пример, иллюстрирующий установку высокочастотного соединителя для подключения внешнего опорного генератора (вид со стороны электрорадиоэлементов первого проводящего слоя, электрорадиоэлементы условно прозрачные).In FIG. 1 shows a sectional view of a six-layer printed circuit board of the inventive BKBRP in the considered example of implementation (the location of the printed conductors and metallized holes of the interlayer Connections is conditional);
in FIG. 2 is an example illustrating in this example of implementation a grouping of electro-radio elements mounted on an outer first conductive layer in five consecutive zones (view from the side of electro-radio elements of the first conductive layer, printed conductors are conventionally not shown);
in FIG. 3 is an example illustrating in this example of implementation a grouping of electro-radio elements mounted on an outer sixth conductive layer in five consecutive zones (view from the side of the first conductive layer, conditionally transparent layers, printed conductors are not conventionally shown);
in FIG. 4 is an example of a print pattern of the outer first conductive layer in the present embodiment;
in FIG. 5 is an example of a print pattern of the inner second conductive layer in the considered implementation example (view from the side of the first conductive layer, the layers are conditionally transparent);
in FIG. 6 is an example of a print pattern of the inner third conductive layer in the considered implementation example (view from the side of the first conductive layer, the layers are conditionally transparent);
in FIG. 7 is an example of a print pattern of the inner fourth conductive layer in the considered implementation example (view from the side of the first conductive layer, the layers are conditionally transparent);
in FIG. 8 is an example of a print pattern of the inner fifth conductive layer in the considered implementation example (view from the side of the first conductive layer, the layers are conditionally transparent);
in FIG. 9 is an example of a print pattern of the outer sixth conductive layer in the considered implementation example (view from the side of the first conductive layer, the layers are conditionally transparent);
in FIG. 10 is an example illustrating in this example of implementation the relative position and communication of the print in the outer first conductive layer of the power filters (view from the side of the radio elements of the first conductive layer, the radio elements are conditionally transparent);
in FIG. 11 is an example illustrating in this example of implementation the location of the contact pads forming the seats for placing the own reference generator in the case of using the own reference signal and a high-frequency connector for connecting an external reference generator in the case of using an external reference signal (view from the side of the first conductive layer );
in FIG. 12 is an example illustrating the installation of its own reference generator (view from the side of the electro-radio elements of the first conductive layer, the electro-radio elements are conditionally transparent);
in FIG. 13 is an example illustrating the installation of a high-frequency connector for connecting an external reference generator (view from the side of the electrical elements of the first conductive layer, electrical components conditionally transparent).

Заявляемый БКБРП содержит (фиг. 1-13) 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 BKBRP contains (Fig. 1-13) a multilayer printed circuit board 1 with the number of conductive layers N ≥ 6. In this example implementation, which has practical application, the multilayer printed circuit board 1 is made 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 БКБРП - в базовом конструктивном блоке навигационного приемника-процессора сигналов СРНС - в наружных проводящих слоях 2 и 3 (фиг. 1 - 4, 9) размещены контактные площадки 9, печатные проводники 10, электрорадиоэлементы 11, высокочастотный соединитель 12 для подключения приемной антенны и два низкочастотных соединители 13 (13₁ и 13₂) для подключения внешних устройств.In this example, the implementation of BKBRP - in the basic structural unit of the navigation receiver-processor of the SRNS signals - in the outer conductive layers 2 and 3 (Figs. 1 - 4, 9) are placed pads 9, printed conductors 10, electrical elements 11, high-frequency connector 12 for connection a receiving antenna and two low-frequency connectors 13 (13 ₁ and 13 ₂ ) for connecting external devices.

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. The 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 БКБРП - в базовом конструктивном блоке навигационного приемника-процессора сигналов СРНС - электрорадиоэлементы 11 сгруппированы последовательно по М = 5 зонам 15, 16, 17, 18, 19 (фиг. 2, 3). In the considered example of the implementation of BKBRP - in the basic structural unit of the navigation receiver-processor of the SRNS signals - the electrical radio elements 11 are grouped sequentially in M = 5 zones 15, 16, 17, 18, 19 (Fig. 2, 3).

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), предназначенный для подключения приемной антенны. За счет соответствующей топологии, а также с помощью соответствующих электрорадиоэлементов в первой зоне 15 выполнены полосовые микрополосковые СВЧ фильтры, малошумящий СВЧ усилитель, полосовые фильтры на поверхностно акустических волнах, смесители, а также синтезаторы гетеродинных и тактовых частот, формирующие необходимую сетку гетеродинных и тактовых частот из сигнала опорной частоты. 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). 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), designed to connect a receiving antenna. Due to the appropriate topology, as well as using the corresponding electro-radio elements in the first zone 15, band microstrip microwave filters, low-noise microwave amplifier, bandpass filters on surface acoustic waves, mixers, as well as heterodyne and clock frequencies synthesizers, forming the necessary grid of heterodyne and clock frequencies from reference frequency signal. 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 like MGA-87563 from HEWLETT-PACKARD (USA) or MAAM 12021 M / A COM from MOTOROLA (USA) (low-noise microwave amplifiers), as well as medium radio integration, for example, with similar chips like LMX2330ATM from MOTOROLA (USA) (digital synthesizer), UPC2753 from NEC (USA) (signal converter - amplifier), MC13142D from Motorola (USA) (mixer). 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 электрорадиоэлементов 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 electronic components 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 13₁ и 13₂ (фиг. 2), предназначенные для подключения внешних устройств приемника-процессора сигналов СРНС: пульта управления, средств регистрации и контроля данных, внешнего источника питания.The fifth zone 19 corresponds to the zone of the placement of 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 ₁ and 13 ₂ (Fig. 2), designed to connect external devices of the receiver-processor of SRNS signals: control panel, data recording and control means, external power source.

Первой зоне 15 соответствуют на многослойной 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 БКБРП на шестислойной (N = 6) печатной плате земляная плоскость 20 расположена во втором проводящем слое 4 (фиг. 5), соседствующем с первым наружным проводящим слоем 2, а земляная плоскость 21 - в пятом проводящем слое 7 (фиг. 8), соседствующем с наружным проводящим слоем 3. On the multilayer 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 BKBRP on a six-layer (N = 6) printed circuit board, the ground plane 20 is located in the second conductive layer 4 (Fig. 5) adjacent to the first 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 и последующих 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 - с помощью земляных печатных проводников. 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 24 (фиг. 5). Аналогично земляная плоскость 22 второй зоны 16 связана с земляной плоскостью 20 первой зоны 15 с помощью земляных печатных проводников 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 to 19 of the functional arrangement 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 and subsequent 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). Earthen planes 20, 22 and 23 of all five zones 15-19, located in the second conductive layer 4, are interconnected - structurally and electrically - using earthed printed conductors. In this example, which has predominant practical application, 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 by means of earth printed conductors 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 using the earth printed conductors 25 (Fig. 5). The width of the earth printed conductors 24, 25 is usually not less than 1 mm.

Проводники питания 26 первой зоны 15, выполненные в заявляемом блоке в виде печатных проводников, расходящихся из общей точки 27, и проводники питания 28 второй зоны 16, выполненные в виде печатных проводников, расходящихся из общей точки 29, располагаются в одном и том же i-м 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 26 of the first zone 15, made in the inventive unit in the form of printed conductors diverging from a common point 27, and the power conductors 28 of the second zone 16, made in the form of printed conductors diverging from a common point 29, are located in the same i- m 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-м 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).

Функциональные связи между зонами 15 - 19 осуществляются посредством печатных проводников связи (сигнальных проводников), расположенных преимущественно на наружном проводящем слое, соседствующем с внутренним проводящим слоем, в котором расположены земляные плоскости всех зон. В рассматриваемом примере реализации основные печатные проводники связи расположены 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). Functional connections between zones 15-19 are carried out by printed communication conductors (signal 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 this example of implementation, the main printed communication conductors are 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 с размещенными на одном из наружных проводящих слоев (в рассматриваемом случае - на наружном проводящем слое 2) со ответственно контактными элементами 31 "Питание" и 32 "Земля" (фиг. 4). Контактные элементы 31 "Питание" и 32 "Земля" связаны также посредством соответствующих печатных проводников этого наружного проводящего слоя с выводами низкочастотного соединителя 13₁, предназначенными для подключения внешнего источника питания.The digital power planes 30 (Fig. 7) and the earthen plane 23 (Fig. 5) of the last (fifth) zone 19 are electrically connected to the contact elements 31 placed on one of the outer conducting layers (in this case, the outer conducting layer 2) "Power" and 32 "Earth" (Fig. 4). The contact elements 31 "Power" and 32 "Earth" are also connected through the corresponding printed conductors of this outer conductive layer to the terminals of the low-frequency connector 13 ₁ , designed to connect an external power source.

С контактным элементом 31 "Питание" непосредственно связан первый вывод 33 первого фильтра питания 34 (фиг. 10). Фильтр питания 34 установлен на наружном проводящем слое 2 в пятой зоне 19 и непосредственно связан вторым своим выводом 35 с контактным элементом 32 "Земля" (фиг. 2, 10). Фильтр питания 34 реализуется 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 ECS-6,3V-15 μ F± 20% ECS-HOJC156R фирмы PANASONIC (Япония), предназначенному для поверхностного монтажа. With the contact element 31 "Power" is directly connected to the first output 33 of the first power filter 34 (Fig. 10). The power filter 34 is installed on the outer conductive layer 2 in the fifth zone 19 and is directly connected by its second terminal 35 with the contact element 32 "Earth" (Fig. 2, 10). The power filter 34 is implemented mainly in the form of a filtering capacitor [8, p. 259]. In practice, as a filter capacitor that implements the first power filter 34, a filter capacitor similar to the filter capacitor ECS-6.3V-15 μ F ± 20% ECS-HOJC156R from PANASONIC (Japan) for surface mounting can be used, for example.

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 питания 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 питания 37 связан своими входным 38 и земляным 39 выводами соответственно с плоскостью цифрового питания 30 и земляной плоскостью 23 третьей зоны 17. Фильтр питания 37 выполняется преимущественно в виде проходного конденсатора - устройства, реализующего функцию T-образного RC или LC фильтра [8, с. 259]. Практически в качестве проходного конденсатора, реализующего второй фильтр питания 37, может использоваться проходной конденсатор, аналогичный по функции и конструктивному выполнению проходному конденсатору NFM41R10C233 фирмы MURATA (США), предназначенному 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 power 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 power 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 power 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, a feed-through capacitor similar in function and design to a feed-through capacitor NFM41R10C233 manufactured by MURATA (USA) intended for surface mounting can be used as a feed-through capacitor realizing the second power filter 37.

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 питания 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 питания 41 выполняется преимущественно в виде проходного фильтра, реализующего функцию T-образного LC фильтра [8, с. 259 - 261, рис.6.10, 6.11]. Практически в качестве проходного фильтра, реализующего третий фильтр питания 41, может использоваться, например, проходной фильтр, аналогичный по функции и конструктивному выполнению проходному фильтру NFM61T20T472 фирмы MURATA (США), предназначенному 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 power filter 41 is located on the outer conductive layer 2 in the second zone 16 (Fig. 2, 10) and is connected by its input 42 and earth terminals 43, respectively, with the output terminal 36 of the second power filter 37 and the ground plane 22 of the second zone 16. The power filter 41 is made mainly in the form of a pass filter, implements the function of a T-shaped LC filter [8, p. 259 - 261, Fig. 6.10, 6.11]. In practice, as a pass-through filter implementing the third power filter 41, a pass-through filter can be used, for example, similar in function and design to the pass-through filter NFM61T20T472 from MURATA (USA) for surface mounting.

Кроме этого, на наружном проводящем слое 2 в первой зоне 15 расположена первая группа контактных площадок, образующих посадочное место 44 для размещения высокочастотного соединителя, предназначенного для подключения внешнего опорного генератора в случае использования внешнего опорного сигнала, и вторая группа контактных площадок, образующих посадочное место 45 для размещения собственного опорного генератора в случае использования собственного опорного сигнала (фиг. 4, 11). Рядом с контактной площадкой 46 "Выход опорного генератора" из состава второй группы контактных площадок размещена контактная площадка 47 "Внешний опорный сигнал", соединенная печатным проводником 48 с контактной площадкой 49 "Выход соединителя" из состава первой группы контактных площадок (фиг. 11). Контактные площадки 46 "Выход опорного генератора" и 47 "Внешний опорный сигнал" выполнены с обеспечением возможности их электрического соединения между собой токопроводящей перемычкой 50 в случае использования внешнего опорного сигнала (на фиг. 11 токопроводящая перемычка 50 показана условно). От контактной площадки 46 отходит печатный проводник 51 (фиг. 11, 12), по которому опорный сигнал поступает к синтезаторам частот, размещенным в первой зоне 15. In addition, on the outer conductive layer 2 in the first zone 15 there is a first group of contact pads forming a footprint 44 for placing a high-frequency connector designed to connect an external reference generator in the case of using an external reference signal, and a second group of contact pads forming a footprint 45 to place its own reference generator in the case of using its own reference signal (Fig. 4, 11). Next to the contact pad 46, “Output of the reference generator” from the second group of contact pads, there is a contact pad 47 “External reference signal” connected by the printed conductor 48 to the contact pad 49 “Output of the connector” from the first group of contact pads (Fig. 11). The contact pads 46 "Output of the reference generator" and 47 "External reference signal" are configured to be electrically connected to each other by a conductive jumper 50 in the case of using an external reference signal (in Fig. 11, the conductive jumper 50 is shown conventionally). The printed conductor 51 (Fig. 11, 12) departs from the contact pad 46, through which the reference signal is fed to frequency synthesizers located in the first zone 15.

Заявляемый БКБРП, характеризуемый совокупностью рассмотренных признаков, представляет собой конструкцию, которая используется в качестве базовой при выполнении радиоэлектронных приборов, в том числе навигационных приемников-процессоров сигналов СРНС, в которых для питания используется один внешний источник питания, а в качестве опорных сигналов - либо собственные опорные сигналы, формируемые размещаемым на многослойной печатной плате собственным опорным генератором, либо внешние опорные сигналы, подаваемые через размещаемый на многослойной печатной плате соответствующий высокочастотный соединитель. The inventive BKBRP, characterized by a combination of the considered features, is a design that is used as the base for the implementation of electronic devices, including navigation receivers-processors of SRNS signals, in which one external power source is used for power, and either own signals are used as reference signals reference signals generated by an internal reference generator placed on a multilayer printed circuit board, or external reference signals supplied through a multi-layer State layer PCB corresponding high frequency connector.

В случае, когда используется собственный опорный сигнал, на контактных площадках, образующих посадочное место 45, размещается собственный опорный генератор 52 (фиг. 12). Опорный генератор 52 размещается так, что его выход электрически соединен с контактной площадкой 46 "Выход опорного генератора", а через него - с печатным проводником 51. В качестве опорного генератора 52 может быть использован генератор, аналогичный, например, генератору TX0255AR 10,00 MHz, 3V фирмы RAKON (США), конструкция которого обеспечивает возможность поверхностного монтажа. Монтаж опорного генератора 52 на контактных площадках посадочного места 45 осуществляется, например, с помощью соответствующего группового паяльника, при этом технология поверхностного монтажа позволяет при необходимости осуществлять неоднократный монтаж и демонтаж опорного генератора 52. In the case when using its own reference signal, on the pads forming a seat 45, is placed its own reference generator 52 (Fig. 12). The reference oscillator 52 is arranged so that its output is electrically connected to the pad 46 "Output of the reference oscillator", and through it to the printed conductor 51. As the reference oscillator 52, a generator similar to, for example, the TX0255AR 10.00 MHz generator can be used , 3V of the company RAKON (USA), the design of which provides the possibility of surface mounting. The installation of the reference generator 52 on the contact pads of the seat 45 is carried out, for example, using the appropriate group soldering iron, while the surface mounting technology allows, if necessary, to repeatedly mount and dismantle the reference generator 52.

В случае, когда используется внешний опорный сигнал, на контактных площадках, образующих посадочное место 44, размещается высокочастотный соединитель 53, предназначенный для подключения внешнего опорного генератора. Одновременно между контактными площадками 46 и 47 устанавливается токопроводящая перемычка 50 (фиг. 13). Высокочастотный соединитель 53 размещается так, что его сигнальный вывод электрически соединен с контактной площадкой 49 "Выход соединителя", при этом сигнальный вывод высокочастотного соединителя 53 через контактную площадку 49, печатный проводник 48, контактную площадку 47, токопроводящую перемычку 50 и контактную площадку 46 оказывается соединенным с печатным проводником 51. Монтаж высокочастотного соединителя 53 на контактных площадках посадочного места 44 осуществляется по технологии объемного монтажа, например с использованием соответствующего группового паяльника, что позволяет при необходимости осуществлять неоднократный его монтаж и демонтаж. Аналогичным образом с помощью паяльника осуществляется монтаж и демонтаж токопроводящей перемычки 50 на контактных площадках 46 и 47. In the case where an external reference signal is used, a high-frequency connector 53 for connecting an external reference generator is located on the contact pads forming the seat 44. At the same time, a conductive jumper 50 is installed between the contact pads 46 and 47 (Fig. 13). The high-frequency connector 53 is placed so that its signal output is electrically connected to the connector output pad 49, while the signal output of the high-frequency connector 53 through the contact pad 49, the printed wire 48, the contact pad 47, the conductive jumper 50, and the contact pad 46 are connected with a printed conductor 51. Installation of the high-frequency connector 53 on the contact pads of the seat 44 is carried out according to the technology of volume mounting, for example, using the appropriate group soldering iron, which allows, if necessary, to carry out its multiple installation and dismantling. Similarly, with the help of a soldering iron, the conductive jumper 50 is mounted and dismantled at the contact pads 46 and 47.

БКБРП с установленным опорным генератором 52 или установленными высокочастотным соединителем 53 и токопроводящей перемычкой 50 размещается в соответствующем корпусе (на фигурах не показан), к высокочастотному соединителю 12 подключается кабель приемной антенны, а к низкочастотным соединителям 13₁, 13₂- кабели внешнего источника питания и других внешних устройств (пульта управления, средств регистрации и контроля данных и др.). Для случая внешнего опорного сигнала к высокочастотному соединителю 53 подключается кабель внешнего опорного генератора.BKBRP with installed reference generator 52 or installed high-frequency connector 53 and a conductive jumper 50 is placed in the corresponding housing (not shown in the figures), a receiving antenna cable is connected to the high-frequency connector 12, and cables of an external power source and low-frequency connectors 13 ₁ , 13 ₂ other external devices (control panel, means of registration and data control, etc.). For the case of an external reference signal, a cable of an external reference generator is connected to the high-frequency connector 53.

Работа приемника-процессора сигналов СРНС, выполненного с использованием заявляемого БКБРП, осуществляется следующим образом. The operation of the receiver-processor of the SRNS signals, performed using the inventive BKBRP, is as follows.

На контактную площадку 46 поступает либо собственный опорный сигнал от размещаемого в этом случае на многослойной печатной плате 1 опорного генератора 52 (фиг. 12), либо внешний опорный сигнал - от размещаемого в этом случае на многослойной печатной плате 1 высокочастотного соединителя 53 (фиг. 13). С контактной площадки 46 опорный сигнал по печатному проводнику 51 поступает на размещенные в первой зоне 15 синтезаторы частот, которые формируют сетку гетеродинных и тактовых частот. The contact pad 46 receives either its own reference signal from the reference generator 52 placed in this case on the multilayer printed circuit board 1 (Fig. 12), or the external reference signal from the high-frequency connector 53 placed in this case on the multilayer printed circuit board 1 (Fig. 13 ) From the contact pad 46, the reference signal through the printed conductor 51 is fed to frequency synthesizers located in the first zone 15, which form a grid of heterodyne and clock frequencies.

Напряжение питания поступает с контактных элементов 31 "Питание" и 32 "Земля", соединенных с соответствующими выводами низкочастотного соединителя 13₁. Напряжение питания в самом начале своего распределения по зонам 19-15 фильтруется от высокочастотных составляющих и наводок с помощью первого фильтра питания 34 (фильтрующего конденсатора), непосредственно связанного своими выводами с контактными элементами 31 и 32. Первый фильтр питания 34 осуществляет замыкание высокочастотных составляющих входного напряжения питания на "землю" источника питания, предотвращая тем самым распространение высокочастотных наводок, обусловленных входным питанием.The supply voltage comes from the contact elements 31 "Power" and 32 "Earth" connected to the corresponding terminals of the low-frequency connector 13 ₁ . The supply voltage at the very beginning of its distribution in zones 19-15 is filtered from high-frequency components and pickups using the first power filter 34 (filter capacitor) directly connected by its findings to contact elements 31 and 32. The first power filter 34 closes the high-frequency components of the input voltage power supply to the ground of the power supply, thereby preventing the propagation of high-frequency interference caused by the input power.

Отфильтрованное таким образом напряжение питания далее распределяется по зонам 19-15 следующим образом. The supply 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 своим входным выводом 38 и земляным выводом 39 соответственно с плоскостью 30 цифрового питания и земляной плоскостью 23 третьей зоны 17. Фильтр питания 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, которые образованы двумя фильтрами питания 34 и 37, что обеспечивает достаточную 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 питания 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 feed-through capacitor, which is installed in the third zone 17 and connected by its input terminal 38 and ground terminal 39, respectively, to the digital power plane 30 and the ground plane 23 the third zone 17. The power filter 37 filters on the earthen plane 23 of the third zone 17 the 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 prevents the reverse penetration of low-frequency power components from the second zone 16 to the third 17 and subsequent 18 and 19 zones. Thus, the supply voltage entering the second zone 16 passes through two filtration barriers, which are formed by two power filters 34 and 37, which provides sufficient isolation for powering the radio-electronic elements performing analog-to-digital conversion of SRNS signals in the second zone 16. At the same time, 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 power 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 своим входным выводом 42 и земляным выводом 43 соответственно с выходным выводом 36 второго фильтра питания 37 и земляной плоскостью 22 второй зоны 16. Фильтр питания 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, которые образованы тремя фильтрами питания 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 питания 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 its output terminal 42 and ground terminal 43, respectively, with the output terminal 36 of the second power filter 37 and the ground plane 22 of the second zone 16. The power filter 41 filters on the ground plane 22 of the second zone 16 the high-frequency components present in the supply voltage of the second zone 16. Thus, the supply voltage supplied to the first zone 15 passes through three filtration barriers, which are formed by three power filters 34, 37 and 41, which ensures efficient isolation of the most sensitive analogue electrical radio elements of the first zone 15 for power supply. Moreover, inside the zone 15 itself, the proposed connection of the power conductors 26 to one common point 27 connected with the output terminal 40 of the third power 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 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 for power supply, 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 МГц до 1700 МГц, поступают через высокочастотный 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. Необходимый для работы синтезаторов опорный сигнал поступает по печатному проводнику 51 с контактной площадки 46. При этом, как было показано выше, на контактную площадку 46 опорный сигнал поступает либо с выхода опорного генератора 52 (фиг. 12) - в случае использования собственного опорного сигнала (фиг. 12), либо с сигнального вывода высокочастотного соединителя 53 (фиг. 13) - в случае использования внешнего опорного сигнала. 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 MHz to 1700 MHz, pass through the high-frequency connector 12 into the first zone 15, where they are amplified, filtered from interference and frequency conversion with a decrease in the carrier frequency to tens of megahertz. The conversion uses heterodyne signals generated by frequency synthesizers located in the first zone 15. The reference signal necessary for the operation of the synthesizers is transmitted through the printed conductor 51 from the contact pad 46. In this case, as was shown above, the reference signal is sent to the contact pad 46 either from the output reference generator 52 (Fig. 12) - in the case of using its own reference signal (Fig. 12), or from the signal output of the high-frequency connector 53 (Fig. 13) - in the case of using an external reference signal.

После преобразования в первой зоне 15 аналоговые сигналы СРНС поступают во вторую зону 16, где осуществляется их преобразование в цифровой вид. При этом используются тактовые сигналы, которые формируются из опорного сигнала с помощью соответствующих электрорадиоэлементов, расположенных в первой зоне 15. Цифровые сигналы, сформированные во второй зоне 16, далее поступают в третью зону 17, где осуществляется многоканальная корреляционная обработка. Затем сигналы поступают в четвертую зону 18, где обрабатываются в цифровом процессоре. После этого сигналы поступают в пятую зону 19, где преобразуются в интерфейсных электрорадиоэлементах. Необходимые для работы тактовые сигналы поступают из первой зоны 15. After conversion in the first zone 15, the analog SRNS signals enter the second zone 16, where they are converted to digital form. In this case, clock signals are used, which are generated from the reference signal using the corresponding electro-radio elements located in the first zone 15. Digital signals generated in the second zone 16 are then sent to the third zone 17, where multi-channel correlation processing is performed. Then the signals enter the fourth zone 18, where they are processed in a digital processor. After this, the signals enter the fifth zone 19, where they are converted into interface electro-radio elements. The clock signals necessary for operation 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). Как уже отмечалось выше, функциональные связи между зонами осуществляются посредством печатных проводников связи (сигнальных проводников), расположенных преимущественно в первом проводящем слое 2 (фиг. 4). В рассматриваемом примере реализации печатные проводники связи, расположенные в первом проводящем слое 2, экранируются земляными плоскостями 20, 22, 23 и земляными печатными проводниками 24, 25 второго проводящего слоя 4, расположенными под про водниками связи (фиг. 5). Указанная экранировка печатных проводников связи обеспечивает минимизации 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) . As already noted above, functional communication between the zones is carried out by means of printed communication conductors (signal conductors) located mainly in the first conductive layer 2 (Fig. 4). In this example of implementation, printed communication conductors located in the first conductive layer 2 are shielded by earthen planes 20, 22, 23 and earthed printed conductors 24, 25 of the second conductive layer 4 located under the communication conductors (Fig. 5). The specified screening of the printed communication conductors minimizes losses in the return circuits of the signal paths and reduces their susceptibility to radiation and crosstalk by eliminating non-optimal current paths that have additional inductance.

На достигаемый результат по устранению паразитных наводок и наведенных помех положительно влияет и то, что за счет предложенного размещения и выполнения земляных плоскостей, плоскостей питания, проводников питания и фильтров питания в заявляемом БКБРП 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. The achieved result in eliminating spurious interference and induced interference is also positively influenced by the fact that due to the proposed placement and implementation of earth planes, power planes, power conductors and power filters in the inventive BCBRP, optimal return circuits are provided that correspond not only to signal circuits, but also power supply circuits, the formation of stray current circuits, characterized by stray inductances and susceptibility to noise, is eliminated, and the minimum faux DC resistance and ensures optimal filtering and the desired voltage level in all zones.

Указанный результат по устранению паразитных наводок и наведенных помех не зависит от того, какой источник опорных сигналов использован - собственный опорный генератор или внешний опорный генератор. The indicated result of eliminating spurious interference and induced interference does not depend on which reference signal source is used - its own reference generator or an external reference generator.

Проведенные эксперименты показали, что требуемое по условиям обеспечения работоспособности устранение паразитных наводок и наведенных помех наблюдается при обработке сигналов СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS" в различных их сочетаниях и во всех рабочих диапазонах частот в условиях, когда для питания используется один внешний источник питания, а в качестве опорного сигнала - либо собственный опорный сигнал, формируемый собственным опорным генератором, либо внешний опорный сигнал, подаваемый через высокочастотный соединитель. Проведенные эксперименты подтвердили перспективность использования заявляемой конструкции как базовой при производстве унифицированных по конструкции малогабаритных радиоэлектронных приборов, осуществляющих прием и обработку сигналов СРНС. The experiments showed that the elimination of spurious interference and induced interference required by the operating conditions is observed when processing the GLONASS and GPS signals in various combinations and in all operating frequency ranges under conditions when one external power source is used for power and as a reference signal, either its own reference signal generated by its own reference generator, or an external reference signal supplied through a high-frequency connector. The experiments confirmed the promise of using the inventive design as the base in the production of small-sized radio-electronic devices that are unified in design, receiving and processing SRNS signals.

Из рассмотренного следует, что заявляемый БКБРП технически осуществим, промышленно реализуем и решает поставленную техническую задачу по обеспечению возможности применения общей базовой конструкции при выполнении радиоэлектронных приборов, в которых для питания используется один внешний источник питания, а в качестве опорных сигналов - либо собственные опорные сигналы, формируемые собственным опорным генератором, размещаемым в этом случае на многослойной печатной плате, либо внешние опорные сигналы, подаваемые через размещаемый на многослойной печатной плате соответствующий высокочастотный соединитель, при этом обеспечивается устранение паразитных наводок и наведенных помех в условиях, когда на многослойной печатной плате размещаются разнородные функциональные электрорадиоэлементы различной степени интеграции, работающие с разнородными сигналами (аналоговыми и цифровыми) различных частот (от тысяч мегагерц на входе до единиц герц на выходе)
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.From the above it follows that the claimed BKBRP is technically feasible, industrially feasible and solves the stated technical problem of ensuring the possibility of using a common basic design when performing electronic devices in which one external power source is used for power, or as its own reference signals, or its own reference signals, formed by their own reference generator, placed in this case on a multilayer printed circuit board, or external reference signals supplied through placed on a multilayer printed circuit board corresponds to a high-frequency connector, while eliminating spurious interference and induced interference under conditions when heterogeneous functional radio electronic elements of varying degrees of integration, working with heterogeneous signals (analog and digital) of various frequencies (from thousands of megahertz at the input to units of hertz at the output)
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, H 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. The basic structural unit for electronic devices, 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, contact pads and radio electronic elements grouped by M zones, the first of which is a functional placement zone of analogue electrical radio elements and a high-frequency connector designed to connect a receiving antenna, and 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, the ground planes of the first zone are located in two inner conducting layers - the second and (N-1) conducting layers adjacent with the first and Nth outer conducting layers, the earth planes of all subsequent M-1 zones are located in one of the inner conducting layers adjacent to the first or Nth outer conducting layer the ground planes of the indicated M-1 zones are connected by earth printed conductors to each other and to the ground plane of the first zone located in the same conductive layer, 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, the functional 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 made through metallized holes of the interlayer connections, characterized in that the digital power planes of the third and subsequent zones and the ground plane of the last M -th zone are electrically connected with the contact elements "Power" and "Earth" located on one of the outer conducting layers in the last M-th zone, connected by by means of printed conductors of this outer conductive layer with the corresponding terminals of the low-frequency connector for connecting an external power source, the first and second terminals of the first power filter being directly connected to the contact elements "Power" and "Earth", while the power conductors of the second zone, in which digital conversion of analog signals coming from the first zone is carried out, placed in the same conductive layer as the power conductors of the first zone, and made in the idea 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 at least five and connected by its other conclusions - input and ground - respectively with the digital power plane and the ground plane of the zone of its placement, 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 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 on the outer conductive layer in the first zone is the first group of contact pads forming a seat for accommodating a high-frequency connector designed to connect an external reference generator in the case of using an external reference signal, and a second group of contact pads, a footprint for placing your own reference generator in the case of using your own reference signal, and next to the contact pad "Output reference generator" from the second group of contact pads there is a contact pad "External reference signal" connected by a printed conductor to the contact pad "Connector output" from the first group of contact pads, while the contact pads "Output of the reference generator" and "External reference signal" are made with the possibility of their elec -parameter interconnecting conductive bridge in the case of an external reference signal.

2. The basic structural unit for electronic devices 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 basic structural unit for electronic devices 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 basic structural unit for electronic devices according to claim 1, characterized in that the first power filter is made in the form of a filtering capacitor.

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

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