RU2182408C2 - Radio-electronic unit - Google Patents
Radio-electronic unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2182408C2 RU2182408C2 RU2000109665/09A RU2000109665A RU2182408C2 RU 2182408 C2 RU2182408 C2 RU 2182408C2 RU 2000109665/09 A RU2000109665/09 A RU 2000109665/09A RU 2000109665 A RU2000109665 A RU 2000109665A RU 2182408 C2 RU2182408 C2 RU 2182408C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- conductors
- zone
- radio
- zones
- conductive layers
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в конструкциях радиоэлектронных блоков, осуществляющих прием и обработку сигналов спутниковых радионавигационных систем (СРНС). The invention relates to radio electronics and can be used in the construction of electronic blocks that receive and process signals from satellite radio navigation systems (SRNS).
Особенностью конструкций радиоэлектронных блоков, осуществляющих прием и обработку сигналов СРНС, является необходимость использования разнородных функциональных узлов: аналоговых сверхвысокочастотных и высокочастотных устройств, реализующих процессы приема и преобразования сигналов СРНС, а также различных аналого-цифровых и 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]. Другая особенность - разная степень интеграции у электрорадиоэлементов, реализующих указанные разнородные функции. Например, могут использоваться микросхемы малой, средней и большой степени интеграции. В связи с этим, при объединении в рамках одной, как правило малогабаритной, конструкции таких разнородных функциональных узлов и элементов, работающих к тому же с сигналами, существенно отличающимися по частоте, возникает задача обеспечения их электромагнитной совместимости, исключения взаимного влияния друг на друга и уменьшения уровня паразитных наводок и наведенных помех. A feature of the designs of electronic blocks that receive and process SRNS signals is the need to use heterogeneous functional units: analog microwave and high-frequency devices that implement the processes of receiving and converting SRNS signals, as well as various analog-digital and digital devices - correlators, synthesizers, synchronizers, processors realizing the processes of correlation search, tracking and digital processing of received signals [1, p. 112, fig. 47, p. 126, fig. 64]. Another feature is the varying degree of integration of electro-radio elements that implement these heterogeneous functions. For example, microcircuits of small, medium and high degree of integration can be used. In this regard, when combining within the framework of one, as a rule small-sized, design of such heterogeneous functional units and elements, 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 level of spurious interference and induced interference.
Одним из известных путей конструкторского решения такой задачи является разработка многоблочной (многоплатной) конструкции, где на отдельных печатных платах группируются электрорадиоэлементы, относящиеся к близким (однородным) функциональным группам и обрабатывающие близкие по виду и частоте сигналы, как, например, в известных конструкциях [1, с. 112, рис. 47], [2]. При этом проблемы уменьшения паразитных наводок и наведенных помех могут решаться достаточно простыми техническими средствами, основанными, например, на межплатной экранизации. Однако такой путь связан с увеличением габаритов разрабатываемой конструкции. One of the well-known ways of constructing a solution to this problem is the development of a multi-block (multi-board) design, where on separate printed circuit boards are grouped electrical elements related to close (homogeneous) functional groups and processing signals similar in type and frequency, as, for example, in known designs [1 , from. 112, fig. 47], [2]. In this case, the problems of reducing spurious interference and induced interference can be solved by fairly simple technical means, based, for example, on board adaptation. However, this path is associated with an increase in the dimensions of the developed design.
В тех случаях, когда габариты важны, разрабатываются моноблочные конструкции, в которых разнородные функциональные узлы и элементы объединены в рамках общего конструктивного элемента - печатной платы, как, например, в радиоэлектронном блоке приемника-процессора сигналов СРНС, описанном в [1, с. 132, рис. 69] . Возникающие при этом проблемы, связанные с паразитными наводками и наведенными помехами, могут решаться общеизвестными методами, заключающимися в экранировке отдельных функциональных узлов с помощью соответствующих металлических экранов. In those cases where dimensions are important, monoblock designs are developed in which heterogeneous functional units and elements are combined within the framework of a common structural element - a printed circuit board, such as, for example, in the radio-electronic block of the receiver-processor of SRNS signals described in [1, p. 132, fig. 69]. The problems arising in this case, associated with spurious pickups and induced noise, can be solved by well-known methods consisting in shielding individual functional units using appropriate metal screens.
В качестве дополнительных мер по уменьшению паразитных наводок и наведенных помех при этом могут использоваться и другие полезные 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]. При этом не существует общего для всех случаев решения данной проблемы и в каждом конкретном случае для ее решения применяется свой собственный набор конструкторских средств, обеспечивающих решение задачи в заданных конкретных условиях. In addition, other useful design techniques can be used as additional measures to reduce spurious interference and induced interference, which include, in particular, installing additional external matching elements connecting the printed circuit board elements with the block case, as, for example, in [3], in a special arrangement of 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]. At the same time, there is no solution to this problem that is common to all cases, and in each case, its own set of design tools is used to solve it, providing a solution to the problem under given specific conditions.
В качестве прототипа заявляемого радиоэлектронного блока выбран известный радиоэлектронный блок, описанный в [6, с. 258-261, рис. 12.2], представляющий собой одноплатную конструкцию. Радиоэлектронный блок, выбранный в качестве прототипа, содержит многослойную печатную плату, в которой межслойные соединения печатных проводников осуществляются посредством металлизированных отверстий межслойных соединений, в которой в наружных проводящих слоях выполнены проводники, контактные площадки и смонтированы электрорадиоэлементы, а во внутренних проводящих слоях выполнены остальные проводники, а также металлизированные плоскости земли и питания с окнами вокруг металлизированных отверстий межслойных соединений, не связанных электрически с этими плоскостями. Например, для случая печатной платы с десятью проводящими слоями плоскость земли и плоскость питания размещаются соответственно в четвертом и пятом слоях. As a prototype of the inventive radio-electronic unit, a well-known radio-electronic unit is described, described in [6, p. 258-261, fig. 12.2], which is a single-board design. The electronic block selected as a prototype contains a multilayer printed circuit board in which the interlayer connections of the printed conductors are carried out by means of metallized holes of the interlayer connections, in which the conductors, contact pads and radio-electronic elements are mounted in the outer conductive layers, and the remaining conductors are made in the inner conductive layers, as well as metallized earth and power planes with windows around metallized holes of interlayer joints, not connected data electrically with these planes. For example, in the case of a printed circuit board with ten conductive layers, the ground plane and the power plane are located in the fourth and fifth layers, respectively.
За счет указанного размещения плоскостей земли и питания в разных проводящих слоях печатной платы в блоке-прототипе решается задача уменьшения паразитных наводок и наведенных помех. При этом успешное решение этой задачи осуществляется в условиях, когда в блоке используются однородные электрорадиоэлементы, а обрабатываемые сигналы близки по частоте, как, например, в случае цифровой ЭВМ. Due to the indicated location of the ground and power planes in different conductive layers of the printed circuit board in the prototype unit, the problem of reducing spurious interference and induced interference is solved. Moreover, a successful solution to this problem is carried out under conditions when homogeneous electro-radio elements are used in the unit, and the processed signals are close in frequency, as, for example, in the case of a digital computer.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является устранение конструктивными методами паразитных наводок и наведенных помех в условиях малогабаритного радиоэлектронного блока, реализующего функцию приемника-процессора СРНС и выполненного на одной многослойной печатной плате, несущей разнородные (аналоговые, аналого-цифровые, цифровые) функциональные электрорадиоэлементы разной степени интеграции, причем диапазон частот обрабатываемых и преобразуемых в блоке сигналов составляет от тысяч мегагерц на входе до единиц герц на выходе. The technical problem to which the claimed invention is directed is to eliminate constructive methods of spurious interference and induced interference in the conditions of a small-sized electronic block that implements the function of a receiver-processor of the SRNS and is performed on a single multilayer printed circuit board carrying heterogeneous (analog, analog-to-digital, digital) functional electro-radio elements of varying degrees of integration, and the frequency range of the signals processed and converted in the unit is from thousands of megahertz at the input to units of hertz at the output.
Решение поставленной задачи позволяет на существующей элементной базе конструировать малогабаритные, предназначенные для массового потребителя навигационные приемники-процессоры, работающие по сигналам СРНС "ГЛОНАСС" и "НАВСТАР". The solution of this problem allows us to construct small-sized navigation receivers-processors based on the SRONS GLONASS and NAVSTAR signals on the existing elemental base.
Сущность изобретения состоит в том, что в радиоэлектронном блоке, содержащем многослойную печатную плату, в которой межслойные соединения печатных проводников осуществляются посредством металлизированных отверстий межслойных соединений, в которой в наружных проводящих слоях выполнены проводники, контактные площадки и смонтированы электрорадиоэлементы, а во внутренних проводящих слоях выполнены проводники и плоскости земли и питания с окнами вокруг металлизированных отверстий межслойных соединений, не связанных электрически с этими плоскостями, электрорадиоэлементы и печатные проводники платы сгруппированы в трех последовательно расположенных зонах, первая из которых соответствует зоне размещения электрорадиоэлементов, осуществляющих аналоговое преобразование сигналов спутниковых радионавигационных систем, вторая - зоне размещения электрорадиоэлементов, осуществляющих аналого-цифровое преобразование сигналов, а третья - зоне размещения электрорадиоэлементов, осуществляющих цифровое преобразование сигналов, причем электрорадиоэлементы смонтированы на многослойной печатной плате с шестью проводящими слоями, где на наружном первом проводящем слое установлены низкочастотный и высокочастотный соединители для соединения радиоэлектронного блока соответственно с источником питания и источником входных сигналов, во внутреннем втором проводящем слое выполнены плоскости земли каждой из зон, во внутреннем третьем проводящем слое выполнены проводники питания первой и второй зон и дополнительные проводники третьей зоны, во внутреннем четвертом проводящем слое выполнены дополнительные проводники первой и второй зон и плоскость питания третьей зоны, во внутреннем пятом проводящем слое выполнены вторая плоскость земли первой зоны и дополнительные проводники второй и третьей зон, при этом плоскости земли, выполненные во внутреннем втором проводящем слое, соединены между собой посредством прямых земляных проводников связи, расположенных в соответствии с расположением сигнальных проводников связи, осуществляющих в наружных первом и шестом проводящих слоях платы электрические связи между зонами, первая зона окружена по периметру экранирующими проводниками, выполненными друг против друга в наружных первом и шестом проводящих слоях, причем указанные экранирующие проводники связаны между собой, а также с плоскостями земли данной зоны во внутренних втором и пятом проводящих слоях посредством выполненных в них металлизированных отверстий межслойных соединений с образованием замкнутого электрического контура, указанные экранирующие проводники имеют разрывы для прохождения соответствующих сигнальных проводников связи, при этом участкам разрывов экранирующих проводников в наружных первом и шестом проводящих слоях соответствуют сплошные металлизированные участки плоскостей земли во внутренних втором и пятом проводящих слоях. The essence of the invention lies in the fact that in a radio electronic unit containing a multilayer printed circuit board, in which the interlayer connections of the printed conductors are carried out by means of metallized holes of the interlayer connections, in which the conductors are made in the outer conductive layers, the contact pads are mounted and the radio electronic elements are mounted, and the inner conductive layers are made conductors and ground and power planes with windows around metallized holes of interlayer connections not electrically connected to these by planes, the radio-electronic elements and printed circuit boards of the board are grouped in three consecutive zones, the first of which corresponds to the zone of placement of radio-electronic elements performing analogue signal conversion of satellite radio navigation systems, the second to the zone of placement of radio-electronic elements performing analog-to-digital conversion of signals, and the third - to the zone of placement of radio-electronic elements digitally converting signals, and the electrical radio elements are mounted on a multilayer printed circuit board with six conductive layers, where low-frequency and high-frequency connectors are installed on the outer first conductive layer for connecting the electronic unit, respectively, to the power source and input signal, the ground plane of each of the zones is made in the inner second conductive layer, in the inner third conductive layer are made power conductors of the first and second zones and additional conductors of the third zone, in the inner fourth conductive layer additional the water conductors of the first and second zones and the power plane of the third zone, in the inner fifth conductive layer, the second earth plane of the first zone and additional conductors of the second and third zones are made, while the earth planes made in the inner second conductive layer are interconnected by direct earth communication conductors located in accordance with the location of the communication signal conductors, carrying out electrical communications between the zones in the outer first and sixth conductive layers of the board, the first zone is surrounded by to the meter with shielding conductors made against each other in the outer first and sixth conductive layers, said shielding conductors being connected to each other as well as to the ground planes of this zone in the inner second and fifth conductive layers by means of metallized openings of the interlayer connections formed therein to form a closed electrical circuit, these shielding conductors have gaps for the passage of the corresponding signal communication conductors, while the areas of gaps in the screen The conductive conductors in the outer first and sixth conductive layers correspond to solid metallized sections of the earth planes in the inner second and fifth conductive layers.
В заявляемом радиоэлектронном блоке ширина земляных проводников связи, осуществляющих соединение между собой плоскостей земли во внутреннем втором проводящем слое, выбирается не менее 1 мм. In the inventive radio-electronic unit, the width of the earth communication conductors that connect the earth planes to each other in the inner second conductive layer is selected at least 1 mm.
В заявляемом радиоэлектронном блоке проводники, предназначенные для экранировки соответствующего сигнального проводника связи, располагаются с обеих его сторон и соединяются с плоскостями земли посредством металлизированных отверстий межслойных соединений, выполненных по крайней мере в начале и в конце каждого из проводников с образованием замкнутого электрического контура, причем расстояние между металлизированными отверстиями не превышает 5 мм. In the inventive radio-electronic unit, the conductors intended for shielding the corresponding signal communication conductor are located on both sides thereof and are connected to the earth planes through metallized holes of the interlayer connections made at least at the beginning and at the end of each of the conductors with the formation of a closed electrical circuit, and the distance between metallized holes does not exceed 5 mm.
В заявляемом радиоэлектронном блоке ширина экранирующих проводников, выполненных по периметру первой зоны в наружных первом и шестом проводящих слоях, выбирается не менее 2 мм. In the inventive electronic unit, the width of the shielding conductors made along the perimeter of the first zone in the outer first and sixth conductive layers is selected at least 2 mm.
В заявляемом радиоэлектронном блоке расстояние между металлизированными отверстиями межслойных соединений, соединяющих экранирующие проводники, выполненные по периметру первой зоны в наружных первом и шестом проводящих слоях, между собой и с плоскостями земли во внутренних втором и пятом проводящих слоях не превышает 5 мм. In the inventive electronic block, the distance between the metallized holes of the interlayer connections connecting the shielding conductors made along the perimeter of the first zone in the outer first and sixth conductive layers, between themselves and with the earth planes in the inner second and fifth conductive layers does not exceed 5 mm.
Сущность изобретения, его реализуемость и возможность промышленного применения поясняются на примере конструкции радиоэлектронного блока навигационного приемника-процессора, предназначенного для определения навигационных параметров по сигналам СРНС "ГЛОНАСС" и "НАВСТАР". Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1 - 9. The essence of the invention, its feasibility and the possibility of industrial application are illustrated by the example of the design of the radio-electronic unit of the navigation receiver-processor, designed to determine the navigation parameters by the signals of the SRNS "GLONASS" and "NAVSTAR". The invention is illustrated by the drawings shown in FIG. 19.
На фиг. 1 представлен вид в разрезе многослойной печатной платы с шестью проводящими слоями (расположение проводников и металлизированных отверстий межслойных соединений - условное);
на фиг. 2 - пример, иллюстрирующий группировку электрорадиоэлементов, смонтированных в наружном первом проводящем слое в трех последовательно расположенных зонах (вид со стороны электрорадиоэлементов наружного первого проводящего слоя, проводники условно не показаны);
на фиг. 3 - пример, иллюстрирующий группировку электрорадиоэлементов, смонтированных в наружном шестом проводящем слое в трех последовательно расположенных зонах (вид со стороны наружного первого проводящего слоя, слои условно прозрачные, проводники условно не показаны);
на фиг. 4 - пример рисунка печати наружного первого проводящего слоя;
на фиг. 5 - пример рисунка печати внутреннего второго проводящего слоя (вид со стороны наружного первого проводящего слоя, слои условно прозрачные);
на фиг. 6 - пример рисунка печати внутреннего третьего проводящего слоя (вид со стороны наружного первого проводящего слоя, слои условно прозрачные);
на фиг. 7 - пример рисунка печати внутреннего четвертого проводящего слоя (вид со стороны наружного первого проводящего слоя, слои условно прозрачные);
на фиг. 8 - пример рисунка печати внутреннего пятого проводящего слоя (вид со стороны наружного первого проводящего слоя, слои условно прозрачные);
на фиг. 9 - пример рисунка печати наружного шестого проводящего слоя (вид со стороны наружного первого проводящего слоя, слои условно прозрачные).In FIG. 1 shows a sectional view of a multilayer printed circuit board with six conductive layers (the location of the conductors and metallized holes of the interlayer connections is conditional);
in FIG. 2 is an example illustrating the grouping of electro-radio elements mounted in the outer first conductive layer in three consecutive zones (view from the side of the electro-radio elements of the outer first conductive layer, the conductors are not conventionally shown);
in FIG. 3 is an example illustrating the grouping of electro-radio elements mounted in an outer sixth conductive layer in three consecutive zones (view from the side of the outer first conductive layer, the layers are conditionally transparent, the conductors are not conventionally shown);
in FIG. 4 is an example of a print pattern of the outer first conductive layer;
in FIG. 5 is an example of a print pattern of the inner second conductive layer (view from the side of the outer first conductive layer, the layers are conditionally transparent);
in FIG. 6 is an example of a print pattern of the inner third conductive layer (view from the side of the outer first conductive layer, the layers are conditionally transparent);
in FIG. 7 is an example of a print pattern of the inner fourth conductive layer (view from the side of the outer first conductive layer, the layers are conditionally transparent);
in FIG. 8 is an example of a print pattern of the inner fifth conductive layer (view from the side of the outer first conductive layer, the layers are conditionally transparent);
in FIG. 9 is an example of a print pattern of the outer sixth conductive layer (view from the side of the outer first conductive layer, the layers are conditionally transparent).
Заявляемый радиоэлектронный блок, фиг. 1 - 9, содержит многослойную печатную плату 1 с шестью проводящими слоями - наружными первым 2 и шестым 3 проводящими слоями, внутренними вторым 4, третьим 5, четвертым 6 и пятым 7 проводящими слоями. Внутренние (второй 4, третий 5, четвертый 6, пятый 7) проводящие слои отделены друг от друга и от наружных первого 2 и шестого 3 проводящих слоев изолирующими слоями 8 (фиг. 1). The inventive electronic block, FIG. 1 to 9, comprises a multilayer printed
В наружных первом 2 и шестом 3 проводящих слоях выполнены контактные площадки 9, проводники 10 и смонтированы электрорадиоэлементы 11 (фиг. 1 - 3). Во внутренних (втором 4, третьем 5, четвертом 6, пятом 7) проводящих слоев выполнены проводники (фиг. 5 - 8). Межслойные соединения проводников осуществляются посредством металлизированных отверстий 12 межслойных соединений. In the outer first 2 and sixth 3 conductive layers, the contact pads 9, the conductors 10 are made and the electro-
На фиг. 1 в качестве примера выполнения металлизированных отверстий 12 межслойных соединений показаны отверстия, осуществляющие соединение проводников наружных первого 2 и шестого 3 и внутренних второго 4 и пятого 7 проводящих слоев, а также наружных первого 2 и шестого 3 и внутреннего четвертого 6 проводящих слоев. In FIG. 1 as an example of making
Монтаж электрорадиоэлементов на плате 1 выполнен по технологии поверхностного монтажа, решающей задачу установки большего их числа на меньшей площади. The installation of radio electronic elements on the
В рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока - блока приемника-процессора СРНС - электрорадиоэлементы и проводники сгруппированы в трех последовательно расположенных зонах 13, 14 и 15 (фиг. 2 - 9). In this example, the implementation of the electronic unit - the receiver-processor unit SRNS - radio elements and conductors are grouped in three
Первая зона 13 соответствует зоне размещения электрорадиоэлементов, осуществляющих аналоговое преобразование сигналов СРНС, например электрорадиоэлементов низкой степени интеграции, аналогичных микросхемам типа MGA-87563 HEWLETT-PACKARD, и электрорадиоэлементов средней степени интеграции, аналогичных микросхемам типа МС13142D MOTOROLA и UPC2753GR NEC. The
Вторая зона 14 соответствует зоне размещения электрорадиоэлементов, осуществляющих аналого-цифровое преобразование сигналов, например электрорадиоэлементов средней степени интеграции, аналогичных микросхемам типа МАХ962ЕСА MAXIM. The
Третья зона 15 соответствует зоне размещения электрорадиоэлементов, осуществляющих цифровое преобразование сигналов, например электрорадиоэлементов сверхвысокой степени интеграции, аналогичных микросхемам типа TMS320 LC203-40 ТЕХАС INSTRUMENTS (процессор) и ASIC SAMSUNG (цифровой коррелятор), электрорадиоэлементов большой степени интеграции, аналогичных микросхемам типа KM616V1002AT-15 SAMSUNG (постоянное запоминающее устройство), электрорадиоэлементов средней степени интеграции, аналогичных микросхемам типа DS1302S DALLAS (таймер), электрорадиоэлементов малой степени интеграции, аналогичных микросхемам типа MAX604CSA MAXIM (стабилизатор). The
Проводники во внутренних (втором 4, третьем 5, четвертом 6, пятом 7) проводящих слоях распределены следующим образом. The conductors in the inner (second 4, third 5, fourth 6, fifth 7) conductive layers are distributed as follows.
Во внутреннем втором проводящем слое 4 выполнены плоскости земли 16, 17 и 18 всех трех зон 13, 14, 15 (фиг 5). In the inner second conductive layer 4,
Во внутреннем третьем проводящем слое 5 выполнены проводники 19, 20 питания первой и второй зон 13, 14 и дополнительные проводники 21 третьей зоны 15 (фиг. 6). In the inner third conductive layer 5,
Во внутреннем четвертом проводящем слое 6 выполнены дополнительные проводники 22, 23 первой и второй зон 13, 14 и плоскость питания 24 третьей зоны 15 (фиг. 7). In the inner fourth conductive layer 6,
Во внутреннем пятом проводящем слое 7 выполнены вторая плоскость земли 25 первой зоны 13 и дополнительные проводники 26, 27 второй и третьей зон 14, 15 (фиг. 8). In the inner fifth conductive layer 7, a
Плоскости земли 16, 17, 18, выполненные во втором проводящем слое 4, соединены между собой прямыми земляными проводниками связи 28 (фиг. 5). Ширина земляных проводников связи 28 - не менее 1 мм. The
Земляные проводники связи 28 (фиг. 5) расположены в соответствии с расположением сигнальных проводников связи 29, осуществляющих в наружных первом 2 и шестом 3 проводящих слоях электрические связи между зонами (фиг. 4, 9). Earth communication conductors 28 (Fig. 5) are located in accordance with the location of the
Отдельные сигнальные проводники связи 29 могут экранироваться с помощью проводников 30, соединенных с соответствующими плоскостями земли. Такая экранировка может осуществляться, например, в отношении сигнальных проводников связи, несущих сигналы с наиболее крутыми фронтами или существенно отличающиеся по уровню от сигналов соседних проводников. На фиг. 4 в качестве примера показана экранировка сигнальных проводников связи 29, расположенных в первом проводящем слое 2. Проводники 30, предназначенные для экранировки соответствующего сигнального проводника связи 29, располагаются с обеих его сторон и соединяются с плоскостями земли с образованием замкнутого электрического контура. Соединение с плоскостями земли осуществляется с помощью соответствующих металлизированных отверстий межслойных соединений, выполненных по крайней мере в начале и в конце проводников 30 на расстоянии друг от друга, не превышающем 5 мм. The individual
Первая зона 13 окружена по периметру экранирующими проводниками 31, расположенными друг против друга соответственно в наружных первом 2 и шестом 3 проводящих слоях (фиг. 4, 9). Ширина экранирующих проводников 31 - не менее 2 мм. Экранирующие проводники 31 связаны между собой, а также с плоскостями земли 16, 25 во внутренних втором 4 и пятом 5 проводящих слоях посредством выполненных в них металлизированных отверстий межслойных соединений с образованием замкнутого электрического контура. Расстояние между этими металлизированными отверстиями межслойных соединений не превышает 5 мм. The
Экранирующие проводники 31 имеют разрывы 32 для прохождения соответствующих сигнальных проводников связи 29 (фиг. 4, 9). Участкам разрывов 32 экранирующих проводников 31 в наружных первом 2 и шестом 3 проводящих слоях соответствуют сплошные металлизированные участки 33 плоскостей земли 16 и 25 во внутренних втором 2 и пятом 7 проводящих слоях (фиг. 5, 8).
Указанные конструктивные меры обеспечивают необходимую защиту от паразитных наводок и наведенных помех электрорадиоэлементов первой зоны 13, наиболее чувствительных к наводкам и помехам, при этом наличие металлизированных участков 33 плоскостей земли 16 и 25, соответствующих участкам разрывов 32 в экранирующих проводниках 31, обеспечивает оптимизацию возвратных контуров для сигнальных цепей, осуществляющих электрические связи между зонами. Указанные меры защиты от паразитных наводок и наведенных помех действуют эффективно в совокупности с предложенным расположением плоскостей земли и проводников питания в разных внутренних проводящих слоях, что обеспечивает необходимую их экранировку. The indicated design measures provide the necessary protection against spurious interference and induced interference of the electro-radio elements of the
Для исключения нежелательных замыканий между металлизированными отверстиями 12 межслойных соединений, плоскостями земли 16 - 18, 25 и плоскостью питания 24 в соответствующих местах этих плоскостей выполняются лишенные металлизации окна 34 (фиг. 1) для размещения металлизированных отверстий 12 межслойных соединений. To eliminate unwanted short circuits between the metallized holes 12 of the interlayer connections, the earth planes 16-18, 25 and the
Для соединения заявляемого радиоэлектронного блока с внешними устройствами и источником питания используется низкочастотный соединитель 35, а для соединения с источником входных сигналов - высокочастотный соединитель 36, оба установленные на наружном первом проводящем слое 2 (фиг. 2). A low-
Для включения в работу заявляемого радиоэлектронного блока к низкочастотному соединителю 35 подключаются источник питания и другие необходимые для работы блока внешние устройства - пульт управления, индикатор навигационных параметров и т.п., а к высокочастотному соединителю 36 - источник входных сигналов, например кабель приемной антенны (на чертежах не показаны). To enable the operation of the inventive radio-electronic unit, a power source and other external devices necessary for the unit’s operation — a control panel, an indicator of navigation parameters, etc., are connected to a low-
Входные сигналы заявляемого радиоэлектронного блока, представляющие собой аналоговые псевдошумовые (широкополосные) сигналы СРНС с частотами в диапазоне от 1200 МГц до 1700 МГц, поступают через высокочастотный соединитель 36 к электрорадиоэлементам первой зоны 13, где подвергаются необходимому усилению, фильтрации от помех и частотному преобразованию с понижением частоты до десятков мегагерц. Сигналы, преобразованные указанным образом в первой зоне 13, далее подвергаются многоканальной аналого-цифровой обработке во второй зоне 14, а затем - корреляционной обработке в цифровом процессоре, образуемом электрорадиоэлементами третьей зоны 15. The input signals of the inventive radio electronic unit, which are analog pseudo-noise (broadband) SRNS signals with frequencies in the range from 1200 MHz to 1700 MHz, are fed through the high-
Таким образом, в заявляемом радиоэлектронном блоке сигналы в процессе своей обработки последовательно переходят от одной зоны к другой, претерпевая при этом изменения по частоте от тысяч мегагерц на входе первой зоны 13 (зоны размещения электрорадиоэлементов, осуществляющих аналоговое преобразование сигналов) до единиц герц на выходе третьей зоны 15 (зоны размещения электрорадиоэлементов, осуществляющих цифровое преобразование сигналов). Thus, in the inventive radio-electronic unit, the signals in the process of processing are sequentially transferred from one zone to another, undergoing a change in frequency from thousands of megahertz at the input of the first zone 13 (zones of the placement of radio electronic elements performing analog signal conversion) to units of hertz at the output of the third zone 15 (zone of the placement of radio electronic elements that perform digital signal conversion).
При этом за счет совокупности предложенных конструктивных мер, заключающихся в предложенной группировке электрорадиоэлементов и проводников по зонам, в предложенном расположении плоскостей земли и питания по зонам и по различным внутренним проводящим слоям, в предложенной экранизации первой зоны 13, а также в предложенном выполнении связей между зонами посредством сигнальных проводников связи 29 и земляных проводников связи 28, в заявляемом радиоэлектронном блоке обеспечивается устранение паразитных наводок и наведенных помех в заданных условиях существенной разницы в характере и частотах сигналов и степени интеграции электрорадиоэлементов. Moreover, due to the totality of the proposed design measures, consisting in the proposed grouping of electro-radio elements and conductors by zones, in the proposed arrangement of ground and power planes by zones and by various internal conductive layers, in the proposed screen version of the
Так, в заявляемом радиоэлектронном блоке за счет предложенных конструктивных мер обеспечивается оптимизация возвратных контуров цепей прохождения сигналов, связывающих различные зоны между собой, что минимизирует паразитные наводки и наведенные помехи. В частности, ширина земляных проводников связи 28 (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 положительно влияет также предложенное выполнение и расположение плоскостей земли 16, 17, 18, 25 и плоскости питания 24, за счет которого в заявляемом радиоэлектронном блоке обеспечивается формирование наиболее оптимальных возвратных цепей, соответствующих цепям прохождения сигналов, исключается образование паразитных токовых контуров, характеризуемых паразитными индуктивностями и восприимчивостью к помехам, а также достигается минимально возможное сопротивление по постоянному току и практически исключается падение напряжения в цепях платы. So, in the inventive radio-electronic unit due to the proposed design measures, the return circuits of the signal paths connecting various zones to each other are optimized, which minimizes spurious interference and induced interference. In particular, the width of the ground connection conductors 28 (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 minimized losses in the return circuits of the signal paths are also positively influenced by the proposed design and location of the ground planes 16, 17, 18, 25 and the
Указанные конструктивные параметры - ширина (не менее 2 мм) экранирующих проводников 31, расстояние (не более 5 мм) между металлизированными отверстиями межслойных соединений, выполненных в экранирующих проводниках 31 и проводниках 30, характеризуют реализацию заявляемого радиоэлектронного блока в наилучшем варианте выполнения. These design parameters - the width (not less than 2 mm) of the shielding
Таким образом, совокупность рассмотренных конструктивных мер позволяет в заявляемом радиоэлектронном блоке решить поставленную техническую задачу устранения паразитных наводок и наведенных помех в заданных условиях, когда на многослойной печатной плате блока размещаются разнородные электрорадиоэлементы различной степени интеграции, реализующие навигационный приемник-процессор СРНС, в котором частоты обрабатываемых сигналов изменяются от тысяч мегагерц на входе до единиц герц на выходе. Thus, the totality of the considered structural measures allows us to solve the technical problem in the inventive radio electronic unit to eliminate spurious interference and induced interference under given conditions, when heterogeneous electrical radio elements of various degrees of integration are implemented on the multilayer printed circuit board of the unit, which realize the SRNS navigation receiver-processor in which the frequencies of the processed Signals vary from thousands of megahertz at the input to units of hertz at the output.
Эксперименты, проведенные над изготовленными образцами радиоэлектронных блоков заявляемой конструкции, показали, что устранение паразитных наводок и наведенных помех, требуемое из условий обеспечения работоспособности блоков, обеспечивается при обработке сигналов СРНС "ГЛОНАСС" и "НАВСТАР" в различных их сочетаниях и во всех их рабочих диапазонах частот. The experiments conducted on the manufactured samples of electronic blocks of the claimed design showed that the elimination of spurious interference and induced noise, required from the conditions for ensuring the operability of the blocks, is provided by processing the GLONASS and NAVSTAR SRNS signals in their various combinations and in all their operating ranges frequencies.
Таким образом, из рассмотренного видно, что заявляемый радиоэлектронный блок технически осуществим, промышленно реализуем и решает поставленную техническую задачу по устранению паразитных наводок и наведенных помех в заданных условиях реализации малогабаритного радиоэлектронного блока, выполняющего функцию навигационного приемника-процессора СРНС, реализованного на одной многослойной печатной плате, несущей разнородные (аналоговые, аналого-цифровые, цифровые) функциональные электрорадиоэлементы разной степени интеграции, причем диапазон частот обрабатываемых и преобразуемых сигналов составляет от тысяч мегагерц на входе до единиц герц на выходе. Thus, it can be seen from the above that the claimed radio-electronic unit is technically feasible, industrially feasible, and solves the stated technical problem of eliminating spurious interference and induced noise under the given conditions for the implementation of a small-sized radio-electronic unit that functions as a navigation receiver-processor of the SRNS implemented on one multilayer printed circuit board carrying heterogeneous (analog, analog-to-digital, digital) functional electro-radio elements of different degrees of integration, and the frequency range of the processed and converted signals ranges from thousands of megahertz at the input to units of hertz at the output.
Источники информации
1. Бортовые устройства спутниковой радионавигации / И.В.Кудрявцев, И.Н. Мищенко, А.И.Волынкин и др. Под ред. В.С.Шебшаевича. М.: Транспорт, 1988.Sources of information
1. On-board devices of satellite radio navigation / I.V. Kudryavtsev, I.N. Mishchenko, A.I. Volynkin and others. Ed. V.S.Shebshaevich. M .: Transport, 1988.
2. Патент РФ 2013897, Н 05 К 7/00, опубл. 30.05.94. 2. RF patent 2013897, H 05 K 7/00, publ. 05/30/94.
3. Авторское свидетельство СССР 1826853, Н 05 К 5/00, опубл. 20.11.96. 3. Copyright certificate of the USSR 1826853, N 05 K 5/00, publ. 11/20/96.
4. Патент РФ 2047947, Н 05 К 1/02, опубл. 10.11.95. 4. RF patent 2047947, H 05
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 (с. 258-261, рис. 12.2 - прототип). 6. Mayorov S.A. and other electronic computers. Design Reference. Ed. S.A. Mayorova. M .: Sov. Radio, 1975 (p. 258-261, Fig. 12.2 - prototype).
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000109665/09A RU2182408C2 (en) | 1998-07-20 | 1998-07-20 | Radio-electronic unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000109665/09A RU2182408C2 (en) | 1998-07-20 | 1998-07-20 | Radio-electronic unit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2000109665A RU2000109665A (en) | 2002-01-20 |
RU2182408C2 true RU2182408C2 (en) | 2002-05-10 |
Family
ID=20233463
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000109665/09A RU2182408C2 (en) | 1998-07-20 | 1998-07-20 | Radio-electronic unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2182408C2 (en) |
-
1998
- 1998-07-20 RU RU2000109665/09A patent/RU2182408C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
МАЙОРОВ С.А. и др. Электронные вычислительные машины: Справочник по конструированию /Под ред. С.А. Майорова. - М.: Советское радио, 1975. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4954929A (en) | Multi-layer circuit board that suppresses radio frequency interference from high frequency signals | |
CA1284207C (en) | Shielding apparatus for a printed circuit board | |
AU5440994A (en) | Electromagnetic radiation reduction technique using grounded conductive traces circumscribing internal planes of printed circuit boards | |
EP1061784B1 (en) | Radio-electronic unit | |
EP2044824B1 (en) | Modem, in particular for subsea power line communication | |
CN109560358B (en) | Waveguide system, high-frequency line and radar sensor | |
RU2182408C2 (en) | Radio-electronic unit | |
RU2297118C1 (en) | Radio-electronics block | |
RU2173037C1 (en) | Basic structural unit for radio electron devices | |
KR100526519B1 (en) | Radio electronic unit | |
RU2172080C1 (en) | Radio electronic unit | |
RU2172081C1 (en) | Radio electronic unit | |
RU2188522C1 (en) | Radio-electronic unit | |
RU2173036C1 (en) | Radio electronic unit | |
RU2489728C1 (en) | Global navigation satellite system signal receiver module | |
RU2125775C1 (en) | Radio electronic assembly | |
RU2192108C1 (en) | Radio-electronic unit | |
RU2194375C1 (en) | Radio electronic unit | |
RU2602835C9 (en) | Method of shielding in electronic module | |
RU2260928C1 (en) | Radio-electronic block with in-board screening | |
RU2199839C1 (en) | Radio-electronic unit | |
RU2172082C1 (en) | Radio electronic unit with intraboard screening | |
RU2287919C1 (en) | Signal receiver module for satellite radio navigation systems | |
RU2175821C1 (en) | Radio electron unit | |
RU2287920C1 (en) | Signal receiver module for satellite radio navigation systems |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040721 |