RU2250578C1 - Signal receiving unit of satellite injection-synchronized radio navigation systems - Google Patents
Signal receiving unit of satellite injection-synchronized radio navigation systems Download PDFInfo
- Publication number
- RU2250578C1 RU2250578C1 RU2003121360/09A RU2003121360A RU2250578C1 RU 2250578 C1 RU2250578 C1 RU 2250578C1 RU 2003121360/09 A RU2003121360/09 A RU 2003121360/09A RU 2003121360 A RU2003121360 A RU 2003121360A RU 2250578 C1 RU2250578 C1 RU 2250578C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- buffer
- receiver
- power
- nodes
- power supply
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Noise Elimination (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при конструировании блоков приемников сигналов спутниковых радионавигационных систем (СРНС) типа ГЛОНАСС, GPS и т.п., в которых для синхронизации процессов обработки сигналов СРНС при получении навигационной и/или временной информации используются внешние синхронизирующие опорные сигналы (сигналы внешней синхронизации).The invention relates to radio engineering and can be used in the construction of blocks of signal receivers of satellite radio navigation systems (SRNS) such as GLONASS, GPS, etc., in which external synchronizing reference signals are used to synchronize the processing of SRNS signals when receiving navigation and / or time information (external synchronization signals).
Типичная функциональная схема блока приемника сигналов СРНС, осуществляющего прием и обработку сигналов СРНС с выделением навигационной и/или временной информации, содержит преобразователь частоты, выполненный по супергетеродинной схеме с преобразованием частоты вниз, аналого-цифровой преобразователь, цифровой коррелятор, вычислитель и преобразователь интерфейса, см., например, [1], [2], [3], [4]. Как правило, указанные функциональные узлы размещаются на одной печатной плате - плате приемника-процессора, например, как описано в [5], [6], [7], [8]. Работа функциональных узлов платы приемника-процессора осуществляется под воздействием тактового и гетеродинных сигналов, формируемых из синхронизирующего опорного сигнала. Для работы функциональных узлов требуется соответствующее электропитание.A typical functional block diagram of the SRNS signal receiver unit, which receives and processes SRNS signals with the allocation of navigation and / or time information, contains a frequency converter made according to a superheterodyne circuit with frequency down conversion, an analog-to-digital converter, a digital correlator, a computer and an interface converter, cm ., for example, [1], [2], [3], [4]. As a rule, these functional units are located on one printed circuit board - the receiver-processor board, for example, as described in [5], [6], [7], [8]. The functional units of the receiver-processor board are operated under the influence of clock and heterodyne signals generated from a synchronizing reference signal. Functional nodes require appropriate power supply to operate.
Обеспечение блока приемника сигналов СРНС синхронизирующим опорным сигналом может осуществляться двумя путями, а именно, с помощью внутриблочного опорного генератора, реализованного на кварцевом генераторе, как это описано, например, в [3], [4], [5], либо с помощью внешнего опорного генератора, например стандарта частоты, как в [9]. Применение в качестве внешнего опорного генератора стандарта частоты позволяет, по сравнению с кварцевым генератором, уменьшить временную нестабильность формируемых навигационных сигналов и сигналов времени, обусловленную временной нестабильностью синхронизирующего опорного сигнала. Применение внешней синхронизации требует, по меньшей мере, оснащения платы приемника-процессора дополнительными соединительными средствами, обеспечивающими возможность подвода сигналов внешней синхронизации, например, как это реализовано в [8].The SRNS signal receiver unit can be provided with a synchronizing reference signal in two ways, namely, using an internal block reference generator implemented on a crystal oscillator, as described, for example, in [3], [4], [5], or using an external reference generator, for example, a frequency standard, as in [9]. The use of a frequency standard as an external reference generator makes it possible, in comparison with a crystal oscillator, to reduce the temporary instability of generated navigation signals and time signals due to the temporary instability of the synchronizing reference signal. The use of external synchronization requires, at the very least, equipping the receiver-processor board with additional connecting means, providing the ability to supply external synchronization signals, for example, as implemented in [8].
Обеспечение блока приемника сигналов СРНС электропитанием может осуществляться либо напрямую от внешнего источника питания, как это реализовано, например, в [5], [6], [7], [8], либо через дополнительный источник внутриблочного питания (обычно импульсный преобразователь-стабилизатор постоянного напряжения в постоянное), формирующий стабилизированное внутриблочное напряжение питания нужного уровня из внешнего напряжения питания, поступающего от внешнего источника питания, как это реализовано, например, в [10]. Во втором случае обеспечивается определенная независимость работы блока приемника сигналов СРНС от значений внешнего напряжения питания, а также, в определенной мере, снимаются ограничения на расстояние, на которое могут быть разнесены между собой приемник сигналов СРНС и внешний источник питания.The power supply unit of the SRNS signal receiver can be supplied either directly from an external power source, as is realized, for example, in [5], [6], [7], [8], or through an additional source of in-block power (usually a pulse converter-stabilizer constant voltage to constant), forming a stabilized intra-unit supply voltage of the required level from an external supply voltage coming from an external power source, as is realized, for example, in [10]. In the second case, a certain independence of the operation of the SRNS signal receiver unit from the values of the external supply voltage is provided, and, to a certain extent, the restrictions on the distance by which the SRNS signal receiver and the external power source can be separated are removed.
Настоящее изобретение относится к случаю блока приемника сигналов СРНС с внешней синхронизацией, в котором синхронизирующий опорный сигнал для платы приемника-процессора, а также дублирующий его сигнал формируются с помощью буферных узлов из внешнего синхронизирующего опорного сигнала, поступающего от внешнего опорного генератора, а внутриблочное напряжение питания формируется с помощью источника внутриблочного питания из внешнего напряжения питания, поступающего от внешнего источника питания. При этом решается конструкторская задача обеспечения электромагнитной совместимости платы приемника-процессора, источника внутриблочного питания и буферных узлов.The present invention relates to the case of an external synchronization SRNS signal receiver unit, in which the synchronizing reference signal for the receiver-processor board, as well as the signal duplicating it, are generated using buffer units from an external synchronizing reference signal coming from an external reference generator, and the unit voltage supply It is formed using an intra-unit power source from an external power supply coming from an external power source. At the same time, the design problem of ensuring electromagnetic compatibility of the receiver-processor board, the intra-unit power supply and buffer nodes is solved.
В качестве прототипа выбран известный из [8] блок приемника сигналов СРНС, конструкция которого предусматривает возможность работы с сигналом внешней синхронизации. Блок-прототип содержит плату приемника-процессора, предназначенную для частотного преобразования и корреляционной обработки сигналов СРНС. Плата приемника-процессора выполнена в виде многослойной печатной платы, в которой на наружных проводящих слоях размещены низкочастотный соединитель, первый и второй высокочастотные соединители, а также сгруппированные по функциональным зонам в соответствии с характерными этапами обработки сигналов СРНС проводники и электрорадиоэлементы, а во внутренних проводящих слоях в соответствии с расположением функциональных зон размещены проводники, плоскости питания и земляные плоскости, причем земляные плоскости функциональных зон образуют в своей совокупности внутриплатный плоскостной экран, служащий для защиты функциональных узлов платы приемника-процессора от паразитных наводок и наведенных помех, передаваемых, в основном, по цепям питания. Характерными этапами обработки сигналов СРНС, в соответствии с которыми произведена группировка электрорадиоэлементов по функциональным зонам, являются радиочастотное преобразование с понижением частоты сигналов, аналого-цифровое преобразование, обработка в многоканальном цифровом корреляторе, обработка в цифровом вычислителе и обработка в преобразователе интерфейса. Первый высокочастотный соединитель предназначен для присоединения коаксиального кабеля, по которому на плату приемника-процессора поступают сигналы СРНС от антенного устройства. Второй высокочастотный соединитель предназначен для присоединения коаксиального кабеля, по которому на плату приемника-процессора поступает синхронизирующий опорный сигнал от внешнего опорного генератора. Низкочастотный соединитель предназначен для присоединения проводного жгута, по которому на плату приемника-процессора поступают управляющие сигналы от внешнего управляющего устройства и напряжение питания от внешнего источника питания и снимаются обработанные сигналы и данные.As a prototype, the SRNS signal receiver unit, known from [8], was selected, the design of which provides for the possibility of working with an external synchronization signal. The prototype block contains a receiver-processor board designed for frequency conversion and correlation processing of SRNS signals. The receiver-processor board is made in the form of a multilayer printed circuit board in which a low-frequency connector, first and second high-frequency connectors are placed on the outer conductive layers, as well as conductors and electro-radio elements grouped into functional zones in accordance with the characteristic stages of the SRNS signal processing, and in the inner conductive layers in accordance with the location of the functional zones, conductors, power planes and earth planes are placed, and earth planes of the functional zones comfort in their entirety on-board plane screen, which serves to protect the functional components of the receiver-processor board of spurious interference and induced noise transmitted mainly by food chains. The characteristic stages of the processing of SRNS signals, according to which the grouping of electrical radio elements by functional zones, are radio frequency conversion with lowering the frequency of the signals, analog-to-digital conversion, processing in a multi-channel digital correlator, processing in a digital computer and processing in the interface converter. The first high-frequency connector is designed to connect a coaxial cable through which SRNS signals from the antenna device are received on the receiver-processor board. The second high-frequency connector is designed to connect a coaxial cable, through which a synchronizing reference signal from an external reference generator is fed to the receiver-processor board. The low-frequency connector is designed to connect a wire harness through which control signals from an external control device and a supply voltage from an external power source are received on the receiver-processor board and processed signals and data are removed.
Работа блока-прототипа осуществляется следующим образом. Через низкочастотный соединитель на плату приемника-процессора поступает напряжение питания от внешнего источника питания. Через первый высокочастотный соединитель от антенного устройства на плату приемника-процессора поступают сигналы СРНС, например сигналы ГЛОНАСС и GPS в диапазоне частот от 1200 до 1700 МГц. Через второй высокочастотный соединитель от внешнего опорного генератора на плату приемника-процессора поступает синхронизирующий опорный сигнал. На плате приемника-процессора напряжение питания фильтруется и поступает к активным элементам функциональных зон, где осуществляется поэтапная обработка сигналов СРНС, а из синхронизирующего опорного сигнала формируются необходимые для этой обработки тактовый и гетеродинные сигналы. В первой функциональной зоне сигналы СРНС усиливаются, фильтруются от помех и преобразуются по частоте по схеме супергетеродинного преобразования с понижением частоты до десятков мегагерц. Далее сигналы преобразуются в цифровой вид в функциональной зоне аналого-цифрового преобразователя, затем подвергаются цифровой корреляционной обработке в функциональной зоне многоканального цифрового коррелятора. После этого сигналы обрабатываются в функциональной зоне цифрового вычислителя, далее - в функциональной зоне преобразователя интерфейса, после чего поступают на выход платы приемника-процессора через низкочастотный соединитель. Преобразование сигналов по частоте осуществляется под действием гетеродинных сигналов, а аналого-цифровое преобразование и цифровая обработка - под действием тактового сигнала.The work of the prototype unit is as follows. Through a low-frequency connector, a voltage is supplied to the receiver-processor board from an external power source. Through the first high-frequency connector from the antenna device, SRNS signals are received on the receiver-processor board, for example, GLONASS and GPS signals in the frequency range from 1200 to 1700 MHz. Through the second high-frequency connector from the external reference generator, a synchronizing reference signal is received on the receiver-processor board. On the receiver-processor board, the supply voltage is filtered and supplied to the active elements of the functional zones where the stage-by-stage processing of the SRNS signals is carried out, and the clock and heterodyne signals necessary for this processing are formed from the synchronizing reference signal. In the first functional zone, the SRNS signals are amplified, filtered out from interference, and converted in frequency according to the superheterodyne conversion scheme with decreasing frequency to tens of megahertz. Next, the signals are converted into digital form in the functional area of the analog-to-digital converter, then they are subjected to digital correlation processing in the functional area of the multi-channel digital correlator. After that, the signals are processed in the functional area of the digital computer, then in the functional area of the interface converter, and then they are output to the receiver-processor board via a low-frequency connector. Frequency conversion of signals is performed under the action of heterodyne signals, and analog-to-digital conversion and digital processing are performed under the action of a clock signal.
В результате в блоке-прототипе осуществляется частотное преобразование сигналов СРНС, их цифровая обработка и формирование выходных сигналов, несущих данные, используемые потребителем при определении местоположения, при определении точного времени, при осуществлении временной “привязки” по сигналам СРНС. При этом применение внешней синхронизации, например стандарта частоты в качестве внешнего опорного генератора, позволяет уменьшить временную нестабильность формируемых выходных сигналов по сравнению со случаем использования внутриблочного кварцевого генератора.As a result, in the prototype block, the SRNS signals are frequency-converted, digitally processed, and output signals are generated that carry the data used by the consumer in determining the location, in determining the exact time, and in performing temporary “reference” on the basis of the SRNS signals. In this case, the use of external synchronization, for example, a frequency standard as an external reference generator, can reduce the temporary instability of the generated output signals compared with the case of using an intra-block crystal oscillator.
Блок-прототип не содержит средств для согласования входных характеристик платы приемника-процессора с выходными характеристиками тракта, по которому на плату приемника-процессора поступает внешний синхронизирующий опорный сигнал от внешнего опорного генератора, а также средств для формирования необходимого внутриблочного питания из внешнего напряжения питания. Это ограничивает возможности по использованию блока-прототипа, в частности, затрудняет использование в условиях удаленного расположения внешнего опорного генератора и внешнего источника питания.The prototype block does not contain means for matching the input characteristics of the receiver-processor board with the output characteristics of the path through which the external synchronizing reference signal from the external reference generator is supplied to the receiver-processor board, as well as the means for generating the necessary internal power supply from the external supply voltage. This limits the possibility of using the prototype unit, in particular, makes it difficult to use an external reference generator and an external power source in a remote location.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка конструкции блока приемника сигналов СРНС с внешней синхронизацией, обладающего расширенными возможностями по использованию, в частности, возможностями по использованию в условиях удаленного расположения внешнего опорного генератора и внешнего источника питания. Задача решается за счет введения в состав блока приемника сигналов СРНС с внешней синхронизацией дополнительных буферных узлов, обеспечивающих согласование входных характеристик платы приемника-процессора с выходными характеристиками тракта, по которому осуществляется поступление внешнего синхронизирующего опорного сигнала от внешнего опорного генератора, и получение из внешнего синхронизирующего опорного сигнала необходимого синхронизирующего опорного сигнала для платы приемника-процессора и дублирующего его опорного сигнала, а также введения в состав блока дополнительного источника внутриблочного питания, формирующего необходимые напряжения питания для буферных узлов и платы приемника-процессора из внешнего напряжения питания.The problem to which the claimed invention is directed is to develop a design of a receiver unit of the SRNS signals with external synchronization, which has advanced capabilities for use, in particular, the possibilities for using an external reference generator and an external power source in a remote location. The problem is solved by introducing into the receiver unit the SRNS signals with external synchronization of additional buffer nodes, which ensure the matching of the input characteristics of the receiver-processor board with the output characteristics of the path through which an external synchronizing reference signal is received from an external reference generator, and receiving from an external synchronizing reference the signal of the necessary synchronizing reference signal for the receiver-processor board and its duplicating reference signal as well as introducing into the unit an additional source of intra-unit power supply, which forms the necessary supply voltage for the buffer nodes and the receiver-processor board from an external supply voltage.
При этом решается возникающая в таком блоке проблема обеспечения электромагнитной совместимости платы приемника-процессора, источника внутриблочного питания и буферных узлов. Проблема обусловлена тем, что указанные технические средства работают с разными по уровню, форме и частоте сигналами и их простое объединение в рамках одного конструктивного блока может сопровождаться возникновением паразитных наводок и наведенных помех. В заявляемом изобретении эта проблема решена путем размещения буферных узлов в трех граничащих друг с другом и экранируемых определенным образом (с помощью экранирующих проводников и земляных участков) зонах с одновременным осуществлением раздельного питания каждого из буферных узлов и платы приемника-процессора с помощью определенным образом расположенных и связанных с источником внутриблочного питания проводников.At the same time, the problem of ensuring electromagnetic compatibility of the receiver-processor board, internal power supply unit and buffer nodes arises in such a unit. The problem is caused by the fact that the indicated technical means operate with signals of different levels, shapes and frequencies, and their simple combination within the same structural unit may be accompanied by spurious interference and induced interference. In the claimed invention, this problem is solved by placing the buffer nodes in three adjacent to each other and shielded in a certain way (using shielding conductors and earthen plots) areas with simultaneous separate power supply to each of the buffer nodes and the receiver-processor board in a certain way located associated with an intra-unit power supply of conductors.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что в блоке приемника сигналов СРНС с внешней синхронизацией, содержащем плату приемника-процессора, предназначенную для частотного преобразования и корреляционной обработки сигналов СРНС, снабженную первым высокочастотным соединителем, предназначенным для подвода к плате приемника-процессора сигналов СРНС, вторым высокочастотным соединителем, предназначенным для подвода к плате приемника-процессора синхронизирующего опорного сигнала, и низкочастотным соединителем, предназначенным для подвода к плате приемника-процессора напряжения питания и управляющих сигналов и отвода от нее обработанных сигналов и данных, в отличие от прототипа, плата приемника-процессора размещена на несущей печатной плате и соединена к ней посредством указанного низкочастотного соединителя, соединенного с размещенным на несущей печатной плате внутриблочным соединителем, при этом на несущей печатной плате на ее лицевой стороне размещены электрорадиоэлементы, образующие первый, второй и третий буферные узлы, из которых первый служит для получения из внешнего синхронизирующего опорного сигнала промежуточного опорного сигнала, второй - для получения из промежуточного опорного сигнала синхронизирующего опорного сигнала для платы приемника-процессора, а третий - для получения из промежуточного опорного сигнала дублирующего опорного сигнала. На лицевой стороне несущей печатной платы также размещены электрорадиоэлементы, образующие источник внутриблочного питания, служащий для формирования из внешнего напряжения питания внутриблочных напряжений питания для буферных узлов и платы приемника процессора соответственно на парах контактов “Питание буферных узлов” - “Земля питания буферных узлов” и “Питание платы приемника-процессора” - “Земля питания платы приемника-процессора”, причем с контактами “Питание платы приемника-процессора” и “Земля питания платы приемника-процессора” соединены соответствующие проводники цепи питания платы приемника-процессора, связывающие эти контакты с соответствующими выводами внутриблочного соединителя, а с контактами “Питание буферных узлов” и “Земля питания буферных узлов” соединены проводники цепи питания буферных узлов, служащие для раздельного подвода напряжения питания к первому, второму и третьему буферным узлам, при этом с контактом “Питание буферных узлов” соединены первые концы расположенных на лицевой стороне несущей печатной платы первого, второго и третьего проводников питания цепи питания буферных узлов, а с контактом “Земля питания буферных узлов” соединен первый конец расположенного на тыльной стороне несущей печатной платы общего земляного проводника цепи питания буферных узлов. Несущая печатная плата снабжена также соединительными средствами для внешних подключений, служащими для подвода к несущей печатной плате внешнего напряжения питания для источника внутриблочного питания и управляющих сигналов для платы приемника-процессора и отвода от несущей печатной платы обработанных в плате приемника-процессора сигналов и данных, причем эти соединительные средства связаны на несущей печатной плате с источником внутриблочного питания и внутриблочным соединителем. Электрорадиоэлементы, образующие первый, второй и третий буферные узлы, сгруппированы в трех граничащих друг с другом экранируемых зонах, окруженных по своим периметрам экранирующими проводниками, которые выполнены на лицевой и тыльной сторонах несущей печатной платы друг под другом, имеют разрывы для прохождения проводников, пересекающих границы экранируемых зон, соединены между собой металлизированными соединительными отверстиями, а также соединены посредством отдельного земляного проводника, расположенного на тыльной стороне несущей печатной платы, с контактом “Земля питания буферных узлов”. Внутри первой экранируемой зоны - зоны первого буферного узла - на лицевой стороне несущей печатной платы размещены выходной сигнальный контакт первого буферного узла, его входные сигнальный и земляной контакты, служащие для присоединения к ним центральной жилы и экранирующей оплетки коаксиального кабеля, предназначенного для подвода к первому буферному узлу внешнего синхронизирующего опорного сигнала от внешнего опорного генератора, а также его контакт питания, к которому присоединен второй конец первого проводника питания цепи питания буферных узлов. Внутри второй экранируемой зоны - зоны второго буферного узла - на лицевой стороне несущей печатной платы размещены входной сигнальный контакт второго буферного узла, его выходные сигнальный и земляной контакты, к которым присоединены центральная жила и экранирующая оплетка коаксиального кабеля, связывающего плату приемника-процессора через ее второй высокочастотный соединитель с вторым буферным узлом, а также его контакт питания, к которому присоединен второй конец второго проводника питания цепи питания буферных узлов. Внутри третьей экранируемой зоны - зоны третьего буферного узла - на лицевой стороне несущей печатной платы размещены входной сигнальный контакт третьего буферного узла, его выходные сигнальный и земляной контакты, служащие для присоединения к ним центральной жилы и экранирующей оплетки коаксиального кабеля, предназначенного для отвода дублирующего опорного сигнала от третьего буферного узла, а также его контакт питания, к которому присоединен второй конец третьего проводника питания цепи питания буферных узлов. При этом выходной сигнальный контакт первого буферного узла соединен с входными сигнальными контактами второго и третьего буферных узлов посредством выполненных на лицевой стороне несущей печатной платы первого и второго проводников связи буферных узлов. На тыльной стороне несущей печатной платы внутри каждой из экранируемых зон расположены земляные участки соответствующих буферных узлов, причем к земляному участку, относящемуся к первому буферному узлу, присоединен второй конец общего земляного проводника цепи питания буферных узлов, а кроме этого этот земляной участок соединен с земляными участками, относящимися к второму и третьему буферным узлам, посредством первой и второй земляных перемычек, расположенных в соответствии с расположением на лицевой стороне несущей печатной платы первого и второго проводников связи буферных узлов.The essence of the claimed invention lies in the fact that in the receiver block of the SRNS signals with external synchronization, containing the receiver-processor board, designed for frequency conversion and correlation processing of the SRNS signals, equipped with a first high-frequency connector designed to supply the SRNS signals to the receiver-processor board, the second a high-frequency connector designed to supply a synchronizing reference signal to the receiver-processor board, and a low-frequency connector, intended For supplying control voltage and control signals to the receiver-processor board and removing processed signals and data from it, unlike the prototype, the receiver-processor board is located on the carrier PCB and connected to it via the specified low-frequency connector connected to the carrier a printed circuit board with an internal block connector, while on the front printed circuit board on its front side there are electro-radio elements forming the first, second and third buffer nodes, of which the first serves as I receipt of an external clock reference signal intermediate reference signal, the second - to receive a reference signal from the intermediate clock reference signal for the receiver processor board, and the third - to receive from the intermediate reference backup reference signal. On the front side of the supporting printed circuit board, there are also electrical radio elements forming an intra-unit power source, which is used to form intra-unit supply voltages for the buffer nodes and the processor receiver board, respectively, on the pairs of contacts “Buffer nodes power” - “Buffer nodes power ground” and “ Power supply for the receiver-processor board ”-“ Power ground for the receiver-processor board ”, and with the contacts“ Power supply for the receiver-processor board ”and“ Power ground for the receiver-processor board ” the processor ”, the corresponding power conductors of the receiver-processor board are connected, connecting these contacts to the corresponding terminals of the in-unit connector, and the contacts of the power supply of the buffer nodes and the ground of the power supply of the buffer nodes are connected to the contacts of the power supply of the buffer nodes, which serve to separately supply the supply voltage to the first, second and third buffer nodes, while the first ends of the first, second and third power supply conductors buffer circuit nodes, and the contact "Earth supply buffer units" connected to a first end located on the back side of the carrier PCB common earth conductor buffer circuit supply nodes. The carrier circuit board is also provided with connecting means for external connections, which serve to supply an external voltage supply to the carrier circuit board for the internal power supply unit and control signals for the receiver-processor board and to remove signals and data processed in the receiver-processor board from the carrier circuit board, these connecting means are connected on a carrier printed circuit board with an intra-unit power supply and an intra-unit connector. The radio-electronic elements forming the first, second and third buffer nodes are grouped in three shielding zones adjacent to each other, surrounded by shielding conductors on their perimeters, which are made on the front and back sides of the supporting printed circuit board one above the other, have gaps for the passage of conductors crossing the boundaries shielded zones, interconnected by metallized connecting holes, and also connected by means of a separate earth conductor located on the back side existing circuit board, with the contact "Ground supply buffer nodes." Inside the first shielded zone — the zone of the first buffer unit — the output signal contact of the first buffer unit, its input signal and ground contacts, used to connect the central core and the shielding braid of the coaxial cable for supplying to the first buffer the external synchronizing reference signal node from the external reference generator, as well as its power contact, to which the second end of the first power conductor of the power supply circuit is connected Nia buffer nodes. Inside the second shielded zone - the zone of the second buffer unit - the input signal contact of the second buffer unit, its output signal and ground contacts, to which the central core and the shielding braid of the coaxial cable connecting the receiver-processor board through its second a high-frequency connector with a second buffer node, as well as its power contact, to which the second end of the second power supply conductor of the buffer nodes is connected. Inside the third shielded zone — the zone of the third buffer unit — the input signal contact of the third buffer unit, its output signal and ground contacts, which are used to connect the central core and the shielding braid of the coaxial cable for removing the duplicate reference signal, are placed on the front side of the supporting printed circuit board from the third buffer node, as well as its power contact, to which the second end of the third power conductor of the power supply circuit of the buffer nodes is connected. In this case, the output signal contact of the first buffer node is connected to the input signal contacts of the second and third buffer nodes by means of the buffer nodes made on the front side of the carrier printed circuit board of the first and second communication conductors. On the back side of the supporting printed circuit board inside each of the shielded zones there are earthed sections of the corresponding buffer nodes, and the second end of the common earthing conductor of the supply circuit of the buffer nodes is connected to the earthing section belonging to the first buffer node, and besides this earthen section is connected to the earthen sections related to the second and third buffer nodes, by means of the first and second earthing jumpers located in accordance with the location on the front side of the carrier printed circuit board the first and second communication conductors of the buffer nodes.
В варианте реализации, имеющем практическое значение, плата приемника-процессора размещена на лицевой стороне несущей печатной платы между источником внутриблочного питания и буферными узлами, источник внутриблочного питания выполнен в виде последовательно соединенных входного фильтра питания и первого и второго преобразователей-стабилизаторов напряжения, причем выходные контакты первого преобразователя-стабилизатора напряжения, соединенные с входными контактами второго преобразователя-стабилизатора напряжения, образуют пару контактов “Питание буферных узлов” - “Земля питания буферных узлов”, а выходные контакты второго преобразователя-стабилизатора напряжения образуют пару контактов “Питание платы приемника-процессора” - “Земля питания платы приемника-процессора”, а входной фильтр питания выполнен в виде четырехполюсника, в продольных плечах которого включены индуктивные компоненты, имеющие общую индуктивную связь, а в поперечных плечах - соединенные с ними емкостные компоненты, причем один из двух выходных выводов четырехполюсника является потенциальным выводом входного фильтра питания, а другой - его земляным выводом.In an embodiment of practical importance, the receiver-processor board is located on the front side of the carrier PCB between the unit power supply and buffer nodes, the unit power supply is made in the form of a series-connected input power filter and the first and second voltage stabilizer converters, and the output contacts the first voltage stabilizer converter connected to the input contacts of the second voltage stabilizer converter form a pair of of the contacts “Power supply of the buffer nodes” - “Earth of power supply of the buffer nodes”, and the output contacts of the second converter-voltage stabilizer form a pair of contacts “Power of the board of the receiver-processor” - “Earth of power of the board of the receiver-processor”, and the input power filter is made in the form of a four-terminal , in the longitudinal arms of which are included inductive components having a common inductive coupling, and in the transverse arms are capacitive components connected to them, moreover, one of the two output terminals of the four-terminal network is a potential lnym terminal of the input power filter and the other - it earth terminal.
Сущность изобретения, его реализуемость и возможность промышленного применения поясняются представленными на фиг.1-4 чертежами, где:The invention, its feasibility and the possibility of industrial application are illustrated in figures 1-4, where:
на фиг.1 представлен схематический чертеж заявляемого блока приемника сигналов СРНС с внешней синхронизацией в рассматриваемом примере выполнения, поясняющий взаимное расположение на несущей печатной плате источника внутриблочного питания, платы приемника-процессора и буферных узлов, а также присоединение к буферным узлам коаксиальных кабелей (несущая печатная плата и плата приемника-процессора показаны условно без электрорадиоэлементов, границы расположения буферных узлов и источника внутриблочного питания показаны условно штрихпунктирными линиями);figure 1 presents a schematic drawing of the inventive unit of the receiver of the SRNS signals with external synchronization in the considered embodiment, explaining the relative position on the carrier printed circuit board of the unit power supply, the receiver-processor board and buffer nodes, as well as the connection of coaxial cables to the buffer nodes (printed carrier the board and the board of the receiver-processor are shown conditionally without electro-radio elements, the boundaries of the location of the buffer nodes and the power supply unit are shown conventionally dashed lines);
на фиг.2 - схематический чертеж, поясняющий выполнение на лицевой стороне несущей печатной платы экранирующих проводников, проводников связи и проводников питания буферных узлов, а также проводников питания платы приемника-процессора (границы расположения буферных узлов и источника внутриблочного питания показаны условно штрихпунктирными линиями);figure 2 is a schematic drawing explaining the implementation on the front side of the PCB of the shielding conductors, communication conductors and power conductors of the buffer nodes, as well as the power conductors of the receiver-processor board (the boundaries of the location of the buffer nodes and the unit of power supply are shown by dash-dotted lines);
на фиг.3 - схематический чертеж, поясняющий выполнение на тыльной стороне несущей печатной платы экранирующих проводников и земляных участков буферных узлов, а также земляных проводников, соединяющих их с контактом “Земля питания буферных узлов” (вид “на просвет”, несущая печатная плата условно прозрачная, границы расположения буферных узлов и источника внутриблочного питания показаны условно штрихпунктирными линиями);figure 3 is a schematic drawing explaining the implementation on the back side of the printed circuit board of the shielding conductors and earthed sections of the buffer nodes, as well as earthed conductors connecting them to the contact "Power supply buffer nodes" (view "in the light", the printed circuit board conditionally transparent, the boundaries of the location of the buffer nodes and the source of intra-unit power are shown conditionally in dash-dotted lines);
на фиг.4 - функциональная схема, иллюстрирующая электрические связи между источником внутриблочного питания, платой приемника процессора и буферными узлами.figure 4 is a functional diagram illustrating the electrical connections between an intra-unit power supply, a processor receiver board, and buffer nodes.
Заявляемый блок приемника сигналов СРНС с внешней синхронизацией в рассматриваемом примере выполнения (фиг.1-4) содержит несущую печатную плату 1, на лицевой стороне которой размещена плата приемника-процессора 2, предназначенная для частотного преобразования и корреляционной обработки сигналов СРНС, например сигналов ГЛОНАСС и GPS. Плата приемника-процессора 2 закреплена на несущей печатной плате 1 в горизонтальном положении на крепежных стойках 3 (фиг.1).The inventive block of the receiver signals SRNS with external synchronization in the considered exemplary embodiment (Fig.1-4) contains a
Плата приемника-процессора 2 снабжена первым высокочастотным соединителем 4, предназначенным для подвода к плате приемника-процессора 2 сигналов СРНС, вторым высокочастотным соединителем 5, предназначенным для подвода к плате приемника-процессора 2 синхронизирующего опорного сигнала, и низкочастотным соединителем 6, предназначенным для подвода к плате приемника-процессора 2 напряжения питания и управляющих сигналов и отвода от нее обработанных сигналов и данных.The receiver-processor board 2 is equipped with a first high-frequency connector 4, intended for supplying SRNS signals to the receiver-processor 2 board, a second high-frequency connector 5, intended for supplying a synchronizing reference signal to the receiver-processor 2 board, and a low-frequency connector 6, intended for supplying the receiver-processor board 2 of the supply voltage and control signals and the removal of processed signals and data from it.
Плата приемника-процессора 2 электрически соединена с несущей печатной платой 1 посредством своего низкочастотного соединителя 6, соединенного с размещенным на несущей печатной плате 1 внутриблочным соединителем 7.The receiver-processor board 2 is electrically connected to the carrier printed
На лицевой стороне несущей печатной платы 1 помимо платы приемника-процессора 2 размещены электрорадиоэлементы, образующие первый 8, второй 9 и третий 10 буферные узлы, а также электрорадиоэлементы, образующие источник внутриблочного питания 11, при этом плата приемника-процессора 2 размещена между источником внутриблочного питания 11 и буферными узлами 8, 9, 10 (фиг.1, 2). На тыльной стороне несущей печатной платы 1 электрорадиоэлементов нет (фиг.3).On the front side of the carrier printed
Несущая печатная плата 1 снабжена соединительными средствами для внешних подключений - в рассматриваемом примере это низкочастотный соединитель 12, служащий для подвода к несущей печатной плате 1 внешнего напряжения питания для источника внутриблочного питания 11, и низкочастотный соединитель 13, служащий для подвода к несущей печатной плате 1 управляющих сигналов для платы приемника-процессора 2 и отвода от несущей печатной платы 1 обработанных в плате приемника-процессора 2 сигналов и данных. Низкочастотные соединители 12 и 13 связаны на несущей печатной плате 1 с источником внутриблочного питания 11 и внутриблочным соединителем 7 соответствующими электрическими цепями (фиг.4).The
Плата приемника-процессора 2 выполнена, например, в виде многослойной печатной платы, в которой на наружных проводящих слоях размещены соединители 4, 5 и 6, а также печатные проводники и сгруппированные по функциональным зонам в соответствии с характерными этапами обработки сигналов СРНС электрорадиоэлементы, образующие электрическую схему приемника-процессора. Во внутренних проводящих слоях платы приемника-процессора 2 в соответствии с расположением функциональных зон размещены проводники, плоскости питания и земляные плоскости, причем земляные плоскости функциональных зон образуют в своей совокупности внутриплатный плоскостной экран, служащий для защиты функциональных узлов платы приемника-процессора 2 от паразитных наводок и наведенных помех, передаваемых на плате приемника-процессора 2 по цепям питания.The receiver-processor board 2 is made, for example, in the form of a multilayer printed circuit board, in which the connectors 4, 5 and 6 are placed on the outer conductive layers, as well as printed conductors and grouped by functional zones in accordance with the characteristic stages of the processing of SRNS signals of radio electronic elements forming an electrical receiver-processor circuit. In the inner conductive layers of the receiver-processor board 2, in accordance with the location of the functional zones, conductors, power planes and ground planes are placed, and the ground planes of the functional zones together form an internal circuit board screen that protects the functional nodes of the receiver-processor board 2 from spurious interference and induced interference transmitted on the receiver-processor board 2 via power circuits.
Пример расположения функциональных зон в плате приемника-процессора 2 показан (условно) на фиг.1, где первая функциональная зона 14 представляет собой функциональную зону радиочастотного преобразователя, вторая функциональная зона 15 представляет собой функциональную зону аналого-цифрового преобразователя, третья функциональная зона 16 представляет собой функциональную зону многоканального цифрового коррелятора, четвертая функциональная зона 17 представляет собой функциональную зону вычислителя, а пятая функциональная зона 18 - функциональную зону преобразователя интерфейса.An example of the location of the functional areas in the receiver-processor board 2 is shown (conditionally) in FIG. 1, where the first
Конкретное послойное выполнение проводников, земляных плоскостей и плоскостей питания в плате приемника-процессора 2 в рамках настоящей заявки не рассматривается как не относящееся к сущности заявляемого изобретения. В частном случае в качестве платы приемника-процессора 2 может использоваться плата приемника-процессора, описанная в [8].The specific layer-by-layer execution of conductors, earth planes and power planes in the receiver-processor board 2 is not considered within the framework of this application as not relevant to the essence of the claimed invention. In the particular case, the receiver-processor board described in [8] can be used as the receiver-processor board 2.
Буферные узлы 8, 9 и 10 обеспечивают согласование входных характеристик платы приемника-процессора 2 с выходными характеристиками тракта, по которому осуществляется поступление внешнего синхронизирующего опорного сигнала от внешнего опорного генератора, и получение из внешнего синхронизирующего опорного сигнала взаимно развязанных друг от друга синхронизирующего опорного сигнала для платы приемника-процессора 2 и дублирующего его опорного сигнала. При этом первый буферный узел 8 служит для получения из внешнего синхронизирующего опорного сигнала промежуточного опорного сигнала, второй буферный узел 9 служит для получения из промежуточного опорного сигнала синхронизирующего опорного сигнала для платы приемника-процессора 2, а третий буферный узел 10 служит для получения из промежуточного опорного сигнала дублирующего опорного сигнала.The
Буферные узлы 8, 9, 10 связаны между собой по Y-образной схеме с соединением выходного сигнального контакта 19 первого буферного узла 8 с входными сигнальными контактами 20 и 21 второго 9 и третьего 10 буферных узлов посредством выполненных на лицевой стороне несущей печатной платы 1 первого 22 и второго 23 проводников связи буферных узлов (фиг.2, 4).The
Буферные узлы 8, 9, 10 могут быть реализованы, например, в виде усилителей с отрицательной обратной связью, коэффициенты усиления которых, а также характеристики входных и выходных сопротивлений выбраны таким образом, что обеспечивается согласование входных характеристик платы приемника-процессора 2 с выходными характеристиками тракта, по которому осуществляется поступление внешнего синхронизирующего опорного сигнала от внешнего опорного генератора (например, синусоидального сигнала фиксированной частоты, лежащей в диапазоне частот от 5 до 10 МГц), и получение из внешнего синхронизирующего опорного сигнала необходимого синхронизирующего опорного сигнала для платы приемника-процессора 2 и дублирующего его опорного сигнала.The
Источник внутриблочного питания 11 служит для формирования из внешнего напряжения питания, поступающего на несущую печатную плату 1 через низкочастотный соединитель 12, внутриблочных напряжений питания для буферных узлов 8, 9, 10 и платы приемника-процессора 2. Внутриблочное напряжение питания для буферных узлов 8, 9, 10 формируется на паре контактов 24 и 25 “Питание буферных узлов” - “Земля питания буферных узлов”, а напряжение питания для платы приемника-процессора 2 - на паре контактов 26 и 27 “Питание платы приемника-процессора” - “Земля питания платы приемника-процессора”.An
В рассматриваемом примере источник внутриблочного питания 11 выполнен в виде последовательно соединенных входного фильтра питания 28, первого 29 и второго 30 преобразователей-стабилизаторов напряжения (фиг.4). При этом выходные контакты первого преобразователя-стабилизатора напряжения 29, соединенные с входными контактами второго преобразователя-стабилизатора напряжения 30, образуют пару контактов 24 и 25 “Питание буферных узлов” - “Земля питания буферных узлов”, а выходные контакты второго преобразователя-стабилизатора напряжения 30 образуют пару контактов 26 и 27 “Питание платы приемника-процессора” - “Земля питания платы приемника-процессора”.In this example, the source of
Входной фильтр питания 28 служит для фильтрации поступающего на несущую печатную плату 1 внешнего напряжения питания от высокочастотных пульсаций. В рассматриваемом примере он выполнен в виде четырехполюсника, в продольных плечах которого включены индуктивные компоненты, имеющие общую индуктивную связь, а в поперечных - соединенные с ними емкостные компоненты, причем один из двух выходных выводов четырехполюсника является потенциальным выводом входного фильтра питания 28, а другой - его земляным выводом (фиг.4).The
Первый преобразователь-стабилизатор напряжения 29 служит для формирования из отфильтрованного внешнего напряжения питания, например 27 В, внутриблочного напряжения питания первого уровня, например 5 В, для питания буферных устройств 8, 9 и 10. Это напряжение формируется на паре контактов 24 и 25 “Питание буферных узлов” - “Земля питания буферных узлов”. В качестве преобразователя-стабилизатора 29 может использоваться, например, малогабаритный преобразователь-стабилизатор напряжения типа МПН6-5 БЕЖК. 43 6431.007-01 ТУ.The first voltage stabilizer-
Второй преобразователь-стабилизатор напряжения 30 служит для формирования из внутриблочного напряжения питания первого уровня (5 В) внутриблочного напряжения питания второго уровня, например 3,3 В, для питания платы приемника-процессора 2. Это напряжение формируется на паре контактов 26 и 27 “Питание платы приемника-процессора” - “Земля питания платы приемника-процессора”. Преобразователь-стабилизатор напряжения 30 может быть реализован, например, на микросхеме “DC-DC Converters” типа MAX604ESA фирмы “MAXIM” [11].The second converter-
С контактами 24 “Питание буферных узлов” и 25 “Земля питания буферных узлов” соединены проводники цепи питания буферных узлов, служащие для раздельного подвода к буферным узлам 8, 9, 10 напряжения питания первого уровня (5 В). Так, с контактом 24 “Питание буферных узлов” соединены первые концы расположенных на лицевой стороне несущей печатной платы 1 первого 31, второго 32 и третьего 33 проводников питания цепи питания буферных узлов 8, 9, 10 (фиг.2), а с контактом 25 “Земля питания буферных узлов” соединен первый конец расположенного на тыльной стороне несущей печатной платы 1 общего земляного проводника 34 цепи питания буферных узлов 8, 9, 10 (фиг.3).The
С контактами 26 “Питание платы приемника-процессора” и 27 “Земля питания платы приемника-процессора” соединены соответственно проводник питания 35 и земляной проводник 36 цепи питания платы приемника-процессора 2, связывающие контакты 26 и 27 с соответствующими выводами внутриблочного соединителя 7. В рассматриваемом примере проводники 35 и 36 оба выполнены на лицевой стороне несущей печатной платы 1 (фиг.2). Проводники 35 и 36 обеспечивают подвод к соответствующим выводам внутриблочного соединителя 7 внутриблочного напряжения питания второго уровня (3,3 В) от источника внутриблочного питания 11, которое затем через низкочастотный соединитель 6 поступает на плату приемника-процессора 2.The
Электрорадиоэлементы, образующие первый 8, второй 9 и третий 10 буферные узлы, сгруппированы в трех граничащих друг с другом экранируемых зонах, окруженных по своим периметрам экранирующими проводниками - на лицевой стороне несущей печатной платы 1 экранирующими проводниками 37 (фиг.2), а на ее тыльной стороне экранирующими проводниками 38 (фиг.3). Экранирующие проводники 37 и 38 выполнены друг под другом, соединены между собой с помощью металлизированных соединительных отверстий (на фиг.1-4 не показаны) и имеют разрывы для прохождения проводников, пересекающих границы экранируемых зон. Экранирующие проводники 37 и 38 выполняют функцию плоскостных экранирующих барьеров, обеспечивающих внутриблочную защиту от паразитных наводок и наведенных помех.The electro-radio elements forming the first 8, second 9 and third 10 buffer nodes are grouped in three shielding zones adjacent to each other, surrounded by shielding conductors around their perimeters - on the front side of the supporting printed
В дополнение к экранирующим проводникам 37 и 38 на тыльной стороне несущей печатной платы 1 внутри экранируемых зон выполнены земляные участки 39, 40 и 41, относящиеся соответственно к буферным узлам 8, 9 и 10 (фиг.3). Земляные участки 39, 40, 41 обеспечивают подвод напряжения питания потенциала “Земля” к буферным узлам 8, 9, 10 и одновременно выполняют функцию плоскостных экранов, обеспечивающих дополнительную внутриблочную защиту от паразитных наводок и наведенных помех.In addition to the shielding
К земляному участку 39, относящемуся к первому буферному узлу 8, присоединен второй конец общего земляного проводника 34 цепи питания буферных узлов 8, 9, 10 (фиг.3). Кроме этого, земляной участок 39 соединен с земляными участками 40 и 41, относящимися к второму 9 и третьему 10 буферным узлам, посредством первой 42 и второй 43 земляных перемычек, расположенных в соответствии с расположением на лицевой стороне несущей печатной платы 1 первого 22 и второго 23 проводников связи буферных узлов 8, 9, 10 (фиг.2, 3). Земляной проводник 34 и земляные перемычки 42 и 43 пересекают границы экранируемых зон через соответствующие разрывы в экранирующих проводниках 38 (фиг.3).To the
Экранирующие проводники 37 и 38, помимо соединения между собой металлизированными соединительными отверстиями, соединены также с контактом 25 “Земля питания буферных узлов”. Это соединение осуществлено посредством отдельного земляного проводника 44, расположенного на тыльной стороне несущей печатной платы 1 (фиг.3).Shielding
Внутри первой экранируемой зоны - зоны первого буферного узла 8 - на лицевой стороне несущей печатной платы 1 помимо рассмотренного выше выходного сигнального контакта 19 первого буферного узла 8 размещены также его входные сигнальный 45 и земляной 46 контакты (фиг.1, 2). Контакты 45 и 46 служат для присоединения к ним соответственно центральной жилы и экранирующей оплетки коаксиального кабеля 47 (фиг.1), предназначенного для подвода к первому буферному узлу 8 внешнего синхронизирующего опорного сигнала от внешнего опорного генератора (на фиг.1-4 не показан). В рассматриваемом примере коаксиальный кабель 47 оснащен соединителем 48, обеспечивающим возможность присоединения к нему внешнего опорного генератора. Внутри первой экранируемой зоны на лицевой стороне несущей печатной платы 1 также размещен контакт питания 49 первого буферного узла 8, к которому присоединен второй конец первого проводника питания 31 цепи питания буферных узлов 8, 9, 10 (фиг.2, 4).Inside the first shielded zone - the zone of the first buffer node 8 - on the front side of the carrier printed
Внутри второй экранируемой зоны - зоны второго буферного узла 9 - на лицевой стороне несущей печатной платы 1 помимо рассмотренного выше входного сигнального контакта 20 второго буферного узла 9 размещены также его выходные сигнальный 50 и земляной 51 контакты (фиг.1, 2). К контактам 50 и 51 присоединены соответственно центральная жила и экранирующая оплетка коаксиального кабеля 52 (фиг.1), связывающего плату приемника-процессора 2 с вторым буферным узлом 9. Эта связь осуществлена через второй высокочастотный соединитель 5 платы приемника-процессора 2 и соединенный с ним кабельный соединитель 53, смонтированный на коаксиальном кабеле 52. Внутри второй экранируемой зоны на лицевой стороне несущей печатной платы 1 также размещен контакт питания 54 второго буферного узла 9, к которому присоединен второй конец второго проводника питания 32 цепи питания буферных узлов 8, 9, 10 (фиг.2, 4).Inside the second shielded zone - the zone of the second buffer node 9 - on the front side of the supporting printed
Внутри третьей экранируемой зоны - зоны третьего буферного узла 10 - на лицевой стороне несущей печатной платы 1 помимо рассмотренного выше входного сигнального контакта 21 третьего буферного узла 10 размещены также его выходные сигнальный 55 и земляной 56 контакты (фиг.1, 2). Контакты 55 и 56 служат для присоединения к ним соответственно центральной жилы и экранирующей оплетки коаксиального кабеля 57 (фиг.1), предназначенного для отвода дублирующего опорного сигнала от третьего буферного узла 10. В рассматриваемом примере коаксиальный кабель 57 оснащен соединителем 58, обеспечивающим возможность присоединения к нему соответствующих внешних устройств, использующих дублирующий опорный сигнал. Внутри третьей экранируемой зоны на лицевой стороне несущей печатной платы 1 также размещен контакт питания 59 третьего буферного узла 10, к которому присоединен второй конец третьего проводника питания 33 цепи питания буферных узлов 8, 9, 10 (фиг.2, 4).Inside the third shielded zone - the zone of the third buffer node 10 - on the front side of the supporting printed
Проводники питания 31, 32, 33, а также рассмотренные выше проводники связи 22, 23 буферных узлов 8, 9, 10 пересекают границы экранирующих зон через соответствующие разрывы в экранирующих проводниках 37 (фиг.2).
Рассмотренный комплекс конструктивных мер, включающий размещение буферных узлов 8, 9, 10 в трех граничащих друг с другом экранируемых зонах, экранировку этих зон с помощью экранирующих проводников 37, 38 и земляных участков 39, 40, 41 с раздельным подсоединением их с помощью проводников 44 и 34 к контакту 25 “Земля питания буферных узлов”, а также применение раздельного питания для каждого из буферных узлов 8, 9, 10 и платы приемника-процессора 2 с помощью системы проводников 31-34 и 35-36 обеспечивает решение технической проблемы электромагнитной совместимости платы приемника-процессора 2, источника внутриблочного питания 11 и буферных узлов 8, 9, 10 (устранение паразитных наводок и наведенных помех) в условиях их компактного размещения на общей несущей печатной плате 1.The considered set of design measures, including the placement of
Работа с заявляемым блоком начинается с подключения к нему необходимых внешних устройств - внешнего опорного генератора, например стандарта частоты, внешнего источника питания, антенного устройства, пульта управления и устройства индикации, а также, при необходимости, внешних устройств, использующих формируемый в блоке дублирующий опорный сигнал. Внешний источник питания подключается к низкочастотному соединителю 12, расположенному на несущей печатной плате 1. Пульт управления и устройство индикации подключаются к низкочастотному соединителю 13, расположенному на несущей печатной плате 1. Антенное устройство подключается к высокочастотному соединителю 4, расположенному на плате приемника-процессора 2. Внешний опорный генератор подключается к высокочастотному соединителю 48 коаксиального кабеля 47, соединенному с входными сигнальным 45 и земляным 46 контактами первого буферного узла 8. Дополнительные внешние устройства, использующие формируемый в блоке дублирующий опорный сигнал, подключаются к высокочастотному соединителю 58 коаксиального кабеля 57, соединенному с выходными сигнальным 55 и земляным 56 контактами третьего буферного узла 10.Work with the claimed unit begins with connecting to it the necessary external devices - an external reference generator, for example, a frequency standard, an external power source, an antenna device, a control panel and an indicating device, and also, if necessary, external devices using a duplicate reference signal generated in the unit . An external power source is connected to the low-
Работа заявляемого блока осуществляется следующим образом. Через низкочастотный соединитель 12 на несущую плату 1 поступает внешнее напряжение питания, например 27 В, от внешнего источника питания. Через высокочастотный соединитель 48 и коаксиальный кабель 47 от внешнего опорного генератора, например стандарта частоты, на несущую печатную плату 1 поступает внешний синхронизирующий опорный сигнал, например синусоидальный сигнал фиксированной частоты, лежащей в диапазоне частот от 5 до 10 МГц. Через высокочастотный соединитель 4 от антенного устройства на плату приемника-процессора 2 поступают сигналы СРНС, например сигналы ГЛОНАСС и GPS в диапазоне частот от 1200 до 1700 МГц.The operation of the claimed unit is as follows. Via the low-
На несущей печатной плате 1 внешнее напряжение питания (27 В) поступает на источник внутриблочного питания 11, где фильтруется во входном фильтре питания 28, после чего поступает на первый преобразователь-стабилизатор напряжения 29, а с него - на второй преобразователь-стабилизатор напряжения 30.On the
Первый преобразователь-стабилизатор напряжения 29 формирует из отфильтрованного внешнего напряжения питания (27 В) стабильное внутриблочное напряжение питания первого уровня, например 5 В, для питания буферных устройств 8, 9, 10. Формирование осуществляется по принципу импульсного преобразования первичного напряжения во вторичное с одновременной стабилизацией его уровня. Сформированное напряжение питания первого уровня поступает на контакты 24 “Питание буферных узлов” и 25 “Земля питания буферных узлов”, а с них - к буферным узлам 8, 9, 10 по трем проводниками питания 31, 32, 33 и одному общему земляному проводнику 34, образующим в совокупности четырехпроводниковую цепь питания буферных узлов 8, 9, 10. При этом по первому проводнику питания 31 напряжение потенциала “5 В” поступает к контакту питания 49 первого буферного узла 8, по второму проводнику питания 32 напряжение потенциала “5 В” поступает к контакту питания 54 второго буферного узла 9, по третьему проводнику питания 33 напряжение потенциала “5 В” поступает к контакту питания 59 третьего буферного узла 10, по общему земляному проводнику 34 напряжение потенциала “Земля” поступает сначала на земляной участок 39 первого буферного узла 8, а с него - через земляные перемычки 42 и 43 - к земляным участкам 40 и 41 второго 9 и третьего 10 буферных узлов.The first converter-
Второй преобразователь-стабилизатор напряжения 30 формирует из внутриблочного напряжения питания первого уровня (5 В) стабильное внутриблочное напряжение питания второго уровня, например 3,3 В, для питания платы приемника-процессора 2. Формирование осуществляется по принципу импульсного преобразования первичного напряжения во вторичное с одновременной стабилизацией его уровня. Сформированное напряжение питания второго уровня поступает на контакты 26 “Питание платы приемника-процессора” и 27 “Земля питания платы приемника-процессора”, откуда по проводнику питания 35 и земляному проводнику 36, образующими на несущей печатной плате 1 двухпроводниковую цепь питания платы приемника-процессора 2, поступает к низкочастотному соединителю 7, расположенному на несущей печатной плате 1, а с него - через низкочастотный соединитель 6, расположенный на плате приемника-процессора 2, - к функциональным зонам 14, 15, 16, 17, 18 платы приемника-процессора 2.The second converter-
На несущей печатной плате 1 внешний синхронизирующий опорный сигнал поступает на первый буферный узел 8, а именно, на его входные сигнальный 45 и земляной 46 контакты. Первый буферный узел 8 обеспечивает получение из внешнего синхронизирующего опорного сигнала промежуточного опорного сигнала. Промежуточный опорный сигнал снимается с выходного контакта 19 первого буферного узла 8 и поступает по проводникам связи 22 и 23 на входные контакты 20 и 21 второго 9 и третьего 10 буферных узлов.On the carrier printed
Второй буферный узел 9 обеспечивает получение из промежуточного опорного сигнала синхронизирующего опорного сигнала для платы приемника-процессора 2. Синхронизирующий опорный сигнал для платы приемника-процессора 2 снимается с выходных сигнального 50 и земляного 51 контактов второго буферного узла 9 и передается на плату приемника-процессора 2 по коаксиальному кабелю 52 (через соединенные между собой высокочастотные соединители 53 и 5). На плате приемника-процессора 2 синхронизирующий опорный сигнал поступает на опорный вход синтезатора, формирующего сигналы тактовой и гетеродинных частот.The
Третий буферный узел 10 обеспечивает получение из промежуточного опорного сигнала дублирующего опорного сигнала. Дублирующий опорный сигнал снимается с выходных сигнального 55 и земляного 56 контактов третьего буферного узла 10 и передается на выход по коаксиальному кабелю 57. Дублирующий опорный сигнал может использоваться, например, для обеспечения синхронной работы резервных блоков.The
На плате приемника-процессора 2 сигналы СРНС (сигналы ГЛОНАСС и GPS в диапазоне частот от 1200 до 1700 МГц) поступают в первую функциональную зону 14, где усиливаются, фильтруются от помех и преобразуются по частоте по схеме супергетеродинного преобразования с понижением частоты до десятков мегагерц. Далее сигналы СРНС преобразуются в цифровой вид во второй функциональной зоне 15 (функциональной зоне аналого-цифрового преобразователя), затем подвергаются корреляционной обработке в третьей функциональной зоне 16 (функциональной зоне многоканального цифрового коррелятора). После этого сигналы обрабатываются в четвертой функциональной зоне 17 (функциональной зоне вычислителя), далее - в пятой функциональной зоне 18 (функциональной зоне преобразователя интерфейса). Преобразование сигналов СРНС по частоте осуществляется под действием гетеродинных сигналов, а аналого-цифровое преобразование и цифровая обработка - под действием тактового сигнала.On the receiver-processor board 2, the SRNS signals (GLONASS and GPS signals in the frequency range from 1200 to 1700 MHz) enter the first
Обработанные таким образом сигналы поступают на выход платы приемника-процессора 2 через низкочастотный соединитель 6, а затем - через соединенный с ним низкочастотный соединитель 7 поступают на несущую печатную плату 1. На несущей печатной плате 1 эти сигналы по соответствующей цепи поступают к низкочастотному соединителю 13, откуда снимаются в качестве выходных сигналов блока. Выходные сигналы блока передаются к устройству индикации и пульту управления. В обратном направлении на несущую печатную плату 1 и плату приемника-процессора 2 от пульта управления поступают управляющие сигналы.The signals processed in this way are fed to the output of the receiver-processor board 2 through the low-frequency connector 6, and then through the low-
Таким образом, в заявляемом блоке приемника сигналов СРНС с внешней синхронизацией осуществляется частотное преобразование сигналов СРНС, их цифровая корреляционная обработка и формирование выходных сигналов, несущих данные, используемые потребителем при определении местоположения, при определении точного времени, при осуществлении временной “привязки” по сигналам СРНС.Thus, in the inventive unit of the receiver of SRNS signals with external synchronization, the frequency conversion of the SRNS signals, their digital correlation processing and generation of output signals carrying the data used by the consumer in determining the location, in determining the exact time, in the implementation of the temporary “reference” for the SRNS are carried out .
При этом за счет наличия в заявляемом блоке буферных устройств 8, 9, 10, обеспечивающих согласование входных характеристик платы приемника-процессора 2 с выходными характеристиками тракта, по которому осуществляется поступление внешнего синхронизирующего опорного сигнала от внешнего опорного генератора, а также источника внутриблочного питания 11, обеспечивающего формирование необходимых внутриблочных напряжений питания из внешнего напряжения питания, расширяются возможности по использованию заявляемого блока, в частности, по использованию в условиях удаленного расположения внешнего опорного генератора и внешнего источника питания.Moreover, due to the presence in the inventive unit of the
При этом за счет размещения буферных узлов 8, 9, 10 в трех граничащих друг с другом экранируемых зонах, экранировки этих зон с помощью экранирующих проводников 37, 38 и земляных участков 39, 40, 41, раздельного питания буферных узлов 8, 9, 10 с помощью четырехпроводниковой цепи питания и отдельного питания платы приемника-процессора 2 с помощью двухпроводниковой цепи питания обеспечивается электромагнитная совместимость платы приемника-процессора 2, источника внутриблочного питания 11 и буферных узлов 8, 9, 10 в условиях их компактного размещения на общей несущей печатной плате 1.Moreover, due to the placement of the
Из рассмотренного следует, что заявляемый блок приемника сигналов СРНС с внешней синхронизацией осуществим, промышленно реализуем и решает поставленную техническую задачу по разработке блока приемника сигналов СРНС с внешней синхронизацией, обладающего расширенными возможностями по использованию, в частности, в условиях удаленного расположения внешнего опорного генератора и внешнего источника питания, при этом обеспечивается электромагнитная совместимость входящих в него платы приемника-процессора, источника внутриблочного питания и буферных узлов.From the above it follows that the inventive SRNS signal receiver unit with external synchronization is feasible, industrially feasible and solves the technical task of developing an SRNS signal receiver unit with external synchronization, which has advanced capabilities for use, in particular, in the conditions of remote location of the external reference generator and external power supply, while ensuring electromagnetic compatibility of the board of the receiver-processor included in it, the source of intra-unit pit tions and buffer components.
Заявляемый блок приемника сигналов СРНС с внешней синхронизацией с успехом может быть использован в качестве высокостабильного датчика навигационной и/или временной информации в составе систем навигационной или синхронизирующей аппаратуры, в том числе резервируемой, при этом в качестве внешнего напряжения питания может быть использовано соответствующее внутрисистемное напряжение питания, а в качестве внешнего синхронизирующего опорного сигнала - внутрисистемный синхронизирующий сигнал, формируемый, например, стандартом частоты.The inventive SRNS signal receiver unit with external synchronization can be successfully used as a highly stable navigation and / or time information sensor as part of navigation or synchronization equipment systems, including redundant ones, and the corresponding internal system voltage can be used as an external supply voltage , and as an external synchronizing reference signal - an intra-system synchronizing signal generated, for example, by a frequency standard.
Источники информацииSources of information
1. RU № 2146378 (С1), G 01 S 5/14, опубл. 10.03.2000.1. RU No. 2146378 (C1), G 01 S 5/14, publ. 03/10/2000.
2. US № 5923287, G 01 B 11/02, опубл. 13.07.1999.2. US No. 5923287, G 01
3. RU № 2167431 (С2), G 01 S 5/14, опубл. 20.05.2001.3. RU No. 2167431 (C2), G 01 S 5/14, publ. 05/20/2001.
4. US № 6441780 (В1), H 04 B 7/185, H 04 B 1/10, H 04 L 27/30, опубл. 27.08.2002.4. US No. 6441780 (B1), H 04
5. RU № 2125775 (С1), H 05 K 1/00, 3/46, опубл. 27.01.1999.5. RU No. 2125775 (C1), H 05
6. RU № 2172080 (С1), H 05 K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, опубл. 10.08.2001.6. RU No. 2172080 (C1), H 05
7. RU № 2188522 (С1), H 05 K 1/14, H 01 P 11/00, опубл. 27.08.2002.7. RU No. 2188522 (C1), H 05
8. RU № 2173037 (С1), H 05 K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, опубл. 27.08.2001.8. RU No. 2173037 (C1), H 05
9. RU № 2133489 (С1), G 04 C 11/02, 13/00, 13/02, опубл. 20.07.1999.9. RU No. 2133489 (C1), G 04
10. RU № 2190941 (С1), H 05 K 1/00, опубл. 10.10.2002.10. RU No. 2190941 (C1), H 05
11. Электронные компоненты, 2001, № 4, с. 42.11. Electronic components, 2001, No. 4, p. 42.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003121360/09A RU2250578C1 (en) | 2003-07-10 | 2003-07-10 | Signal receiving unit of satellite injection-synchronized radio navigation systems |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003121360/09A RU2250578C1 (en) | 2003-07-10 | 2003-07-10 | Signal receiving unit of satellite injection-synchronized radio navigation systems |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003121360A RU2003121360A (en) | 2005-02-20 |
RU2250578C1 true RU2250578C1 (en) | 2005-04-20 |
Family
ID=35217995
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003121360/09A RU2250578C1 (en) | 2003-07-10 | 2003-07-10 | Signal receiving unit of satellite injection-synchronized radio navigation systems |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2250578C1 (en) |
-
2003
- 2003-07-10 RU RU2003121360/09A patent/RU2250578C1/en active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003121360A (en) | 2005-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6473314B1 (en) | RF power amplifier assembly employing multi-layer RF blocking filter | |
EP1061784B1 (en) | Radio-electronic unit | |
RU2250578C1 (en) | Signal receiving unit of satellite injection-synchronized radio navigation systems | |
RU2287919C1 (en) | Signal receiver module for satellite radio navigation systems | |
US7912328B2 (en) | Optical waveguide EMI shield | |
RU2188522C1 (en) | Radio-electronic unit | |
RU2350053C1 (en) | Signal receiver module of satellite radio navigation systems | |
RU2192108C1 (en) | Radio-electronic unit | |
RU2287918C1 (en) | Signal receiver module for satellite radio navigation systems | |
RU2297118C1 (en) | Radio-electronics block | |
RU2489728C1 (en) | Global navigation satellite system signal receiver module | |
RU2287917C1 (en) | Signal receiver module for satellite radio navigation systems | |
RU2287920C1 (en) | Signal receiver module for satellite radio navigation systems | |
US4920444A (en) | Arrangement for decoupling integrated circuits electrically | |
RU2125775C1 (en) | Radio electronic assembly | |
RU2182408C2 (en) | Radio-electronic unit | |
RU2172081C1 (en) | Radio electronic unit | |
RU2194375C1 (en) | Radio electronic unit | |
Park et al. | RF interference evaluation of flexible flat cables for high-speed data transmission in mobile devices | |
RU2190941C1 (en) | Signal receiver unit for satellite radio navigation systems | |
KR100868928B1 (en) | Method and apparatus for reducing electromagnetic radiation | |
RU2199839C1 (en) | Radio-electronic unit | |
KR100526519B1 (en) | Radio electronic unit | |
RU2396737C1 (en) | Module of signals receiver in satellite radio navigation systems | |
RU2172080C1 (en) | Radio electronic unit |