RU2297118C1 - Радиоэлектронный блок - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при конструировании одноплатных радиоэлектронных блоков с размещением электрорадиоэлементов в зонах аналоговой и цифровой обработки сигналов, связанных между собой сигнальными цепями. Технический результат - повышение помехоустойчивых сигнальных цепей. Радиоэлектронный блок содержит многослойную печатную плату, несущую печатные проводники и электрорадиоэлементы, сгруппированные по зонам аналоговой и цифровой обработки сигналов. Зоны экранируются с помощью плоскостных экранов, образованных расположенными в одном из внутренних проводящих слоев земляными плоскостями, служащими проводниками питания потенциала "Земля" для электрорадиоэлементов своих зон. Земляные плоскости отделены друг от друга разграничительной полосой, лишенной металлизации, проходящей по границе между зонами. Сигнальные цепи между зонами выполнены с использованием активных буферных элементов, размещенных в наружном проводящем слое на границе между зонами. Конфигурация линии границы и расположение на ней активных буферных элементов таковы, что выводы "Земля" и "Питание" и выходные сигнальные выводы активных буферных элементов, служащих для передачи сигналов в зону аналоговой обработки сигналов, и входные сигнальные выводы активных буферных элементов, служащих для передачи сигналов из зоны аналоговой обработки сигналов, находятся в этой зоне и связаны в ней, соответственно, с ее земляной плоскостью, с проводниками питания потенциала "Питание", с входами электрических цепей, служащих для приема передаваемых в эту зону сигналов, и с выходами электрических цепей, служащих для формирования передаваемых из этой зоны сигналов, а выводы питания "Земля" и "Питание" и выходные сигнальные выводы активных буферных элементов, служащих для передачи сигналов в зону цифровой обработки сигналов, и входные сигнальные выводы активных буферных элементов, служащих для передачи сигналов из зоны цифровой обработки сигналов, находятся в этой зоне и связаны в ней, соответственно, с ее земляной плоскостью, с проводниками питания потенциала "Питание", с входами электрических цепей, служащих для приема сигналов, передаваемых в данную зону, и с выходами электрических цепей, служащих для формирования сигналов, передаваемых из данной зоны. 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при конструировании одноплатных радиоэлектронных блоков с размещением электрорадиоэлементов в функционально связанных между собой зонах аналоговой и цифровой обработки сигналов.

В частности, изобретение может быть использовано при конструировании одноплатных радиоэлектронных блоков, осуществляющих прием и обработку сигналов радионавигационных систем в целях получения навигационной и служебной информации. В таких блоках в процессе получения навигационной и служебной информации осуществляется аналоговая и цифровая обработка принимаемых сигналов. Аналоговая обработка включает в себя фильтрацию принимаемых сигналов от помех, усиление, при необходимости преобразование по частоте, а также аналого-цифровое преобразование. Цифровая обработка включает в себя, по меньшей мере, обработку сигналов в цифровом процессоре. Все указанные этапы обработки сигналов осуществляются с помощью соответствующих аналоговых и цифровых электронных узлов, которые размещаются на одной многослойной печатной плате в определенных функционально связанных между собой зонах, экранируемых средствами печатной платы для обеспечения их внутриплатной электромагнитной совместимости.

В практике конструирования одноплатных радиоэлектронных блоков, осуществляющих аналоговую и цифровую обработку сигналов в соответствующих зонах, задача обеспечения внутриплатной электромагнитной совместимости этих зон решается, как правило, за счет их экранировки с помощью плоскостных экранов - выполненных во внутренних проводящих слоях многослойной печатной платы земляных плоскостей, служащих проводниками питания потенциала «Земля» для электрорадиоэлементов этих зон. В частности, по этому принципу осуществлена внутриплатная экранировка в радиоэлектронных блоках, описанных в [1] - RU №2188522 (C1), H05K 1/14, H01P 11/00, 27.08.2002; [2] - RU №2192108 (C1), H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 9/00, 27.10.2002; [3] -RU №2194375 (C1), H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 9/00, 10.12.2002; [4] - RU №2199839 (C1), H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 9/00, 27.02.2003.

В радиоэлектронных блоках [1]-[4] для размещения земляных плоскостей, служащих проводниками питания потенциала «Земля» для электрорадиоэлементов зон аналоговой и цифровой обработки сигналов и, одновременно, выполняющих функцию внутриплатных плоскостных экранов этих зон, используются внутренние проводящие слои многослойной печатной платы, соседствующие с наружными проводящими слоями. При этом один из этих проводящих слоев используется для размещения земляных плоскостей обеих зон аналоговой и цифровой обработки сигналов, а другой - для размещения дополнительной земляной плоскости в наиболее чувствительной к помехам зоне аналоговой обработки сигналов. Находящиеся в одном проводящем слое земляные плоскости зон аналоговой и цифровой обработки сигналов отделены друг от друга разграничительной полосой, лишенной металлизации, проходящей по границе между зонами. Через эту разграничительную полосу проходят только земляные печатные перемычки, обеспечивающие электрическую связь земляных плоскостей зон аналоговой и цифровой обработки сигналов. Функциональные связи внутри каждой из зон осуществляются с помощью печатных проводников, располагающихся в пределах границ своих зон в наружных и внутренних проводящих слоях, свободных от размещения земляных плоскостей, и соответствующих переходных отверстий межслойных соединений. Функциональные связи между зонами осуществляются с помощью сигнальных цепей, реализуемых с помощью печатных проводников связи, расположенных, преимущественно, в наружном проводящем слое, соседствующем с внутренним проводящим слоем, в котором находятся земляные плоскости обеих зон.

Рассмотренная внутриплатная экранировка в радиоэлектронных блоках [1]-[4], осуществленная с помощью земляных плоскостей, служащих проводниками питания потенциала "Земля" для электрорадиоэлементов зон аналоговой и цифровой обработки сигналов, решает задачу обеспечения электромагнитной совместимости этих зон за счет уменьшения влияние паразитных наводок и наведенных помех, создаваемых электрорадиоэлементами этих зон и передаваемых, в основном, по цепям питания. При этом в радиоэлектронных блоках [1]-[4] не ставится и не решается задача по повышению помехоустойчивости сигнальных цепей, реализующих функциональные связи между зонами аналоговой и цифровой обработки сигналов (т.е. задача по снижению их восприимчивости к воздействию излучений и перекрестных помех).

В определенной мере задача повышения помехоустойчивости сигнальных цепей между зонами аналоговой и цифровой обработки сигналов может быть решена за счет сопровождения печатных проводников связи соответствующими земляными печатными перемычками, осуществляющими электрическое соединение земляных плоскостей зон аналоговой и цифровой обработки сигналов между собой, например как это осуществлено в радиоэлектронных блоках, описанных в [5] - RU №2172080 (C1), H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 10.08.2001; [6] - RU №2172081 (C1), H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 10.08.2001; [7] - RU №2173036 (Cl), H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 27.08.2001; [8] - RU №2173037 (C1), H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 27.08.2001. В этих радиоэлектронных блоках реализован рассмотренный выше принцип внутриплатной экранировки зон аналоговой и цифровой обработки сигналов с помощью соответствующих земляных плоскостей и дополнительно осуществлена привязка местоположения земляных печатных перемычек, соединяющих между собой земляные плоскости зон аналоговой и цифровой обработки сигналов, к местоположению печатных проводников связи между этими зонами. Эта привязка заключается в том, что земляные печатные перемычки располагаются под печатными проводниками связи.

Аналогичным образом осуществлена внутриплатная экранировка зон аналоговой и цифровой обработки сигналов с помощью земляных плоскостей и сопровождение печатных проводников связи расположенными под ними земляными печатными перемычками в радиоэлектронном блоке, описанном в [9] - RU №2125775 (C1), H05K 1/00, 3/46, 27.01.1999, принятом в качестве прототипа.

Радиоэлектронный блок, принятый в качестве прототипа, содержит многослойную печатную плату с наружными и внутренними проводящими слоями и переходными отверстиями межслойных соединений, несущую печатные проводники и электрорадиоэлементы электрической схемы, предназначенной для осуществления аналоговой и цифровой обработки сигналов, а именно схему приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем.

Печатные проводники и электрорадиоэлементы сгруппированы по зонам, одна из которых является зоной аналоговой обработки сигналов, а другие - зонами цифровой обработки сигналов. Каждая из зон имеет соответствующие контактные элементы для подвода электропитания от внешнего источника питания.

Экранировка зон осуществляется с помощью плоскостных экранов, образованных электрически связанными земляными плоскостями, служащими проводниками питания потенциала "Земля" для электрорадиоэлементов соответствующих зон. Эти земляные плоскости размещены в одном внутреннем проводящем слое, соседствующем с наружным проводящим слоем, например во внутреннем втором проводящем слое. Земляные плоскости, принадлежащие соседствующим зонам, отделены друг от друга разграничительной полосой, лишенной металлизации, проходящей по границе между зонами. Электрические связи между земляными плоскостями соседствующих зон осуществлены с помощью земляных печатных перемычек, пересекающих эту разграничительную полосу.

Функциональные связи внутри зон осуществляются с помощью печатных проводников, располагающихся в пределах границ своих зон в наружных и внутренних проводящих слоях, свободных от размещения земляных плоскостей, и переходных отверстий межслойных соединений.

Функциональные связи между соседними зонами осуществляются с помощью сигнальных цепей. Сигнальные цепи реализуются с помощью печатных проводников связи, расположенных в наружном проводящем слое, соседствующем с внутренним проводящим слоем, в котором размещаются земляные плоскости всех зон. Под печатными проводниками связи располагаются сопровождающие их земляные печатные перемычки, соединяющие земляные плоскости соответствующих зон.

За счет такого выполнения сигнальных цепей укорачиваются пути прохождения обратных токов в сигнальных цепях, уменьшается вероятность образования паразитных токовых контуров, характеризующихся паразитными индуктивностями и восприимчивостью к помехам. Это в определенной мере способствует повышению помехоустойчивости сигнальных цепей, в том числе сигнальных цепей, реализующих функциональные связи между соседними зонами аналоговой и цифровой обработки сигналов.

Однако, в ряде практических случаев, рассмотренных конструктивных мер по повышению помехоустойчивости сигнальных цепей между соседними зонами аналоговой и цифровой обработки сигналов путем сопровождения печатных проводников связи земляными печатными перемычками оказывается недостаточно, например, когда радиоэлектронный блок используется в составе комплекса радиоэлектронной аппаратуры, характеризующегося наличием внутрикомплексных помех, воздействующих на эти сигнальные цепи.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание одноплатного радиоэлектронного блока с более помехоустойчивыми сигнальными цепями между зонами аналоговой и цифровой обработки сигналов.

Сущность изобретения заключается в следующем. Радиоэлектронный блок содержит многослойную печатную плату с наружными и внутренними проводящими слоями и переходными отверстиями межслойных соединений, несущую печатные проводники и электрорадиоэлементы электрической схемы, предназначенной для осуществления аналоговой и цифровой обработки сигналов, сгруппированные по соответствующим связанным между собой сигнальными цепями зонам аналоговой и цифровой обработки сигналов, экранируемым с помощью электрически связанных плоскостных экранов, образованных расположенными в одном из внутренних проводящих слоев земляными плоскостями, служащими проводниками питания потенциала «Земля» для электрорадиоэлементов этих зон, причем указанные земляные плоскости отделены друг от друга разграничительной полосой, лишенной металлизации, проходящей по границе между этими зонами. В отличие от прототипа, сигнальные цепи между зонами аналоговой и цифровой обработки сигналов выполнены с использованием активных буферных элементов, размещенных в наружном проводящем слое на границе между этими зонами, при этом конфигурация линии этой границы и расположение на ней активных буферных элементов таковы, что выводы питания «Земля» и «Питание» и выходные сигнальные выводы активных буферных элементов, служащих для передачи сигналов из зоны цифровой обработки сигналов в зону аналоговой обработки сигналов, и входные сигнальные выводы активных буферных элементов, служащих для передачи сигналов из зоны аналоговой обработки сигналов в зону цифровой обработки сигналов, находятся в зоне аналоговой обработки сигналов и связаны в этой зоне, соответственно, с ее земляной плоскостью, с проводниками питания потенциала «Питание», с входами электрических цепей, служащих для приема сигналов, передаваемых в эту зону из зоны цифровой обработки сигналов, и с выходами электрических цепей, служащих для формирования сигналов, передаваемых из этой зоны в зону цифровой обработки сигналов, а выводы питания «Земля» и «Питание» и выходные сигнальные выводы активных буферных элементов, служащих для передачи сигналов из зоны аналоговой обработки сигналов в зону цифровой обработки сигналов, и входные сигнальные выводы активных буферных элементов, служащих для передачи сигналов из зоны цифровой обработки сигналов в зону аналоговой обработки сигналов, находятся в зоне цифровой обработки сигналов и связаны в данной зоне, соответственно, с ее земляной плоскостью, с проводниками питания потенциала «Питание», с входами электрических цепей, служащих для приема сигналов, передаваемых в данную зону из зоны аналоговой обработки сигналов, и с выходами электрических цепей, служащих для формирования сигналов, передаваемых из данной зоны в зону аналоговой обработки сигналов.

В вариантах практического выполнения в качестве активных буферных элементов используются усилители с единичным коэффициентом усиления, реализованные в предназначенных для поверхностного монтажа корпусах, а электрическая связь земляных плоскостей зон аналоговой и цифровой обработки сигналов, образующих плоскостные экраны этих зон, осуществляется с помощью расположенной в наружном проводящем слое перемычки, соединяющей расположенные в этом же проводящем слое земляные участки зон аналоговой и цифровой обработки сигналов, соединенные, в свою очередь, с земляными плоскостями своих зон соответствующими переходными отверстиями межслойных соединений.

Сущность изобретения, его осуществимость и возможность промышленного применения поясняются чертежами, представленными на фиг.1-9, иллюстрирующими пример выполнения на шестислойной печатной плате радиоэлектронного блока, реализующего функцию приемника сигналов импульсно-фазовых радионавигационных систем (ИФРНС).

На фиг.1 представлен пример, иллюстрирующий расположение электрорадиоэлементов в наружном первом проводящем слое шестислойной печатной платы в рассматриваемом случае выполнения заявляемого радиоэлектронного блока (вид со стороны электрорадиоэлементов, печатные проводники условно не показаны);

на фиг.2 - пример, иллюстрирующий расположение электрорадиоэлементов в наружном шестом проводящем слое (вид со стороны первого проводящего слоя, слои условно прозрачные, печатные проводники условно не показаны);

на фиг.3 - фрагмент рисунка печати наружного первого проводящего слоя (вид без электрорадиоэлементов);

на фиг.4 - фрагмент рисунка печати внутреннего второго проводящего слоя (вид со стороны первого проводящего слоя, слои условно прозрачные);

на фиг.5 - фрагмент рисунка печати внутреннего третьего проводящего слоя (вид со стороны первого проводящего слоя, слои условно прозрачные);

на фиг.6 - фрагмент рисунка печати внутреннего четвертого проводящего слоя (вид со стороны первого проводящего слоя, слои условно прозрачные);

на фиг.7 - фрагмент рисунка печати внутреннего пятого проводящего слоя (вид со стороны первого проводящего слоя, слои условно прозрачные);

на фиг.8 - фрагмент рисунка печати наружного шестого проводящего слоя (вид без электрорадиоэлементов со стороны первого проводящего слоя, слои условно прозрачные);

на фиг.9 - схематический чертеж, поясняющий расположение активных буферных элементов относительно линии границы между зонами аналоговой и цифровой обработки сигналов.

Заявляемый радиоэлектронный блок в рассматриваемом примере выполнения (фиг.1-9) содержит шестислойную печатную плату 1 с наружными и внутренними проводящими слоями и переходными отверстиями межслойных соединений (далее - печатная плата 1). На печатной плате 1 выполнена электрическая схема приемника сигналов ИФРНС, осуществляющего аналоговую и цифровую обработку сигналов в целях получения навигационной и служебной информации. Входящие в состав этой схемы электрорадиоэлементы 2 и соединители 3 (3₁, 3₂, 3₃) (фиг.1, 2) расположены в наружных первом и шестом проводящих слоях, а печатные проводники - в наружных и внутренних проводящих слоях (фиг.3-8). Печатные проводники и электрорадиоэлементы, относящиеся к частям схемы, осуществляющим аналоговую и цифровую обработку сигналов, сгруппированы в двух соответствующих зонах: в зоне 4 аналоговой обработки сигналов и в зоне 5 цифровой обработки сигналов (фиг.1-9). В зоне 4 аналоговой обработки сигналов осуществляется фильтрация принимаемых сигналов ИФРНС от помех, регулируемое усиление с помощью перестраиваемого аттенюатора и аналого-цифровое преобразование с помощью аналого-цифрового преобразователя. В зоне 5 цифровой обработки сигналов осуществляется последующая обработка сигналов с помощью цифрового процессора с получением выходных сигналов, несущих навигационную и служебную информацию. Кроме этого, в зоне 5 цифровой обработки сигналов с помощью соответствующих электрических цепей осуществляется формирование управляющего сигнала для перестройки аттенюатора и опорных сигналов для аналого-цифрового преобразователя и цифрового процессора.

Соединитель 3₁, расположенный в наружном первом проводящем слое внутри зоны 4 аналоговой обработки сигналов (фиг.1), предназначен для подключения источника входных сигналов ИФРНС, например приемной антенны, и внешнего источника питания для зоны 4 аналоговой обработки сигналов.

Соединитель 3₂, расположенный в наружном первом проводящем слое в зоне 5 цифровой обработки сигналов на противоположном краю от зоны 4 аналоговой обработки сигналов (фиг.1), предназначен для подключения периферийного оборудования (внешнего управляющего устройства, устройства индикации и т.п.) и внешнего источника питания для зоны 5 цифровой обработки сигналов.

Соединитель 3₃, расположенный в наружном первом проводящем слое на одном из свободных краев зоны 5 цифровой обработки сигналов (фиг.1), предназначен для подключения технологических приборов и оборудования, используемых при настройке и проверке радиоэлектронного блока.

Внутри каждой из зон аналоговой 4 и цифровой 5 обработки сигналов разводка питания осуществляется с помощью проводников питания потенциалов «Питание» и «Земля», электрически связанных с соответствующими контактами соединителей 3₁ и 3₂. Функцию проводников питания потенциала «Земля» в зонах аналоговой 4 и цифровой 5 обработки сигналов осуществляют земляные плоскости 6 и 7 (фиг.4), особенности выполнения которых рассматриваются ниже. Выполнение проводников питания потенциала «Питание» как не относящиеся к сущности изобретения в настоящей заявке не рассматривается.

Земляные плоскости 6 и 7, выполняющие функцию проводников питания потенциала «Земля» для электрорадиоэлементов зон аналоговой 4 и цифровой 5 обработки сигналов, одновременно выполняют функцию плоскостных экранов, обеспечивающих внутриплатную экранировку данных зон. Земляные плоскости 6 и 7 располагаются в одном из внутренних проводящих слоев, в рассматриваемом примере - во втором проводящем слое, и отделены друг от друга разграничительной полосой 8, лишенной металлизации, проходящей по границе между зонами аналоговой 4 и цифровой 5 обработки сигналов (фиг.4).

Земляные плоскости 6 и 7 электрически связаны друг с другом. В рассматриваемом примере эта связь осуществлена с помощью расположенной в наружном первом проводящем слое перемычки 9, соединяющей расположенные в этом же проводящем слое земляные участки 10 и 11 зон аналоговой 4 и цифровой 5 обработки сигналов, соединенные, в свою очередь, с земляными плоскостями 6 и 7 своих зон соответствующими переходными отверстиями межслойных соединений (фиг.3, 4). В рассматриваемом примере перемычка 9 является стационарной, представляет собой печатный проводник. В случаях, когда по условиям проверки радиоэлектронного блока требуется размыкание-замыкание перемычки 9, она выполняется съемной, например, в виде монтируемой с помощью пайки перемычки из фольги (на фиг.1-9 вариант съемной перемычки не показан).

Функциональные связи внутри зон аналоговой 4 и цифровой 5 обработки сигналов осуществляются с помощью соответствующих печатных проводников и переходных отверстий межслойных соединений, располагающихся в пределах границ своих зон.

Функциональные связи между зонами аналоговой 4 и цифровой 5 обработки сигналов осуществляются с помощью сигнальных цепей, выполненных с использованием активных буферных элементов 12, 13, 14 и 15 (фиг.1). В рассматриваемом примере активные буферные элементы 12, 13, 14 и 15 реализованы на микросхемах типа "SN74LVC2G34DCKR Т1", представляющих собой сдвоенные усилители с единичным коэффициентом усиления. Корпуса этих микросхем предназначены для поверхностного монтажа и имеют шесть выводов: два входных сигнальных вывода, два выходных сигнальных вывода и два вывода питания - «Земля» и «Питание». В рассматриваемом примере активные буферные элементы 12, 13 и 14, использующие оба усилителя указанной микросхемы, имеют по шесть задействованных выводов: два входных сигнальных вывода, два выходных сигнальных вывода и два вывода питания - «Земля» и «Питание», а активный буферный элемент 15, использующий один усилитель, имеет четыре задействованных вывода: один входной сигнальный вывод, один выходной сигнальный вывод и два вывода питания - «Земля» и «Питание». Активные буферные элементы 12, 13, 14 и 15 располагаются в наружном первом проводящем слое на границе между зонами аналоговой 4 и цифровой 5 обработки сигналов в соответствующих участках 16, 17, 18 и 19 (фиг.3, 9). Участок 19, в котором располагается активный буферный элемент 15, имеет контактные площадки 20, 21, 22 и 23 (фиг.9), предназначенные для присоединения, соответственно, входного сигнального вывода, выходного сигнального вывода, вывода питания «Земля» и вывода питания «Питание» активного буферного элемента 15. Каждый из участков 16, 17 и 18, в которых располагаются активные буферные элементы 12, 13 и 14, имеет две контактные площадки 20, две контактные площадки 21, одну контактную площадку 22 и одну контактную площадку 23 (фиг.9), предназначенные для присоединения, соответственно, двух входных сигнальных выводов, двух выходных сигнальных выводов, вывода питания «Земля» и вывода питания «Питание» соответствующих активных буферных элементов 12, 13 и 14.

Конфигурация линии 24 границы между зонами аналоговой 4 и цифровой 5 обработки сигналов в местах ее прохождения через участки 16, 17, 18 и 19 (фиг.9) такова, что в каждом из этих участков контактные площадки 20 и контактные площадки 21, 22, 23 располагаются по разные стороны линии 24 границы в зависимости от того, из какой зоны в какую осуществляется передача сигналов через активные буферные элементы, располагающиеся в этих участках. А именно, если передача сигналов осуществляется из зоны 4 аналоговой обработки сигналов в зону 5 цифровой обработки сигналов, то контактные площадки 20 с присоединенными к ним входными сигнальными выводами активных буферных элементов находятся в зоне 4 аналоговой обработки сигналов, а контактные площадки 21, 22, 23 с присоединенными к ним выходными сигнальными выводами и выводами питания «Земля» и «Питание» активных буферных элементов находятся в зоне 5 цифровой обработки сигналов (фиг, 9, участки 16 и 17, активные буферные элементы 12 и 13). И наоборот, если передача сигналов осуществляется из зоны 5 цифровой обработки сигналов в зону 4 аналоговой обработки сигналов, то контактные площадки 20 с присоединенными к ним входными сигнальными выводами активных буферных элементов находятся в зоне 5 цифровой обработки сигналов, а контактные площадки 21, 22, 23 с присоединенными к ним выходными сигнальными выводами и выводами питания «Земля» и «Питание» активных буферных элементов находятся в зоне 4 аналоговой обработки сигналов (фиг.9, участки 18 и 19, активные буферные элементы 14 и 15). При этом выходные сигнальные выводы и выводы питания «Земля» и «Питание» активных буферных элементов связаны в зоне своего нахождения с входами электрических цепей, служащих для приема передаваемых сигналов, с земляной плоскостью и проводниками питания потенциала «Питание» данной зоны, а входные сигнальные выводы активных буферных элементов связаны в зоне своего нахождения с выходами электрических цепей, служащих для формирования передаваемых сигналов.

Так, в рассматриваемом примере активные буферные элементы 12 и 13, располагающиеся в участках 16 и 17, осуществляют передачу четырех информационных сигналов из зоны 4 аналоговой обработки сигналов в зону 5 цифровой обработки сигналов. Данные сигналы представляют собой результат преобразования в цифровой вид сигналов ИФРНС и предназначены для последующей обработки в цифровом процессоре. Данные сигналы поступают с выходов 25 формирующих их электрических цепей, входящих в состав электрической схемы аналого-цифрового преобразователя, который расположен в зоне 4 аналоговой обработки сигналов в участке 26 (фиг.1, 2, 9). Выходы 25 соединены в зоне 4 аналоговой обработки сигналов с контактными площадками 20 участков 16 и 17, к которым присоединены входные сигнальные выводы активных буферных элементов 12 и 13. Выходные сигнальные выводы и выводы питания «Земля» и «Питание» активных буферных элементов 12 и 13, присоединенные к контактным площадкам 21, 22 и 23 участков 16 и 17, находятся по другую сторону линии 24 границы в зоне 5 цифровой обработки сигналов. В этой зоне выходные сигнальные выводы активных буферных элементов 12 и 13 электрически связаны с входами 27 принимающих указанные информационные сигналы электрических цепей, входящих в состав электрической схемы цифрового процессора, расположенного в участке 28 (фиг.1, 2, 9), а выводы питания «Земля» и «Питание» активных буферных элементов 12 и 13 электрически связаны с земляной плоскостью 7 (фиг.3) и соответствующими проводниками питания потенциала «Питание» этой зоны (на фиг.1-9 не обозначены).

Активный буферный элемент 14, располагающийся в участке 18, осуществляет передачу из зоны 5 цифровой обработки сигналов в зону 4 аналоговой обработки сигналов двух опорных сигналов для аналого-цифрового преобразователя. Опорные сигналы поступают с выходов 29 формирующих их электрических цепей, входящих в состав электрической схемы формирователя опорных сигналов, расположенного в зоне 5 цифровой обработки сигналов в участке 30 (фиг.1, 2, 9). Выходы 29 соединены в зоне 5 цифровой обработки сигналов с контактными площадками 20 участка 18, к которым присоединены входные сигнальные выводы активного буферного элемента 14. Выходные сигнальные выводы и выводы питания «Земля» и «Питание» активного буферного элемента 14, присоединенные к контактным площадкам 21, 22 и 23 участка 18, находятся по другую сторону линии 24 границы в зоне 4 аналоговой обработки сигналов. В данной зоне выходные сигнальные выводы активного буферного элемента 14 электрически связаны с входами 31 принимающих опорные сигналы электрических цепей, входящих в состав электрической схемы аналого-цифрового преобразователя, расположенного, как указано выше, в участке 26 (фиг.1, 2, 9), а выводы питания «Земля» и «Питание» электрически связаны с земляной плоскостью 6 (фиг.3) и соответствующими проводниками питания потенциала «Питание» данной зоны (на фиг.1-9 не обозначены).

Активный буферный элемент 15, располагающийся в участке 19, осуществляет передачу из зоны 5 цифровой обработки сигналов в зону 4 аналоговой обработки сигналов управляющего сигнала для аттенюатора. Этот сигнал поступает с выхода 32 формирующей его электрической цепи, входящей в состав электрической схемы формирователя управляющего сигнала, расположенного в зоне 5 цифровой обработки сигналов в участке 33 (фиг.1, 2, 9). Выход 32 соединен в зоне 5 цифровой обработки сигналов с контактной площадкой 20 участка 19, к которой присоединен входной сигнальный вывод активного буферного элемента 15. Выходной сигнальный вывод и выводы питания «Земля» и «Питание» активного буферного элемента 15, присоединенные к контактным площадкам 21, 22 и 23 участка 19, находятся по другую сторону линии 24 границы в зоне 4 аналоговой обработки сигналов. В данной зоне выходной сигнальный вывод активного буферного элемента 15 электрически связан с входом 34 принимающей указанный управляющий сигнал электрической цепи, входящей в состав электрической схемы аттенюатора, расположенного в участке 35 (фиг.1, 2, 9), а выводы питания «Земля» и «Питание» электрически связаны с земляной плоскостью 6 (фиг.3) и проводником питания потенциала «Питание» (на фиг.1-9 не показано).

За счет такого выполнения сигнальных цепей канализируются пути прохождения прямых и обратных токов внутри активных буферных элементов, исключается «блуждание» обратных токов и связанная с этим возможность их искажения под воздействием помех, обеспечивается возможность согласованной передачи сигналов из одной зоны в другую с учетом уровней используемых в них питающих напряжений. Все это положительно сказывается на повышении помехоустойчивости сигнальных цепей (снижается их восприимчивость к воздействию излучений и перекрестных помех по сравнению с прототипом). Одновременно с этим имеет место эффект усиления пограничной развязки между зонами, затрудняется возможность взаимопроникновения внутриплатных помех из одной зоны в другую.

Работа заявляемого радиоэлектронного блока осуществляется следующим образом.

Через соединители 3₁ и 3₂ в зоны аналоговой 4 и цифровой 5 обработки сигналов поступают необходимые для работы радиоэлектронного блока напряжения питания от соответствующих внешних источников питания. Кроме этого, через соединитель 3₁ в зону 4 аналоговой обработки сигналов поступают входные сигналы ИФРНС, а через соединитель 3₃ в зону 5 цифровой обработки сигналов поступают необходимые для работы радиоэлектронного блока управляющие сигналы от внешнего управляющего устройства. В зоне 4 сигналы ИФРНС подвергаются регулируемому (с помощью аттенюатора) усилению, фильтрации от помех и аналого-цифровому преобразованию. При этом используются формируемые в зоне 5 управляющий и опорные сигналы, передаваемые в зону 4 через сигнальные цепи, выполненные с использованием активных буферных элементов 15 и 14. Преобразованные в аналого-цифровом преобразователе сигналы далее передаются через сигнальные цепи, выполненные с использованием активных буферных элементов 12 и 13, в зону 5 цифровой обработки сигналов, где эти сигналы подвергаются последующей обработке в цифровом процессоре. Обработанные в цифровом процессоре сигналы, несущие навигационную и служебную информацию, поступают на соответствующие выводы соединителя 3₂, откуда снимаются потребителем.

Из рассмотренного следует, что заявляемое изобретение технически осуществимо, промышленно реализуемо и решает поставленную техническую задачу по созданию одноплатного радиоэлектронного блока с более помехоустойчивыми (по сравнению с прототипом) сигнальными цепями между зонами аналоговой и цифровой обработки сигналов, что, наряду с внутриплатной экранировкой зон аналоговой и цифровой обработки сигналов с помощью земляных плоскостей, делает радиоэлектронный блок более помехозащищенным и расширяет тем самым область его возможного использования.

Источники информации

1. RU №2188522 (C1), H05K 1/14, H01P 11/00, опубл. 27.08.2002.

2. RU №2192108 (C1), H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 9/00, опубл. 27.10.2002.

3. RU №2194375 (C1), H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 9/00, опубл. 10.12.2002.

4. RU №2199839 (C1), H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 9/00, опубл. 27.02.2003.

5. RU №2172080 (C1), H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, опубл. 10.08.2001.

6. RU №2172081 (C1), H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, опубл. 10.08.2001.

7. RU.№2173036 (C1), H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, опубл. 27.08.2001.

8. RU №2173037 (C1), H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, опубл. 27.08.2001.

9. RU №2125775 (C1), H05K 1/00, 3/46, опубл. 27.01.1999.

Claims (3)

1. Радиоэлектронный блок, содержащий многослойную печатную плату с наружными и внутренними проводящими слоями и переходными отверстиями межслойных соединений, несущую печатные проводники и электрорадиоэлементы электрической схемы, предназначенной для осуществления аналоговой и цифровой обработки сигналов, сгруппированные по соответствующим связанным между собой сигнальными цепями зонам аналоговой и цифровой обработки сигналов, экранируемым с помощью электрически связанных плоскостных экранов, образованных расположенными в одном из внутренних проводящих слоев земляными плоскостями, служащими проводниками питания потенциала "Земля" для электрорадиоэлементов этих зон, причем указанные земляные плоскости отделены друг от друга разграничительной полосой, лишенной металлизации, проходящей по границе между этими зонами, отличающийся тем, что сигнальные цепи между зонами аналоговой и цифровой обработки сигналов выполнены с использованием активных буферных элементов, размещенных в наружном проводящем слое на границе между этими зонами, при этом конфигурация линии этой границы и расположение на ней активных буферных элементов таковы, что выводы питания "Земля" и "Питание" и выходные сигнальные выводы активных буферных элементов, служащих для передачи сигналов из зоны цифровой обработки сигналов в зону аналоговой обработки сигналов, и входные сигнальные выводы активных буферных элементов, служащих для передачи сигналов из зоны аналоговой обработки сигналов в зону цифровой обработки сигналов, находятся в зоне аналоговой обработки сигналов и связаны в этой зоне, соответственно, с ее земляной плоскостью, с проводниками питания потенциала "Питание", с входами электрических цепей, служащих для приема сигналов, передаваемых в эту зону из зоны цифровой обработки сигналов, и с выходами электрических цепей, служащих для формирования сигналов, передаваемых из этой зоны в зону цифровой обработки сигналов, а выводы питания "Земля" и "Питание" и выходные сигнальные выводы активных буферных элементов, служащих для передачи сигналов из зоны аналоговой обработки сигналов в зону цифровой обработки сигналов, и входные сигнальные выводы активных буферных элементов, служащих для передачи сигналов из зоны цифровой обработки сигналов в зону аналоговой обработки сигналов, находятся в зоне цифровой обработки сигналов и связаны в данной зоне, соответственно, с ее земляной плоскостью, с проводниками питания потенциала "Питание", с входами электрических цепей, служащих для приема сигналов, передаваемых в данную зону из зоны аналоговой обработки сигналов, и с выходами электрических цепей, служащих для формирования сигналов, передаваемых из данной зоны в зону аналоговой обработки сигналов.

2. Радиоэлектронный блок по п.1, отличающийся тем, что в качестве активных буферных элементов используются усилители с единичным коэффициентом усиления, реализованные в предназначенных для поверхностного монтажа корпусах.

3. Радиоэлектронный блок по п.1, отличающийся тем, что электрическая связь земляных плоскостей зон аналоговой и цифровой обработки сигналов, образующих плоскостные экраны этих зон, осуществляется с помощью расположенной в наружном проводящем слое перемычки, соединяющей расположенные в этом же проводящем слое земляные участки зон аналоговой и цифровой обработки сигналов, соединенные, в свою очередь, с земляными плоскостями своих зон соответствующими переходными отверстиями межслойных соединений.

Images