RU2489728C1 - Global navigation satellite system signal receiver module - Google Patents

Global navigation satellite system signal receiver module Download PDF

Info

Publication number
RU2489728C1
RU2489728C1 RU2012119626/07A RU2012119626A RU2489728C1 RU 2489728 C1 RU2489728 C1 RU 2489728C1 RU 2012119626/07 A RU2012119626/07 A RU 2012119626/07A RU 2012119626 A RU2012119626 A RU 2012119626A RU 2489728 C1 RU2489728 C1 RU 2489728C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal processing
zone
digital signal
processing zone
analog signal
Prior art date
Application number
RU2012119626/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Владимирович Зарудко
Михаил Анатольевич Кизенко
Александр Николаевич Коротков
Дмитрий Викторович Абросимов
Ирина Евгеньевна Галичина
Виктор Михайлович Недера
Валентин Валентинович Барановский
Владимир Николаевич Иванов
Виталий Николаевич Корулин
Игорь Владимирович Устинов
Владимир Михайлович Неручев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" filed Critical Открытое акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени"
Priority to RU2012119626/07A priority Critical patent/RU2489728C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2489728C1 publication Critical patent/RU2489728C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: module has a multilayer printed-circuit board with N conducting layers and plated holes, through which interlayer electrical connections are made, which carries high-frequency and low-frequency connectors, as well as conductor strips and radio components which are grouped into analogue and digital signal processing zones. The screening plane of the analogue signal processing zone is located in the n-th conducting layer. The screening plane of the digital signal processing zone is located in the neighbouring (n+1)-th conducting layer. The earthing plane of the digital signal processing zone is connected through a plated hole, which forms the earth potential input line into the analogue signal processing zone from the digital signal processing zone, with the earth potential input section, located in the first conducting layer, into the analogue signal processing zone which is connected to the surrounding earthing section at one point by a zero resistance resistor. Said plated hole crosses the screening plane and the earthing sections of the digital signal processing zone to provide electrical contact with them, and the screening plane and crosses the earthing sections of the analogue signal processing zone without electrical contact with them.
EFFECT: designing a new version of the module, which widens the existing range of modules that are characterised by arranging the analogue and digital signal processing zones on below the other on different sides of a multilayer printed-circuit board and mutual screening by on-board means.
13 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при конструировании малогабаритных модулей приемников сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС).The invention relates to radio engineering and can be used in the design of small-sized modules of the signal receivers of global navigation satellite systems (GNSS).

Модули приемников сигналов ГНСС служат для получения навигационной информации и/или информации о точном времени на основе принимаемых сигналов ГНСС, например сигналов ГНСС ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США). Эти сигналы обрабатываются с помощью аналоговых и цифровых функциональных узлов, размещенных на многослойной печатной плате. Аналоговая обработка включает, в частности, фильтрацию сигналов от помех, их усиление и преобразование по частоте с понижением частоты, а цифровая обработка включает, в частности, многоканальную корреляционную обработку и обработку в цифровом процессоре. Для обеспечения внутриплатной электромагнитной совместимости разнородных функциональных узлов, осуществляющих аналоговую и цифровую обработку сигналов (т.е. для уменьшения до приемлемого уровня паразитных наводок и наведенных помех, обусловленных взаимным влиянием аналоговых и цифровых узлов), эти узлы размещаются на многослойной печатной плате определенным образом и экранируются внутриплатными средствами.GNSS signal receiver modules are used to obtain navigation information and / or accurate time information based on the received GNSS signals, for example GNSS signals GLONASS (Russia) and GPS (USA). These signals are processed using analog and digital functional units located on a multilayer printed circuit board. Analog processing includes, in particular, filtering signals from interference, their amplification and frequency conversion with decreasing frequency, and digital processing includes, in particular, multi-channel correlation processing and processing in a digital processor. To ensure the on-board electromagnetic compatibility of heterogeneous functional units that perform analog and digital signal processing (i.e., to reduce to an acceptable level of spurious interference and induced interference caused by the mutual influence of analog and digital nodes), these nodes are placed on a multilayer printed circuit board in a certain way and shielded by internal means.

Известны конструкции модулей приемников сигналов ГНСС, в которых функциональные узлы, осуществляющие аналоговую и цифровую обработку сигналов ГНСС, сгруппированы по соответствующим функциональным зонам - зонам аналоговой и цифровой обработки сигналов, расположенным последовательно в соответствии с последовательностью обработки сигналов вдоль длинной стороны многослойной печатной платы, см., например, патенты РФ: [1] - RU 2172080 C1, H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 10.08.2001, [2] - RU 2188522 C1, H05K 1/14, H01P 11/00, 27.08.2002, [3] - RU 2192108 C1, H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 9/00, 27.10.2002, [4] - RU 2194375 C1, H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 9/00, 10.12.2002, [5] - RU 2199839 C1, H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 9/00, 27.02.2003, [6] - RU 2173036 C1, H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 27.08.2001. В каждой из зон аналоговой и цифровой обработки сигналов осуществляется экранировка с помощью плоскостных экранов, образованных земляными плоскостями, выполненными во внутренних проводящих слоях многослойной печатной платы и служащими проводниками питания потенциала «Земля» для электрорадиоэлементов соответствующих зон. Такая внутриплатная внутризонная экранировка позволяет уменьшить влияние паразитных наводок и наведенных помех, создаваемых элементами, принадлежащими разным функциональным зонам и передаваемых в основном по цепям питания.There are known designs of GNSS signal receiver modules, in which functional units that perform analog and digital processing of GNSS signals are grouped according to the corresponding functional zones - zones of analog and digital signal processing, arranged in series in accordance with the signal processing sequence along the long side of a multilayer printed circuit board, see For example, RF patents: [1] - RU 2172080 C1, H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 08/10/2001, [2] - RU 2188522 C1, H05K 1/14, H01P 11 / 00, 08.27.2002, [3] - RU 2192108 C1, H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 9/00, 10.27.2002, [4] - RU 2194375 C1, H05K 1 / 00, 1/11, 1 / 14, 3/46, 9/00, 12/10/2002, [5] - RU 2199839 C1, H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 9/00, 02/27/2003, [6 ] - RU 2173036 C1, H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 08.27.2001. In each of the zones of analog and digital signal processing, shielding is carried out using planar screens formed by ground planes made in the inner conductive layers of a multilayer printed circuit board and serving as power conductors of the Earth potential for the radio-electronic elements of the corresponding zones. This on-board in-band shielding allows you to reduce the influence of spurious interference and induced noise created by elements belonging to different functional areas and transmitted mainly through the power supply circuit.

Последовательное расположение зон аналоговой и цифровой обработки сигналов, примененное в патентах [1]-[6], в наибольшей степени отвечает элементной базе низкого и среднего уровня интеграции, обеспечивая возможность рационального размещения большого количества дискретных электрорадиоэлементов по обеим сторонам многослойной печатной платы в каждой из зон аналоговой и цифровой обработки сигналов.The sequential arrangement of the zones of analog and digital signal processing, used in patents [1] - [6], to the greatest extent corresponds to the element base of low and medium integration levels, providing the possibility of rational placement of a large number of discrete electro-radio elements on both sides of a multilayer printed circuit board in each of the zones analog and digital signal processing.

С повышением уровня интеграции элементной базы и уменьшением в связи с этим общего числа электрорадиоэлементов принцип последовательного расположения зон аналоговой и цифровой обработки сигналов при двухстороннем размещении электрорадиоэлементов в каждой из зон, примененный в патентах [1]-[6], перестает быть оптимальным с точки зрения возможностей миниатюризации конструкции модуля приемника сигналов ГНСС. Данному случаю в большей мере отвечает одностороннее размещение электрорадиоэлементов в пределах каждой из зон аналоговой и цифровой обработки сигналов при одновременном размещении этих зон друг под другом по разным сторонам многослойной печатной платы, например как это осуществлено в модулях приемников сигналов ГНСС, представленных в патентах РФ: [7] - RU 2287918 C1, H05K 1/11, 3/46, 9/00, 20.11.2006; [8] - RU 2287919 C1, H05K 1/11, 3/46, 9/00, 20.11.2006; [9] - RU 2287920 C1, H05K 1/14, 20.11.2006, а также в модуле приемника сигналов ГНСС, представленном в патенте РФ [10] - RU 2287917 C1, H05K 1/11, 3/46, 9/00, 20.11.2006, принятом в качестве прототипа.With an increase in the level of integration of the element base and a decrease in the total number of electro-radio elements in this regard, the principle of the sequential arrangement of the zones of analog and digital signal processing for the double-sided placement of electro-radio elements in each zone, applied in patents [1] - [6], ceases to be optimal from the point of view possibilities of miniaturization of the design of the GNSS signal receiver module. To this case, to a greater extent, the one-sided placement of electro-radio elements within each of the zones of analog and digital signal processing corresponds to the simultaneous placement of these zones under each other on different sides of the multilayer printed circuit board, for example, as is done in the GNSS signal receiver modules presented in the patents of the Russian Federation: [ 7] - RU 2287918 C1, H05K 1/11, 3/46, 9/00, 11/20/2006; [8] - RU 2287919 C1, H05K 1/11, 3/46, 9/00, 11/20/2006; [9] - RU 2287920 C1, H05K 1/14, 11/20/2006, as well as in the GNSS signal receiver module presented in the patent of the Russian Federation [10] - RU 2287917 C1, H05K 1/11, 3/46, 9/00, November 20, 2006, adopted as a prototype.

Принятый в качестве прототипа модуль приемника сигналов ГНСС [10] содержит многослойную печатную плату с N проводящими слоями, несущую печатные проводники и электрорадиоэлементы электрической схемы, предназначенной для приема и обработки сигналов ГНСС, а также средства для внешних подключений в виде высоко-частотного и низкочастотного соединителей. При этом печатные проводники и электрорадиоэлементы, относящиеся к узлам аналоговой и цифровой обработки сигналов, сгруппированы по двум функциональным зонам - зонам аналоговой и цифровой обработки сигналов.The GNSS signal receiver module [10], adopted as a prototype, contains a multilayer printed circuit board with N conductive layers, carrying printed conductors and electrical components of an electrical circuit designed for receiving and processing GNSS signals, as well as means for external connections in the form of high-frequency and low-frequency connectors . At the same time, printed conductors and electro-radio elements related to the nodes of analog and digital signal processing are grouped into two functional zones - zones of analog and digital signal processing.

Зона аналоговой обработки сигналов занимает участки в проводящих слоях с первого по n-ый, зона цифровой обработки сигналов расположена под ней и занимает участки в проводящих слоях с (n+1)-го по N-ый. В примере, рассмотренном в [10], общее число проводящих слоев равно двенадцати (N=12), при этом зона аналоговой обработки сигналов занимает первые шесть проводящих слоев (n=6), а зона цифровой обработки сигналов - остальные шесть проводящих слоев (N - n=6). В общем случае количество проводящих слоев, занимаемых указанными зонами, может быть иным в зависимости от конкретной электрической схемы, но не меньше четырех слоев (n≥4) для зоны аналоговой обработки сигналов (один слой - наружный - для размещения электрорадиоэлементов, как минимум два внутренних слоя - для размещения печатных проводников, и один внутренний слой - для размещения экранирующей плоскости) и не меньше шести слоев (N-n≥6) для зоны цифровой обработки сигналов (один слой - наружный - для размещения электрорадиоэлементов, как минимум два внутренних слоя - для размещения печатных проводников, один внутренний слой - для размещения участков цифрового питания, один внутренний слой - для размещения земляной плоскости, служащей проводником питания потенциала «Земля» для электрорадиоэлементов зоны цифровой обработки сигналов, и один внутренний слой - для размещения экранирующей плоскости).The zone of analog signal processing occupies sections in the conductive layers from the first to the n-th, the zone of digital signal processing is located below it and occupies sections in the conductive layers from the (n + 1) th to the N-th. In the example considered in [10], the total number of conductive layers is twelve (N = 12), while the zone of analog signal processing occupies the first six conductive layers (n = 6), and the zone of digital signal processing is the remaining six conductive layers (N - n = 6). In the general case, the number of conductive layers occupied by these zones may be different depending on the specific electrical circuit, but not less than four layers (n≥4) for the zone of analog signal processing (one layer - external - for placement of radio-electronic elements, at least two internal layer - to accommodate the printed conductors, and one inner layer - to accommodate the shielding plane) and at least six layers (Nn≥6) for the digital signal processing zone (one layer - the outer one - to accommodate radio electronic elements, as a minimum two inner layers - to accommodate printed conductors, one inner layer - to accommodate areas of digital power supply, one inner layer - to accommodate an earth plane serving as a power conductor of the Earth potential for electronic components of a digital signal processing zone, and one inner layer - to accommodate a shielding plane).

В наружном первом проводящем слое на границе с зоной аналоговой обработки сигналов располагается высокочастотный соединитель, служащий для подвода к многослойной печатной плате сигналов ГНСС. В наружном N-ом проводящем слое на границе с зоной цифровой обработки сигналов располагается низкочастотный соединитель, служащий для подвода к многослойной печатной плате внешнего питания и внешних управляющих сигналов и отвода обработанных сигналов.In the outer first conductive layer, at the border with the analog signal processing zone, there is a high-frequency connector, which serves to supply GNSS signals to the multilayer printed circuit board. In the outer Nth conductive layer at the border with the digital signal processing zone, there is a low-frequency connector, which serves to supply external power and external control signals to the multilayer printed circuit board and remove the processed signals.

Межслойные электрические соединения в пределах зон аналоговой и цифровой обработки сигналов осуществляются с помощью соответствующих глухих металлизированных отверстий, а межслойные электрические соединения между зонами осуществляются с помощью сквозных металлизированных отверстий.The interlayer electrical connections within the zones of analog and digital signal processing are carried out using the corresponding deaf metallized holes, and the interlayer electrical connections between the zones are made using through metallized holes.

В зоне цифровой обработки сигналов в k-ом проводящем слое, расположенном между (n+1)-ым и N-ым проводящими слоями, располагается земляная плоскость зоны цифровой обработки сигналов, служащая проводником питания потенциала «Земля» для электрорадиоэлементов зоны цифровой обработки сигналов. Эта земляная плоскость электрически соединена с выводом «Земля» низкочастотного соединителя, служащим для подвода потенциала «Земля» от внешнего источника питания. С этой земляной плоскостью с помощью сквозного металлизированного отверстия, образующего линию ввода потенциала «Земля» в зону аналоговой обработки сигналов из зоны цифровой обработки сигналов, соединен расположенный в первом проводящем слое участок ввода потенциала «Земля» в зону аналоговой обработки сигналов. В прототипе этот участок является частью общего земляного участка, с которым связаны все остальные проводники питания потенциала «Земля» электрорадиоэлементов зоны аналоговой обработки сигналов.In the zone of digital signal processing in the k-th conductive layer located between the (n + 1) -th and N-th conductive layers, there is an earthen plane of the digital signal processing zone, which serves as a power conductor of the “Earth” potential for electronic components of the digital signal processing zone. This ground plane is electrically connected to the Earth terminal of the low-frequency connector, which serves to supply the Earth potential from an external power source. Using this through-ground plane through a metallized hole that forms the “Earth” potential input line into the analog signal processing zone from the digital signal processing zone, the “Earth” potential input section into the analog signal processing zone located in the first conductive layer is connected. In the prototype, this site is part of a common earth site, with which all other power conductors of the Earth potential are connected to the radio-electronic elements of the analog signal processing zone.

В каждой из зон аналоговой и цифровой обработки сигналов имеются экранирующие плоскости, расположенные, соответственно, в n-ом и (n+1)-ом проводящих слоях. Сквозное металлизированное отверстие, образующее линию ввода потенциала «Земля» в зону аналоговой обработки сигналов из зоны цифровой обработки сигналов, пересекает эти экранирующие плоскости без непосредственного электрического контакта с ними через соответствующие окна, лишенные металлизации.In each of the zones of analog and digital signal processing, there are shielding planes located, respectively, in the nth and (n + 1) -th conductive layers. A through metallized hole that forms the line of input of the Earth potential into the analog signal processing zone from the digital signal processing zone crosses these screening planes without direct electrical contact with them through the corresponding windows without metallization.

С каждой из этих экранирующих плоскостей контактирует группа глухих металлизированных отверстий, расположенных по периметру соответствующей зоны и пересекающих все проводящие слои в пределах своей зоны. В каждой из зон эти глухие металлизированные отверстия контактируют с дополнительными экранирующими проводниками, расположенными по периметру каждой из зон в проводящих слоях с первого по (n-1)-ый и с (n+2)-го по N-ый соответственно. При этом экранирующий проводник, расположенный по периметру зоны аналоговой обработки сигналов в первом проводящем слое, соединен электропроводящей перемычкой с участком ввода потенциала «Земля» в зону аналоговой обработки сигналов, а экранирующий проводник, расположенный по периметру зоны цифровой обработки сигналов в N-ом проводящем слое, соединен электропроводящей перемычкой с расположенным в этом же проводящем слое земляным участком, электрически соединенным с земляной плоскостью, расположенной в k-ом проводящем слое. Тем самым в теле многослойной печатной платы образуются электропроводные каркасы двух внутриплатных экранов, обеспечивающих взаимное электромагнитное экранирование зон аналоговой и цифровой обработки сигналов.Each of these shielding planes is contacted by a group of deaf metallized holes located along the perimeter of the corresponding zone and intersecting all conductive layers within its zone. In each zone, these blind metallized holes contact additional shielding conductors located around the perimeter of each of the zones in the conducting layers from the first to the (n-1) th and from the (n + 2) th to the N th, respectively. In this case, a shielding conductor located along the perimeter of the zone of analog signal processing in the first conductive layer is connected by an electrically conductive jumper to the input site of the potential "Earth" in the zone of analog signal processing, and a shielding conductor located along the perimeter of the zone of digital signal processing in the Nth conductive layer is connected by an electrically conductive jumper to an earthen portion located in the same conductive layer, electrically connected to an earthen plane located in the kth conductive layer. Thus, electrically conductive frames of two on-board screens are formed in the body of the multilayer printed circuit board, providing mutual electromagnetic shielding of the zones of analog and digital signal processing.

В рассмотренной конструкции за счет одностороннего размещения электрорадиоэлементов в пределах зон аналоговой и цифровой обработки сигналов и размещения этих зон друг под другом по разным сторонам многослойной печатной платы достигается уменьшение площади модуля, а за счет внутриплатных объемных экранов обеспечивается взаимное экранирование этих зон и, соответственно, их внутриплатная электромагнитная совместимость.In the design under consideration, due to the one-sided placement of electro-radio elements within the zones of analog and digital signal processing and the placement of these zones under each other on different sides of the multilayer printed circuit board, the module area is reduced, and due to the internal board volume screens, mutual shielding of these zones and, accordingly, their On-Board Electromagnetic Compatibility.

Примененное в модуле-прототипе [10] конструктивное решение по обеспечению внутриплатного экранирования зон аналоговой и цифровой обработки сигналов, расположенных друг под другом по разным сторонам многослойной печатной платы, не является единственно возможным. Альтернативные решения представлены, в частности, в аналогах [7]-[9], где рассмотрены другие варианты внутриплатного экранирования зон аналоговой и цифровой обработки сигналов. Возможны и другие решения, отличные от решений, представленных в [7]-[10], одно из которых является предметом рассмотрения настоящей заявки.The constructive solution used in the prototype module [10] to provide on-board shielding of the zones of analog and digital signal processing located one below the other on different sides of a multilayer printed circuit board is not the only possible one. Alternative solutions are presented, in particular, in analogs [7] - [9], where other options for on-board shielding of analog and digital signal processing zones are considered. Other solutions are possible, other than the solutions presented in [7] - [10], one of which is the subject of this application.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является создание нового варианта модуля приемника сигналов ГНСС, расширяющего существующий арсенал модулей приемников сигналов ГНСС, характеризующихся размещением зон аналоговой и цифровой обработки сигналов друг под другом по разным сторонам многослойной печатной платы и их взаимным экранированием внутриплатными средствами.The technical result, to which the claimed invention is directed, is to create a new version of the GNSS signal receiver module, expanding the existing arsenal of GNSS signal receiver modules, characterized by placing zones of analog and digital signal processing under each other on different sides of a multilayer printed circuit board and their mutual shielding by internal circuit boards .

Сущность изобретения заключается в следующем. Модуль приемника сигналов ГНСС содержит многослойную печатную плату с N проводящими слоями и металлизированными отверстиями, посредством которых осуществляются межслойные электрические соединения, несущую печатные проводники и электрорадиоэлементы электрической схемы, предназначенной для приема и обработки сигналов ГНСС, высокочастотный соединитель, расположенный в первом проводящем слое, предназначенный для подвода к многослойной печатной плате сигналов ГНСС, и расположенный в N-ом проводящем слое низкочастотный соединитель, предназначенный для подвода к многослойной печатной плате внешнего питания и управляющих сигналов и отвода от нее обработанных сигналов. Печатные проводники и электрорадиоэлементы, относящиеся к узлам аналоговой и цифровой обработки сигналов, сгруппированы по соответствующим зонам, первая из которых - зона аналоговой обработки сигналов - занимает участки в проводящих слоях с первого по n-ый, а вторая - нижние проводящие слои с (n+1)-го по N-ый, где n≥4, N-n≥6. B n-ом проводящем слое находится экранирующая плоскость зоны аналоговой обработки сигналов. В соседним с ним (n+1)-ом проводящем слое находится экранирующая плоскость зоны цифровой обработки сигналов. В k-ом проводящем слое, расположенном между (n+1)-ым и N-ым проводящими слоями, находится земляная плоскость зоны цифровой обработки сигналов, служащая проводником питания потенциала «Земля» для электрорадиоэлементов зоны цифровой обработки сигналов, электрически соединенная с выводом «Земля» низкочастотного соединителя, а также, с помощью сквозного металлизированного отверстия, образующего линию ввода потенциала «Земля» в зону аналоговой обработки сигналов из зоны цифровой обработки сигналов, - с участком ввода потенциала «Земля» в зону аналоговой обработки сигналов, расположенным в первом проводящем слое. Сквозное металлизированное отверстие, образующее линию ввода потенциала «Земля» в зону аналоговой обработки сигналов из зоны цифровой обработки сигналов, пересекает находящуюся в n-ом проводящем слое экранирующую плоскость зоны аналоговой обработки сигналов без непосредственного электрического контакта с ней через соответствующее окно, лишенное металлизации. По периметру зоны цифровой обработки сигналов располагается группа глухих металлизированных отверстий, пересекающих проводящие слои данной зоны с (n+1)-го по N-ый, а по периметру зоны аналоговой обработки сигналов располагается другая группа глухих металлизированных отверстий, пересекающих проводящие слои данной зоны с первого по n-ый, причем в n-ом проводящем слое эти глухие металлизированные отверстия контактируют с экранирующей плоскостью зоны аналоговой обработки сигналов. В отличие от прототипа, сквозное металлизированное отверстие, образующее линию ввода потенциала «Земля» в зону аналоговой обработки сигналов из зоны цифровой обработки сигналов, пересекает находящуюся в (n+1)-ом проводящем слое экранирующую плоскость зоны цифровой обработки сигналов с обеспечением электрического контакта с ней, глухие металлизированные отверстия, располагающиеся по периметру зоны аналоговой обработки сигналов, контактируют с земляными участками, заполняющими свободные от размещения печатных проводников площади в проводящих слоях с первого по (n-1)-ый, глухие металлизированные отверстия, располагающиеся по периметру зоны цифровой обработки сигналов, контактируют с находящейся в k-ом проводящем слое земляной плоскостью, а также с земляными участками, заполняющими свободные от размещения печатных проводников площади в проводящих слоях зоны цифровой обработки сигналов, не занятых земляной и экранирующей плоскостями, а располагающийся в первом проводящем слое участок ввода потенциала «Земля» в зону аналоговой обработки сигналов выполнен в виде локализованной контактной площадки и соединен с окружающим ее земляным участком в одном месте с помощью резистора нулевого сопротивления.The invention consists in the following. The GNSS signal receiver module contains a multilayer printed circuit board with N conductive layers and metallized holes, through which interlayer electrical connections are made, carrying printed conductors and radio-electronic elements of an electrical circuit designed to receive and process GNSS signals, a high-frequency connector located in the first conductive layer, designed to GNSS signals to the multilayer printed circuit board, and a low-frequency connector located in the Nth conductive layer, pre Designed for supplying external power and control signals to a multilayer printed circuit board and removing processed signals from it. The printed conductors and electro-radio elements related to the nodes of analog and digital signal processing are grouped according to the corresponding zones, the first of which - the zone of analog signal processing - occupies sections in the conductive layers from the first to the n-th, and the second - the lower conductive layers with (n + 1) of the Nth, where n≥4, Nn≥6. In the nth conductive layer is the shielding plane of the analog signal processing zone. In the adjacent (n + 1) th conducting layer there is a screening plane of the digital signal processing zone. In the k-th conductive layer, located between the (n + 1) -th and N-th conductive layers, there is an earthen plane of the digital signal processing zone, which serves as a power conductor of the “Earth” potential for the radio-electronic elements of the digital signal processing zone, electrically connected to the output “ Earth "of the low-frequency connector, and also, through a metallized hole that forms the line for inputting the potential" Earth "into the zone of analog signal processing from the zone of digital signal processing, with the site for the input of potential" Earth "into the zones in analog signal processing located in the first conductive layer. The through metallized hole forming the line of the Earth potential input into the analog signal processing zone from the digital signal processing zone crosses the screen plane of the analog signal processing zone located in the n-th conductive layer without direct electrical contact with it through the corresponding window without metallization. Along the perimeter of the digital signal processing zone there is a group of deaf metallized holes intersecting the conductive layers of a given zone from (n + 1) to Nth, and along the perimeter of the analog signal processing zone there is another group of deaf metallized holes intersecting the conductive layers of this zone with the first to the nth, and in the nth conductive layer, these deaf metallized holes contact the shielding plane of the analog signal processing zone. Unlike the prototype, a through metallized hole that forms the “Earth” potential input line into the analog signal processing zone from the digital signal processing zone intersects the screening plane of the digital signal processing zone located in the (n + 1) -th conducting layer with electrical contact with her, deaf metallized holes located around the perimeter of the zone of analog signal processing, are in contact with the earthen plots filling the area free from the placement of printed conductors in the driving layers from the first to the (n-1) th, blind metallized holes located along the perimeter of the digital signal processing zone are in contact with the ground plane located in the kth conductive layer, as well as with the ground sections filling the areas free from the placement of printed conductors in the conductive layers of the digital signal processing zone, not occupied by the ground and shielding planes, and the area of the input of the Earth potential into the zone of analog signal processing located in the first conductive layer is made in the form of localization contact area and connected to the surrounding earthen plot in one place using a resistor of zero resistance.

Сущность изобретения и его реализуемость поясняются чертежами, представленными на фиг.1-13, иллюстрирующими пример выполнения модуля приемника сигналов ГНСС на десятислойной (N=10) печатной плате.The invention and its feasibility are illustrated by the drawings presented in figures 1-13, illustrating an example implementation of the GNSS signal receiver module on a ten-layer (N = 10) printed circuit board.

На фиг.1 представлен фрагмент десятислойной печатной платы в разрезе (расположение печатных проводников и металлизированных отверстий условное);Figure 1 presents a fragment of a ten-layer printed circuit board in the context (the location of the printed conductors and metallized holes conditional);

на фиг.2 - фрагмент расположения электрорадиоэлементов в первом проводящем слое (2а - вид со стороны элементов первого проводящего слоя, печатные проводники условно не показаны, 2б - вид с торца на высокочастотный соединитель);figure 2 is a fragment of the location of the electrical elements in the first conductive layer (2a is a view from the side of the elements of the first conductive layer, printed conductors are not shown conventionally, 2b is an end view of the high-frequency connector);

на фиг.3 - фрагмент расположения электрорадиоэлементов в десятом проводящем слое (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные, печатные проводники условно не показаны);figure 3 is a fragment of the location of the radio elements in the tenth conductive layer (view from the side of the first layer, the layers are conditionally transparent, the printed conductors are not shown conventionally);

на фиг.4 - фрагмент рисунка печати первого проводящего слоя;figure 4 is a fragment of the print pattern of the first conductive layer;

на фиг.5 - фрагмент рисунка печати второго проводящего слоя (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);figure 5 is a fragment of the print pattern of the second conductive layer (view from the side of the first layer, the layers are conditionally transparent);

на фиг.6 - фрагмент рисунка печати третьего проводящего слоя (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);figure 6 is a fragment of the print pattern of the third conductive layer (view from the side of the first layer, the layers are conditionally transparent);

на фиг.7 - фрагмент рисунка печати четвертого проводящего слоя (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);7 is a fragment of the print pattern of the fourth conductive layer (view from the side of the first layer, the layers are conditionally transparent);

на фиг.8 - фрагмент рисунка печати пятого проводящего слоя (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);on Fig - a fragment of the print pattern of the fifth conductive layer (view from the side of the first layer, layers conditionally transparent);

на фиг.9 - фрагмент рисунка печати шестого проводящего слоя (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);figure 9 is a fragment of the print pattern of the sixth conductive layer (view from the side of the first layer, the layers are conditionally transparent);

на фиг.10 - фрагмент рисунка печати седьмого проводящего слоя (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);figure 10 is a fragment of the print pattern of the seventh conductive layer (view from the side of the first layer, layers conditionally transparent);

на фиг.11 - фрагмент рисунка печати восьмого проводящего слоя (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);11 is a fragment of the print pattern of the eighth conductive layer (view from the side of the first layer, the layers are conditionally transparent);

на фиг.12 - фрагмент рисунка печати девятого проводящего слоя (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);on Fig - a fragment of the print pattern of the ninth conductive layer (view from the side of the first layer, layers conditionally transparent);

на фиг.13 - фрагмент рисунка печати десятого проводящего слоя (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные).Fig.13 is a fragment of the print pattern of the tenth conductive layer (view from the side of the first layer, the layers are conditionally transparent).

Заявляемый модуль приемника сигналов ГНСС (далее модуль) содержит многослойную печатную плату 1 с N проводящими слоями 2. В рассматриваемом примере многослойная печатная плата 1 имеет десять (N=10) проводящих слоев 2, а именно, первый проводящий слой 21, второй проводящий слой 22, третий проводящий слой 23, четвертый проводящий слой 24, пятый проводящий слой 25, шестой проводящий слой 26, седьмой проводящий слой 27, восьмой проводящий слой 28, девятый проводящий слой 29 и десятый проводящий слой 210. Проводящие слои 21 и 210 являются наружными, а проводящие слои 22÷29 - внутренними; все проводящие слои 2 (21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 210) отделены друг от друга соответствующими изолирующими слоями 3 (фиг.1).The inventive GNSS signal receiver module (hereinafter the module) contains a multilayer printed circuit board 1 with N conductive layers 2. In this example, a multilayer printed circuit board 1 has ten (N = 10) conductive layers 2, namely, the first conductive layer 2 1 , the second conductive layer 2 2 , the third conductive layer 2 3 , the fourth conductive layer 2 4 , the fifth conductive layer 2 5 , the sixth conductive layer 2 6 , the seventh conductive layer 2 7 , the eighth conductive layer 2 8 , the ninth conductive layer 2 9 and the tenth conductive layer 2 10 . The conductive layers 2 1 and 2 10 are external, and the conductive layers 2 2 ÷ 2 9 are internal; all conductive layers 2 (2 1 , 2 2 , 2 3 , 2 4 , 2 5 , 2 6 , 2 7 , 2 8 , 2 9 , 2 10 ) are separated from each other by the corresponding insulating layers 3 (Fig. 1).

Многослойная печатная плата 1 несет высокочастотный соединитель 4, низкочастотный соединитель 5, а также печатные проводники и электрорадиоэлементы электрической схемы, предназначенной для приема и обработки сигналов ГНСС, сгруппированные по зонам аналоговой 6 и цифровой 7 обработки сигналов (фиг.1-3).The multilayer printed circuit board 1 carries a high-frequency connector 4, a low-frequency connector 5, as well as printed conductors and electrical radio elements of an electrical circuit designed to receive and process GNSS signals, grouped by zones of analog 6 and digital 7 signal processing (Figs. 1-3).

Высокочастотный соединитель 4 расположен в первом проводящем слое 21 на границе с зоной 6 аналоговой обработки сигналов (фиг.2а) и служит для подвода к многослойной печатной плате 1 сигналов ГНСС, поступающих от внешней антенны. В качестве высокочастотного соединителя 4 используется предназначенный для поверхностного монтажа высокочастотный соединитель с планарными выводами, например розетка прямая типа ММСХ R110 422 100 фирмы RADIALL. Высокочастотный соединитель 4 устанавливается в торцевом вырезе многослойной печатной платы 1 (фиг.2б) и распаивается на соответствующих контактных площадках.The high-frequency connector 4 is located in the first conductive layer 2 1 at the boundary with the analog signal processing zone 6 (Fig. 2a) and serves to supply GNSS signals from an external antenna to the multilayer printed circuit board 1. As a high-frequency connector 4, a high-frequency connector with planar leads intended for surface mounting is used, for example, a straight socket type MMSC R110 422 100 from RADIALL. High-frequency connector 4 is installed in the end cutout of the multilayer printed circuit board 1 (Fig.2B) and is soldered to the corresponding contact pads.

В рассматриваемом примере показан вариант модуля с одним установленным на многослойной печатной плате 1 высокочастотным соединителем 4, предназначенным для подключения пассивной антенны. Возможен вариант модуля с двумя высокочастотными соединителями (на фигурах не показано), где второй высокочастотный соединитель используется для подключения активной антенны. Для этого в многослойной печатной плате 1 предусмотрено соответствующее дополнительное посадочное место - второй торцевой вырез и соответствующие контактные площадки для распайки второго высокочастотного соединителя.In this example, a variant of a module with one high-frequency connector 4 mounted on a multilayer printed circuit board 1, designed to connect a passive antenna, is shown. A variant of the module with two high-frequency connectors (not shown in the figures) is possible, where the second high-frequency connector is used to connect an active antenna. For this, in the multilayer printed circuit board 1, a corresponding additional seat is provided - a second end cut-out and corresponding contact pads for desoldering the second high-frequency connector.

Низкочастотный соединитель 5 расположен в N-ом (десятом) проводящем слое 210 на границе с зоной 7 цифровой обработки сигналов (фиг.3) и предназначен для подвода к многослойной печатной плате 1 внешнего питания и управляющих сигналов и отвода от нее обработанных сигналов. В качестве соединителя 5 может использоваться предназначенный для поверхностного монтажа низкочастотный соединитель с пла-нарными выводами, например розетка прямая типа CLM-115-02-G-D-P (2×15) фирмы SAMTEC.The low-frequency connector 5 is located in the N-th (tenth) conducting layer 2 10 at the border with the digital signal processing zone 7 (Fig. 3) and is intended for supplying external power and control signals to the multilayer printed circuit board 1 and removing processed signals from it. As a connector 5, a low-frequency connector with planar leads intended for surface mounting can be used, for example, a straight socket type CLM-115-02-GDP (2 × 15) from SAMTEC.

Зона 6 аналоговой обработки сигналов занимает верхние проводящие слои с первого по n-ый, а зона 7 цифровой обработки сигналов располагается под зоной 6 аналоговой обработки сигналов и занимает нижние проводящие слои с (n+1)-го по N-ый, где n≥4, N-n≥6. В рассматриваемом примере, отвечающем случаю N=10, n=4 и N-n=6, зона 6 аналоговой обработки сигналов занимает первые четыре проводящих слоя 21, 22, 23, 24, (фиг.1, 2, 4-7), а зона 7 цифровой обработки сигналов занимает остальные шесть проводящих слоев 25, 26, 27, 28, 29, 210 (фиг.1, 3, 8-13).Zone 6 of the analog signal processing occupies the first conductive layers from the first to the n-th, and zone 7 of digital signal processing is located below the zone 6 of the analog signal processing and occupies the lower conductive layers from the (n + 1) th to the N-th, where n≥ 4, Nn≥6. In this example, corresponding to the case N = 10, n = 4 and Nn = 6, zone 6 of the analog signal processing occupies the first four conductive layers 2 1 , 2 2 , 2 3 , 2 4 , (Figs. 1, 2, 4-7 ), and zone 7 of digital signal processing occupies the remaining six conductive layers 2 5 , 2 6 , 2 7 , 2 8 , 2 9 , 2 10 (Figs. 1, 3, 8-13).

Межслойные электрические соединения в зоне 6 аналоговой обработки сигналов осуществляются с помощью глухих металлизированных отверстий 8, межслойные электрические соединения в зоне 7 цифровой обработки сигналов осуществляются с помощью глухих металлизированных отверстий 9, а межслойные электрические соединения между зонами аналоговой 6 и цифровой 7 обработки сигналов осуществляются с помощью сквозных металлизированных отверстий 10. Примеры выполнения и размещения некоторых из этих металлизированных отверстий представлены на фиг.1, 4-13.The interlayer electrical connections in zone 6 of the analog signal processing are carried out using deaf metallized holes 8, the interlayer electrical connections in zone 7 of the digital signal processing are made using deaf metallized holes 9, and the interlayer electrical connections between the zones of analog 6 and digital 7 are processed using through metallized holes 10. Examples of the execution and placement of some of these metallized holes are presented in figures 1, 4-13 .

В n-ом (четвертом) проводящем слое 24 находится экранирующая плоскость 11 зоны 6 аналоговой обработки сигналов (фиг.7), а в соседнем (n+1)-ом (пятом) проводящем слое 25 находится экранирующая плоскость 12 зоны 7 цифровой обработки сигналов (фиг.8).In the n-th (fourth) conducting layer 2 4 is the shielding plane 11 of the zone 6 of the analog signal processing (Fig. 7), and in the adjacent (n + 1) -th (fifth) conducting layer 2 5 is the shielding plane 12 of the zone 7 of the digital signal processing (Fig.8).

В k-ом проводящем слое, расположенном между (n+1)-ым и N-ым проводящими слоями (в рассматриваемом примере, отвечающем случаю k=9, - в девятом проводящем слое 29), находится земляная плоскость 13 зоны 7 цифровой обработки сигналов (фиг.12), служащая проводником питания потенциала «Земля» для электрорадиоэлементов данной зоны.In the k-th conductive layer located between the (n + 1) -th and N-th conductive layers (in the considered example, corresponding to the case k = 9, in the ninth conductive layer 2 9 ), there is an earth plane 13 of the digital processing zone 7 signals (Fig), which serves as a conductor of power supply of the potential "Earth" for the electrical elements of this zone.

Земляная плоскость 13 электрически соединена с выводами 14 «Земля» низкочастотного соединителя 5 (фиг.3, 12, 13), служащими для подвода потенциала «Земля» от внешнего источника питания.The ground plane 13 is electrically connected to the terminals 14 "Earth" of the low-frequency connector 5 (Fig.3, 12, 13), which serve to supply the potential "Earth" from an external power source.

Кроме этого, земляная плоскость 13 электрически соединена с расположенным в первом проводящем слое 21 участком 15 ввода потенциала «Земля» в зону 6 аналоговой обработки сигналов, представляющим собой локализованную контактную площадку (фиг.12). Соединение земляной плоскости 13 с участком 15 осуществлено с помощью сдвоенного сквозного металлизированного отверстия 10А, образующего линию ввода потенциала «Земля» в зону 6 аналоговой обработки сигналов из зоны 7 цифровой обработки сигналов (на фиг.4 - 13 в качестве примера обозначено одно отверстие 10А).In addition, the ground plane 13 is electrically connected to the “Earth” potential input section 15 located in the first conductive layer 2 1 into the analog signal processing zone 6, which is a localized contact area (Fig. 12). The ground plane 13 was connected to section 15 using a double through metallized hole 10 A , forming a line for inputting the Earth potential into zone 6 of the analog signal processing from zone 7 of digital signal processing (Figs. 4-13 show one hole 10 as an example A )

Сдвоенное сквозное металлизированное отверстие 10А, образующее линию ввода потенциала «Земля» в зону 6 аналоговой обработки сигналов из зоны 7 цифровой обработки сигналов, пересекает экранирующую плоскость 12 зоны 7 цифровой обработки сигналов с обеспечением электрического контакта с ней (фиг.8), а экранирующую плоскость 11 зоны 6 аналоговой обработки сигналов - без непосредственного электрического контакта с ней через соответствующее окно, лишенное металлизации (фиг.7).A double pass-through metallized hole 10 A , forming a line for inputting the Earth potential into zone 6 of analog signal processing from zone 7 of digital signal processing, intersects the screen plane 12 of zone 7 of digital signal processing with electrical contact with it (Fig. 8), and the screen the plane 11 of zone 6 of the analog signal processing - without direct electrical contact with it through the corresponding window, devoid of metallization (Fig.7).

По периметру зоны 6 аналоговой обработки сигналов располагается группа глухих металлизированных отверстий 8А, пересекающих все проводящие слои данной зоны с первого по n-ый (т.е. с первого слоя 2 по четвертый слой 24) (фиг.4-7).Around the perimeter of zone 6 of the analog signal processing is a group of deaf metallized holes 8BUTintersecting all conductive layers of a given zone from the first to the nth (i.e., from the first layer 2 fourth layer 2four) (Figs. 4-7).

Глухие металлизированные отверстия 8А контактируют с экранирующей плоскостью 11 зоны 6 аналоговой обработки сигналов, находящейся в n-ом (четвертом) проводящем слое 24, а также с земляными участками 16, заполняющими свободные от размещения печатных проводников площади в проводящих слоях с первого по (n-1)-ый (т.е. в проводящих слоях с 21 по 23) (фиг.4-7).Blind metallized holes 8 A are in contact with the shielding plane 11 of zone 6 of the analog signal processing located in the n-th (fourth) conducting layer 2 4 , as well as with earthen sections 16, filling the areas free from the placement of printed conductors in the conducting layers from first to ( n-1) -th (i.e., in the conductive layers 2 1 to 2 3 ) (Figs. 4-7).

Помимо глухих металлизированных отверстий 8A, располагающихся по периметру зоны 6 аналоговой обработки сигналов, земляные участки 16 также соединены друг с другом и с экранирующей плоскостью 11 глухими металлизированными отверстиями 8Б, расположенными внутри периметра данной зоны 9 (на фиг.4-7 в качестве примера обозначено одно из отверстий 8Б).In addition to the deaf metallized holes 8 A located along the perimeter of zone 6 of the analog signal processing, the earthen sections 16 are also connected to each other and to the shielding plane 11 by the deaf metallized holes 8 B located inside the perimeter of this zone 9 (in Figs. 4-7 For example, one of the holes 8 B ) is indicated.

Земляные участки 16, расположенные во втором 22 и третьем 23 проводящих слоях, пересекаются сдвоенным сквозным металлизированным отверстием 10А, образующим линию ввода потенциала «Земля» в зону 6 аналоговой обработки сигналов из зоны 7 цифровой обработки сигналов, без непосредственного электрического контакта между ними через соответствующие окна, лишенные металлизации (фиг.5, 6).Ground sections 16, located in the second 2 2 and third 2 3 conductive layers, intersect with a double pass-through metallized hole 10 A , forming an input line of the potential "Earth" in zone 6 of the analog signal processing from zone 7 of the digital signal processing, without direct electrical contact between them through the appropriate windows, devoid of metallization (Fig.5, 6).

Располагающийся в первом проводящем слое 21 участок 15 ввода потенциала «Земля» в зону 6 аналоговой обработки сигналов электрически соединен в одном месте с окружающим ее земляным участком 16 с помощью резистора нулевого сопротивления 17 (фиг.2, 4).Located in the first conductive layer 2 1, the “Earth” potential input section 15 into the analog signal processing zone 6 is electrically connected in one place to the surrounding earth section 16 by means of a zero resistance resistor 17 (Figs. 2, 4).

Тем самым в зоне 6 аналоговой обработки сигналов образуется внутриплатный объемный экран, соединенный в одном месте с участком 15 ввода потенциала «Земля» в зону 6 аналоговой обработки сигналов.Thus, in the zone 6 of the analog signal processing, an on-board surround screen is formed, connected in one place with the site 15 of the input potential "Earth" in the zone 6 of the analog signal processing.

По периметру зоны 7 цифровой обработки сигналов располагается группа глухих металлизированных отверстий 9А, пересекающих все проводящие слои данной зоны с (n+1)-го по N-ый (т.е. с пятого слоя 25 по десятый слой 210) (фиг.8-13).Around the perimeter of zone 7 of digital signal processing is a group of deaf 9 A metallic holes that intersect all the conductive layers of this zone from the (n + 1) th to the N th (i.e., from the fifth layer 2 5 to the tenth layer 2 10 ) ( Figs. 8-13).

Глухие металлизированные отверстия 9А контактируют с земляной плоскостью 13, находящейся в k-ом (девятом) проводящем слое 29, а также с земляными участками 18, заполняющими свободные от размещения печатных проводников площади в проводящих слоях зоны 7 цифровой обработки сигналов, не занятых земляной 13 и экранирующей 12 плоскостями, т.е. в проводящих слоях 26, 27, 28, 210 (фиг.9, 10, 11, 13).The deaf metallized openings 9 A are in contact with the ground plane 13 located in the kth (ninth) conductive layer 2 9 , as well as with the ground sections 18 that fill the areas free from the placement of printed conductors in the conductive layers of the digital signal processing zone 7 not occupied by the ground 13 and shielding 12 planes, i.e. in the conductive layers 2 6 , 2 7 , 2 8 , 2 10 (Fig. 9, 10, 11, 13).

Кроме этого земляные участки 18 электрически соединены друг с другом и с земляной плоскостью 13 сдвоенным сквозным металлизированным отверстием 10А, а также глухими металлизированными отверстиями 9Б, располагающимися внутри периметра зоны 7 цифровой обработки сигналов (на фиг.9-13 в качестве примера обозначено одно из отверстий 9Б).In addition, the ground sections 18 are electrically connected to each other and to the ground plane 13 by a double through metallized hole 10 A , as well as deaf metallized holes 9 B located inside the perimeter of the digital signal processing zone 7 (in Figs. 9-13, as an example, one from holes 9 B ).

При этом экранирующая плоскость 12 зоны 7 цифровой обработки сигналов не контактирует с глухими металлизированными отверстиями 9А и 9Б и соединена с «землей» своей зоны только в одном месте - месте пересечения с ней сдвоенного сквозного металлизированного отверстия 10А (фиг.8).At the same time, the shielding plane 12 of zone 7 of the digital signal processing does not contact the deaf metallized holes 9 A and 9 B and is connected to the “ground” of its zone only in one place - the intersection point of the double through metallized hole 10 A (Fig. 8).

Тем самым в зоне 7 цифровой обработки сигналов образуется свой внутриплатный объемный экран с обособленной экранирующей плоскостью 12, соединенной в одном месте с «землей» зоны 7 аналоговой обработки сигналов.Thus, in zone 7 of the digital signal processing, an internal board surround screen is formed with a separate shielding plane 12 connected in one place to the “ground” of zone 7 of the analog signal processing.

За счет этих двух внутриплатных объемных экранов обеспечивается взаимное экранирование зон аналоговой 6 и цифровой 7 обработки сигналов и, соответственно, их внутриплатная электромагнитная совместимость.Due to these two on-board surround screens, mutual shielding of the analog 6 and digital 7 signal processing zones and, correspondingly, their on-board electromagnetic compatibility are ensured.

В рассматриваемом примере заявляемый модуль выполнен на многослойной печатной плате 1 с размерами (25×32) мм. Это стало возможным, в частности, за счет применения интегральных микросхем сверхвысокой интеграции.In this example, the inventive module is made on a multilayer printed circuit board 1 with dimensions (25 × 32) mm. This has become possible, in particular, through the use of ultra-high integration integrated circuits.

Так, в зоне 6 аналоговой обработки сигналов основные процессы, связанные с преобразованием и аналоговой обработкой сигналов ГНСС, осуществляются с помощью микросхемы 19 типа NT1026 ТСЮИ.431328.007 ТУ (фиг.2), а в зоне 7 цифровой обработки сигналов основные процессы, связанные с цифровой корреляционной обработкой сигналов и вычислениями навигационных параметров, осуществляются с помощью микросхемы 20 (коррелятор-процессор цифровой BGA ТСЮИ.431262.035 ТУ) и микросхемы памяти 21 (микросхема SST34HF32A4-70-4E-L1PE SST) (фиг.3).So, in zone 6 of the analog signal processing, the main processes associated with the conversion and analog processing of GNSS signals are carried out using a chip 19 of the type NT1026 ТСУИ.431328.007 TU (figure 2), and in zone 7 of the digital signal processing, the main processes associated with digital correlation signal processing and calculation of navigation parameters are carried out using chip 20 (correlator-processor digital BGA ТСЮИ.431262.035 ТУ) and memory chip 21 (chip SST34HF32A4-70-4E-L1PE SST) (Fig. 3).

Исходя из требований к питанию этих основных микросхем 19, 20 и 21 в заявляемом модуле осуществлено формирование сетки необходимых питающих напряжений и произведена разводка цепей питания по зонам аналоговой 6 и цифровой 7 обработки сигналов следующим образом.Based on the power requirements of these main microcircuits 19, 20 and 21 in the claimed module, the grid of the necessary supply voltages is formed and the power circuits are routed along the zones of analog 6 and digital 7 signal processing as follows.

Выводы 22 «Питание» низкочастотного соединителя 5 (фиг.3), служащие для подвода потенциала «Питание» от внешнего источника питания, электрически соединены с расположенными в зоне 7 цифровой обработки сигналов входными фильтрующими LC элементами 23 и 24, предназначенными для фильтрации входного питающего напряжения от высокочастотных составляющих. Отфильтрованное входное питающее напряжение далее поступает на вход стабилизированного преобразователя постоянного напряжения 25 (DC/DC-преобразователь типа LTC3100EUD PBF фирмы Linear Technology), формирующего напряжения питания трех номиналов: V1=3,15 В, V2=2,5В и V3=1,8B.Conclusions 22 "Power" of the low-frequency connector 5 (Fig.3), used to supply the potential "Power" from an external power source, are electrically connected to the input filtering LC elements 23 and 24 located in zone 7 of the digital signal processing, designed to filter the input supply voltage from high-frequency components. The filtered input supply voltage then goes to the input of a stabilized DC / DC converter 25 (DC / DC converter of the LTC3100EUD PBF type from Linear Technology), which generates three voltage ratings: V1 = 3.15 V, V2 = 2.5 V and V3 = 1, 8B.

Напряжения питания номиналов V1 и V3 поступают в зоне 7 цифровой обработки сигналов на участки 26 и 27 цифрового питания, расположенные в (n+2)-ом (шестом) проводящем слое 2б (фиг.9), служащие проводниками питания потенциалов V1 и V3 для электрорадиоэлементов зоны 7 цифровой обработки сигналов. Подведение указанных напряжений от стабилизированного преобразователя постоянного напряжения 25 к участкам 26 и 27 цифрового питания осуществляется с помощью сдвоенного сквозного металлизированного отверстия 10V1 и группы глухих металлизированных отверстий 9V3 (фиг.9 - 13) (в качестве примера на указанных фигурах обозначены по одному из отверстий 10V1 и 9V3).The supply voltages of the nominal values V1 and V3 are supplied in the digital signal processing zone 7 to the digital power supply sections 26 and 27 located in the (n + 2) th (sixth) conductive layer 2b (Fig. 9), which serve as power supply conductors of potentials V1 and V3 for electro-radio elements of zone 7 of digital signal processing. The supply of these voltages from a stabilized DC / DC converter 25 to the digital power supply sections 26 and 27 is carried out using a double through metallized hole 10 V1 and a group of blind metallized holes 9 V3 (Figs. 9 - 13) (as an example, in these figures, one of holes 10 V1 and 9 V3 ).

Сформированные в зоне 7 цифровой обработки сигналов напряжения питания номиналов V1 и V2 с помощью соответствующих сдвоенных сквозных металлизированных отверстий 10V1 и 10V2 передаются в зону 6 аналоговой обработки сигналов, где с помощью печатных проводников 28 и 29, расположенных в четвертом проводящем слое 24 (фиг.7), и сдвоенных глухих металлизированных отверстий 8V1 и 8V2 (фиг.4-7) поступают на входы фильтров питания 30 и 31, например типа NFM18PC225B0J3 фирмы Murata (в качестве примера на указанных фигурах обозначены по одному из отверстий 10V1, 10V2, 8V1 и 8V2).Formed in the zone 7 of the digital signal processing of the supply voltage of values V1 and V2 using the corresponding double through metallized holes 10 V1 and 10 V2 are transmitted to the zone 6 of the analog signal processing, where using printed conductors 28 and 29 located in the fourth conductive layer 24 (Fig. .7), and the double blind metallized holes 8 V1 and 8 V2 (Figs. 4-7) go to the inputs of the power filters 30 and 31, for example, type NFM18PC225B0J3 from Murata (as an example, one of the holes 10 V1 is indicated in these figures, 10 V2 , 8 V1 and 8 V2 ).

С выходов фильтров 30 и 31 напряжения питания номиналов V1 и V2 поступают на соответствующие проводники аналогового питания, расположенные во втором 22 и третьем 23 проводящих слоях, с которыми соединены выводы питания электрорадиоэлементов зоны 6 аналоговой обработки сигналов.From the outputs of the filters 30 and 31, the supply voltages of the nominal values V1 and V2 are supplied to the corresponding analog power conductors located in the second 2 2 and third 2 3 conductive layers, to which the power leads of the electrical radio elements of zone 6 of the analog signal processing are connected.

Работа модуля осуществляется следующим образом. Входное питающее напряжение от внешнего источника питания поступает на выводы 14 и 22 «Земля» и «Питание» низкочастотного соединителя 5. Из этого напряжения с помощью стабилизированного преобразователя постоянного напряжения 25 формируются напряжения питания номиналов V1, V2 и V3, которые распределяются по зонам аналоговой 6 и цифровой 7 обработки сигналов. Через высокочастотный соединитель 4 на многослойную печатную плату 1 от антенны поступают сигналы ГНСС, например сигналы ГНСС ГЛОНАСС и GPS частотного диапазона 1,2-1,7 ГГц, а через низкочастотный соединитель 5 поступают необходимые для работы модуля управляющие сигналы от внешнего управляющего устройства. В зоне 6 аналоговой обработки сигналов сигналы ГНСС с помощью микросхемы 19 подвергаются усилению, фильтрации от помех, частотному преобразованию с понижением несущей частоты, а также аналого-цифровому преобразованию. Далее сигналы передаются в зону 7 цифровой обработки сигналов по соответствующим линиям связи, образованным сквозными металлизированными отверстиями 10, пересекающими земляные участки 16, экранирующие плоскости 11 и 12, земляные участки 18, земляную плоскость 13 и участки цифрового питания 26 и 27 через выполненные в них окна, лишенные металлизации. В зоне 7 цифровой обработки сигналов осуществляется многоканальная корреляционная обработка с помощью микросхем 20 и 21 с получением первичных радионавигационных параметров, на основании которых определяются выходные навигационные данные. Эти данные, несущие навигационную информацию и/или информацию о точном времени, поступают на соответствующие выводы низкочастотного соединителя 5, откуда снимаются потребителем.The module is as follows. The input supply voltage from an external power source is supplied to terminals 14 and 22 “Earth” and “Power” of the low-frequency connector 5. From this voltage, with the help of a stabilized DC / DC converter 25, supply voltages of values V1, V2 and V3 are formed, which are distributed over the analog zones 6 and digital 7 signal processing. Through the high-frequency connector 4, GNSS signals are received from the antenna on the multilayer printed circuit board 1, for example, GNSS GLONASS and GPS signals in the frequency range 1.2-1.7 GHz, and through the low-frequency connector 5, control signals necessary for the module to operate from an external control device are received. In zone 6 of the analog signal processing, GNSS signals using the microcircuit 19 are amplified, filtered from interference, frequency conversion with lower carrier frequency, as well as analog-to-digital conversion. Further, the signals are transmitted to the digital signal processing zone 7 via the corresponding communication lines formed by through metallized holes 10 intersecting the earth sections 16, the shielding planes 11 and 12, the earth sections 18, the earth plane 13 and the digital power sections 26 and 27 through the windows made therein deprived of metallization. In zone 7 of digital signal processing, multichannel correlation processing is performed using microcircuits 20 and 21 to obtain primary radio navigation parameters, based on which the output navigation data is determined. This data, which contains navigation information and / or information about the exact time, is supplied to the corresponding terminals of the low-frequency connector 5, from where it is taken by the consumer.

При этом за счет наличия внутриплатных объемных экранов осуществляется эффективное экранирование зон аналоговой 6 и цифровой 7 обработки сигналов и обеспечивается их внутриплатная электромагнитная совместимость. Результатом этого является уменьшение до приемлемого уровня паразитных наводок и наведенных помех, обусловленных взаимным влиянием аналоговых и цифровых узлов, что обеспечивает работоспособность модуля в реальных условиях приема.At the same time, due to the presence of on-board surround screens, effective shielding of the zones of analog 6 and digital 7 signal processing is carried out and their internal board electromagnetic compatibility is ensured. The result of this is a reduction to an acceptable level of spurious interference and induced interference caused by the mutual influence of analog and digital nodes, which ensures the module’s operability in real reception conditions.

Рассмотренное показывает, что заявляемое изобретение осуществимо и обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в создании нового варианта модуля приемника сигналов ГНСС, расширяющего существующий арсенал модулей приемников сигналов ГНСС, которые характеризуются размещением зон аналоговой и цифровой обработки сигналов друг под другом по разным сторонам многослойной печатной платы и их экранированием внутриплатными средствами.The above shows that the claimed invention is feasible and ensures the achievement of a technical result, which consists in creating a new version of the GNSS signal receiver module, expanding the existing arsenal of GNSS signal receiver modules, which are characterized by the placement of zones of analog and digital signal processing under each other on different sides of a multilayer printed circuit board and their shielding by internal means.

Источники информацииInformation sources

1. RU 2172080 C1, H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, опубл. 10.08.2001.1. RU 2172080 C1, H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, publ. 08/10/2001.

2. RU 2188522 C1, H05K 1/14, Н01Р 11/00, опубл. 27.08.2002.2. RU 2188522 C1, H05K 1/14, H01P 11/00, publ. 08/27/2002.

3. RU 2192108 C1, H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 9/00, опубл. 27.10.2002.3. RU 2192108 C1, H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 9/00, publ. 10/27/2002.

4. RU 2194375 C1, H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 9/00, опубл. 10.12.2002.4. RU 2194375 C1, H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 9/00, publ. 12/10/2002.

5. RU 2199839 C1, H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 9/00, опубл. 27.02.2003.5. RU 2199839 C1, H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 9/00, publ. 02/27/2003.

6. RU 2173036 C1, H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, опубл. 27.08.2001.6. RU 2173036 C1, H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, publ. 08/27/2001.

7. RU 2287918 C1, H05K 1/11, 3/46, 9/00, опубл. 20.11.2006.7. RU 2287918 C1, H05K 1/11, 3/46, 9/00, publ. 11/20/2006.

8. RU 2287919 C1, H05K 1/11, 3/46, 9/00, опубл. 20.11.2006.8. RU 2287919 C1, H05K 1/11, 3/46, 9/00, publ. 11/20/2006.

9. RU 2287920 C1, H05K 1/14, опубл. 20.11.2006.9. RU 2287920 C1, H05K 1/14, publ. 11/20/2006.

10. RU 2287917 C1, H05K 1/11, 3/46, 9/00, опубл. 20.11.2006.10. RU 2287917 C1, H05K 1/11, 3/46, 9/00, publ. 11/20/2006.

Claims (1)

Модуль приемника сигналов глобальных навигационных спутниковых систем, содержащий многослойную печатную плату с N проводящими слоями и металлизированными отверстиями, посредством которых осуществляются межслойные электрические соединения, несущую печатные проводники и электрорадиоэлементы электрической схемы, предназначенной для приема и обработки сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС), высокочастотный соединитель, расположенный в первом проводящем слое, предназначенный для подвода к многослойной печатной плате сигналов ГНСС, и расположенный в N-м проводящем слое низкочастотный соединитель, предназначенный для подвода к многослойной печатной плате внешнего питания и управляющих сигналов и отвода от нее обработанных сигналов, при этом печатные проводники и электрорадиоэлементы, относящиеся к узлам аналоговой и цифровой обработки сигналов, сгруппированы по соответствующим зонам, первая из которых - зона аналоговой обработки сигналов - занимает участки в проводящих слоях с первого по n-й, а вторая - зона цифровой обработки сигналов - занимает участки в проводящих слоях с (n+1)-го по N-й, где n≥4, N-n≥6, при этом в n-м проводящем слое находится экранирующая плоскость зоны аналоговой обработки сигналов, в (n+1)-м проводящем слое находится экранирующая плоскость зоны цифровой обработки сигналов, а в k-м проводящем слое, расположенном между (n+1)-м и N-м проводящими слоями, находится земляная плоскость зоны цифровой обработки сигналов, служащая проводником питания потенциала «Земля» для электрорадиоэлементов зоны цифровой обработки сигналов, электрически соединенная с выводом «Земля» низкочастотного соединителя, а также с помощью сквозного металлизированного отверстия, образующего линию ввода потенциала «Земля» в зону аналоговой обработки сигналов из зоны цифровой обработки сигналов, - с участком ввода потенциала «Земля» в зону аналоговой обработки сигналов, расположенным в первом проводящем слое, при этом сквозное металлизированное отверстие, образующее линию ввода потенциала «Земля» в зону аналоговой обработки сигналов из зоны цифровой обработки сигналов, пересекает находящуюся в n-м проводящем слое экранирующую плоскость зоны аналоговой обработки сигналов без непосредственного электрического контакта с ней через соответствующее окно, лишенное металлизации, по периметру зоны цифровой обработки сигналов располагается группа глухих металлизированных отверстий, пересекающих проводящие слои данной зоны с (n+1)-го по N-й, а по периметру зоны аналоговой обработки сигналов располагается другая группа глухих металлизированных отверстий, пересекающих проводящие слои данной зоны с первого по n-й, причем в n-м проводящем слое эти глухие металлизированные отверстия контактируют с экранирующей плоскостью зоны аналоговой обработки сигналов, отличающийся тем, что сквозное металлизированное отверстие, образующее линию ввода потенциала «Земля» в зону аналоговой обработки сигналов из зоны цифровой обработки сигналов, пересекает находящуюся в (n+1)-м проводящем слое экранирующую плоскость зоны цифровой обработки сигналов с обеспечением электрического контакта с ней, глухие металлизированные отверстия, располагающиеся по периметру зоны аналоговой обработки сигналов, контактируют с земляными участками, заполняющими свободные от размещения печатных проводников площади в проводящих слоях с первого по (n-1)-й, глухие металлизированные отверстия, располагающиеся по периметру зоны цифровой обработки сигналов, контактируют с находящейся в k-м проводящем слое земляной плоскостью, а также с земляными участками, заполняющими свободные от размещения печатных проводников площади в проводящих слоях зоны цифровой обработки сигналов, не занятых земляной и экранирующей плоскостями, а располагающийся в первом проводящем слое участок ввода потенциала «Земля» в зону аналоговой обработки сигналов выполнен в виде локализованной контактной площадки и соединен с окружающим ее земляным участком в одном месте с помощью резистора нулевого сопротивления. A module of a signal receiver for global navigation satellite systems, comprising a multilayer printed circuit board with N conductive layers and metallized holes, through which interlayer electrical connections are carried, carrying printed conductors and radio-electronic elements of an electrical circuit designed to receive and process signals from global navigation satellite systems (GNSS), high-frequency a connector located in the first conductive layer, intended for supply to a multilayer printed signal of GNSS, and a low-frequency connector located in the Nth conductive layer, designed to supply external power and control signals to a multilayer printed circuit board and to remove processed signals from it, while printed conductors and radio-electronic elements related to nodes of analog and digital signal processing, grouped according to the corresponding zones, the first of which - the zone of analog signal processing - occupies sections in the conductive layers from the first to the n-th, and the second - the zone of digital signal processing - sections in the conducting layers from the (n + 1) th to the Nth, where n≥4, Nn≥6, while in the nth conductive layer there is a screening plane of the zone of analog signal processing, in the (n + 1) th the conductive layer is the shielding plane of the digital signal processing zone, and in the kth conductive layer located between the (n + 1) th and Nth conductive layers, there is an earth plane of the digital signal processing zone, which serves as a power conductor of the Earth potential for of radio-electronic elements of the digital signal processing zone, electrically connected to the ground terminal a frequency coupler, as well as using a through metallized hole forming a line for inputting the Earth potential into the analog signal processing zone from the digital signal processing zone, with the Earth potential input section into the analog signal processing zone located in the first conducting layer, at this through metallized hole, forming the line of input of the potential "Earth" into the zone of analog signal processing from the zone of digital signal processing, intersects the screening plane located in the nth conductive layer the bone of the zone of analog signal processing without direct electrical contact with it through the corresponding window, devoid of metallization, along the perimeter of the zone of digital signal processing is a group of deaf metallized holes intersecting the conductive layers of this zone from the (n + 1) -th to the Nth, and along to the perimeter of the analog signal processing zone there is another group of deaf metallized holes intersecting the conductive layers of the given zone from the first to the nth, and in the nth conductive layer these deaf metallized holes The holes are in contact with the shielding plane of the analog signal processing zone, characterized in that the through metallized hole, which forms the input line of the Earth potential into the analog signal processing zone from the digital signal processing zone, intersects the shielding plane located in the (n + 1) -th conducting layer areas of digital signal processing with electrical contact with it, deaf metallized holes located along the perimeter of the zone of analog signal processing, are in contact with earthen runoffs filling the areas free from the placement of printed conductors in the conductive layers from the first to the (n-1) th, blind metallized holes located along the perimeter of the digital signal processing zone are in contact with the earthen plane in the kth conducting layer, as well as earthen plots filling the areas free from the placement of printed conductors in the conducting layers of the digital signal processing zone not occupied by the earthen and shielding planes, but the input section located in the first conducting layer entsiala "Earth" in the analog signal processing zone is formed in a localized contact area, and is connected with the surrounding earth portion in one place with a zero-resistance resistor.
RU2012119626/07A 2012-05-12 2012-05-12 Global navigation satellite system signal receiver module RU2489728C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012119626/07A RU2489728C1 (en) 2012-05-12 2012-05-12 Global navigation satellite system signal receiver module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012119626/07A RU2489728C1 (en) 2012-05-12 2012-05-12 Global navigation satellite system signal receiver module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2489728C1 true RU2489728C1 (en) 2013-08-10

Family

ID=49159605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012119626/07A RU2489728C1 (en) 2012-05-12 2012-05-12 Global navigation satellite system signal receiver module

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2489728C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109429421A (en) * 2017-08-24 2019-03-05 中兴通讯股份有限公司 A kind of PCB and electronic equipment

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6437991B1 (en) * 1998-07-20 2002-08-20 Samsung Electronics Company, Ltd. Radioelectronic unit
RU2287920C1 (en) * 2005-06-06 2006-11-20 Открытое акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" Signal receiver module for satellite radio navigation systems
RU2287918C1 (en) * 2005-06-06 2006-11-20 Открытое акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" (ОАО "РИРВ") Signal receiver module for satellite radio navigation systems
RU2287917C1 (en) * 2005-06-06 2006-11-20 Открытое акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" (ОАО "РИРВ") Signal receiver module for satellite radio navigation systems
RU2287919C1 (en) * 2005-06-06 2006-11-20 Открытое акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" (ОАО "РИРВ") Signal receiver module for satellite radio navigation systems

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6437991B1 (en) * 1998-07-20 2002-08-20 Samsung Electronics Company, Ltd. Radioelectronic unit
RU2287920C1 (en) * 2005-06-06 2006-11-20 Открытое акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" Signal receiver module for satellite radio navigation systems
RU2287918C1 (en) * 2005-06-06 2006-11-20 Открытое акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" (ОАО "РИРВ") Signal receiver module for satellite radio navigation systems
RU2287917C1 (en) * 2005-06-06 2006-11-20 Открытое акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" (ОАО "РИРВ") Signal receiver module for satellite radio navigation systems
RU2287919C1 (en) * 2005-06-06 2006-11-20 Открытое акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" (ОАО "РИРВ") Signal receiver module for satellite radio navigation systems

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109429421A (en) * 2017-08-24 2019-03-05 中兴通讯股份有限公司 A kind of PCB and electronic equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0157734B1 (en) Satellite channel interface in indoor unit used for satellite data communication
CN107258013B (en) Radio Frequency (RF) shielding in fan-out wafer level packages (FOWLPs)
EP1061784B1 (en) Radio-electronic unit
CA2745514C (en) Connector for electronic assemblies that screens and does not require soldering
RU2489728C1 (en) Global navigation satellite system signal receiver module
US20190297726A1 (en) Interposer substrate and circuit module
RU2350053C1 (en) Signal receiver module of satellite radio navigation systems
RU2297118C1 (en) Radio-electronics block
RU2287919C1 (en) Signal receiver module for satellite radio navigation systems
RU2396737C1 (en) Module of signals receiver in satellite radio navigation systems
RU2287918C1 (en) Signal receiver module for satellite radio navigation systems
RU2396736C1 (en) Module of signals receiver in satellite radio navigation systems
RU2287920C1 (en) Signal receiver module for satellite radio navigation systems
RU2287917C1 (en) Signal receiver module for satellite radio navigation systems
RU2260928C1 (en) Radio-electronic block with in-board screening
RU2261540C1 (en) Radioelectronic block with in-board screening
US10292259B2 (en) Electrical shielding using bar vias and associated methods
RU2602835C1 (en) Method of shielding in electronic module
RU2188522C1 (en) Radio-electronic unit
RU2182408C2 (en) Radio-electronic unit
JP2020191415A (en) Receiving circuit board and receiving circuit
RU2173037C1 (en) Basic structural unit for radio electron devices
RU2125775C1 (en) Radio electronic assembly
RU2250578C1 (en) Signal receiving unit of satellite injection-synchronized radio navigation systems
RU2172082C1 (en) Radio electronic unit with intraboard screening