RU2194375C1

RU2194375C1 - Radio electronic unit

Info

Publication number: RU2194375C1
Application number: RU2001114117A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Корулин; А.Н. Солдатенков; В.И. Малашин; В.Н. Иванов; С.Б. Писарев; Б.В. Шебшаевич
Priority date: 2001-05-23
Filing date: 2001-05-23
Publication date: 2002-12-10

Abstract

FIELD: radio electronics industry. SUBSTANCE: invention is meant to develop radio electronic units intended for reception and processing of signals of satellite radio navigation systems. Technical result of invention lies in suppression of spurious noise caused by dense mounting of electron and radio components of different types on single multilayer printed circuit board and usage of one external power unit for their supply. In proposed radio electronic unit carrying multilayer printed circuit board printed conductors, contact lands, electron and radio components and connectors for external connection are located in outer conducting layers of multilayer printed circuit board, other printed conductors are positioned in inner conducting layers of it. Electronic and radio components are grouped in zones. First zone is employed to position electronic and radio components meant for reception and frequency conversion of signals, second zone houses electronic and radio components used for digital signal processing. First and second shielding grounding planes made in inner second and next to last layers correspond to first zone, third shield grounding plane and supply plane correspond to second zone. Supply conductors of first zone concentrated in one inner conducting layer located between inner second and next to last layers with total number of inner conducting layers three as minimum come in the form of printed conductors diverging as beams from branching node situated within boundaries of first zone and presenting equipotential land. Grounding lands connected to first and second shielding grounding planes are manufactured here too on free sections of area. Branching node is connected to output lead of first supply filter which input lead is connected with the use of separate printed conductor to output lead of second supply filter to which supply plane related to second zone is also connected. EFFECT: suppression of spurious noise caused by dense arrangement of electronic and radio components of different types on multilayer printed circuit board. 3 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при конструировании блоков радиоэлектронной аппаратуры, в частности радиоэлектронных блоков, предназначенных для приема и обработки сигналов спутниковых радионавигационных систем (СРНС). The invention relates to electronics and can be used in the construction of blocks of electronic equipment, in particular radio electronic blocks, designed to receive and process signals from satellite radio navigation systems (SRNS).

Особенностью конструирования радиоэлектронных блоков, осуществляющих прием и обработку сигналов СРНС, является необходимость использования в них разнотипных функциональных элементов и узлов - различных аналоговых СВЧ и ВЧ устройств, реализующих процессы приема и частотного преобразования входных СВЧ сигналов, а также различных цифровых устройств - корреляторов, процессоров, преобразователей интерфейса, работающих на существенно более низких частотах и реализующих операции цифровой обработки сигналов, включая операции корреляционного поиска, слежения и формирования выходных сигналов, несущих навигационную информацию, необходимую потребителю [1, с.112, рис. 47; с. 126, рис. 64]. A feature of the design of radio-electronic units that receive and process SRNS signals is the need to use different types of functional elements and nodes — various analog microwave and RF devices that implement the processes of receiving and frequency conversion of input microwave signals, as well as various digital devices — correlators, processors, interface converters operating at significantly lower frequencies and implementing digital signal processing operations, including correlation operations search, tracking and formation of output signals that carry navigation information necessary for the consumer [1, p. 112, Fig. 47; from. 126, fig. 64].

Поскольку конструкция радиоэлектронного блока, осуществляющего прием, частотное преобразование и цифровую обработку входных СВЧ сигналов, в частности сигналов СРНС, должна соединять в себе указанные разнотипные элементы и узлы, то возникает проблема их конструктивного объединения с обеспечением электромагнитной совместимости в условиях плотной компоновки в рамках одной конструкции. Поскольку такая конструкторская задача не имеет общепринятого решения, то при разработке конкретных образцов техники приходится применять индивидуальные конструкторские решения и приемы. Since the design of the radio-electronic unit that receives, frequency converts, and digitally processes the input microwave signals, in particular the SRNS signals, must combine the indicated heterogeneous elements and nodes, the problem arises of their structural combination with the provision of electromagnetic compatibility in a tight arrangement within the same design . Since such a design problem does not have a generally accepted solution, when developing specific models of equipment, individual design decisions and techniques have to be applied.

Например, известны конструкции объемных модулей [2], [3], [4], в которых осуществляется прием СВЧ сигналов, их преобразование и цифровая обработка. Основной принцип конструирования, реализованный в [2], [3], [4], заключается в том, что функциональные узлы электрической схемы выполняются на отдельных микроплатах. Эти микроплаты устанавливаются, например, в металлических рамках, а затем собираются в виде пакета в корпусе объемного интегрального модуля. Электрические связи между микроплатами осуществляются посредством коммутационной платы, устанавливаемой перпендикулярно к торцам микроплат. Проблемы электромагнитной совместимости в таких конструкциях решаются выполнением микроплат на однотипных элементах, работающих на близких частотах, а также, при необходимости, межплатной экранировкой и использованием раздельного (по микроплатам) питания. For example, the constructions of volume modules [2], [3], [4], in which microwave signals are received, converted, and digitally processed, are known. The basic design principle, implemented in [2], [3], [4], is that the functional units of the electrical circuit are performed on separate microcards. These microcards are installed, for example, in metal frames, and then assembled in the form of a package in the body of a volumetric integrated module. The electrical connections between the microboards are carried out by means of a patch board installed perpendicular to the ends of the microboards. The problems of electromagnetic compatibility in such designs are solved by performing microboards on the same type of elements operating at close frequencies, as well as, if necessary, inter-board shielding and the use of separate (micro-boards) power.

В плоскостных конструкциях, например представленных в [5, с. 51-50, рис. 2.9; с. 70-71, рис. 3.6], [6], проблемы электромагнитной совместимости решаются путем размещения микроплат, на которых выполнены функциональные узлы электрической схемы, в соответствующих гнездах монолитного металлического основания, закрываемого металлической крышкой. Металлическое основание является несущим элементом в такой конструкции, а также выполняет функцию экрана. Размещение микроплат в гнездах, отделенных друг от друга слоем металла, позволяет в таких конструкциях исключить взаимное влияние разнотипных функциональных узлов электрической схемы друг на друга, устранить паразитные наводки и наведенные помехи. Однако применение монолитного металлического основания с гнездами для размещения микропллат увеличивает массу и габариты конструкции. In planar structures, for example, presented in [5, p. 51-50, fig. 2.9; from. 70-71, fig. 3.6], [6], the problems of electromagnetic compatibility are solved by placing microplates on which the functional units of the electrical circuit are made, in the corresponding sockets of a monolithic metal base, covered by a metal cover. The metal base is a supporting element in this design, and also serves as a screen. The placement of microboards in the slots separated from each other by a metal layer makes it possible in such designs to exclude the mutual influence of heterogeneous functional units of the electric circuit on each other, to eliminate spurious interference and induced interference. However, the use of a monolithic metal base with sockets for accommodating microplates increases the mass and dimensions of the structure.

Известен радиоэлектронный блок [7, с. 24, рис. 3.2], представляющий плоскостную конструкцию, в которой микроплаты, на которых выполнены отдельные функциональные узлы электрической схемы, установлены горизонтально на нижней стороне несущей коммутационной платы, на верхней стороне которой размещены остальные электрорадиоэлементы электрической схемы. Микроплаты и электрорадиоэлементы на несущей коммутационной плате сгруппированы по функциональным зонам. Функциональные зоны разделены вертикальными экранирующими металлическими перегородками, которые размещены на верхней стороне несущей коммутационной платы. Группировка по функциональным зонам и разделение функциональных зон внешними экранирующими перегородками - конструкторский прием, позволяющий в данной конструкции решить задачи электромагнитной совместимости (исключить взаимное влияние разнотипных функциональных узлов друг на друга, устранить паразитные наводки и наведенные помехи). При этом использование коммутационной платы в качестве общего несущего элемента для микроплат и электрорадиоэлементов дает возможность уменьшить габариты данной конструкции по сравнению с конструкциями, где микроплаты размещаются в гнездах металлического основания. Known electronic unit [7, p. 24, fig. 3.2], representing a planar structure in which microboards, on which separate functional units of the electrical circuit are made, are mounted horizontally on the lower side of the carrier switching circuit board, on the upper side of which the remaining electrical components of the electrical circuit are located. Micro-boards and radio-electronic elements on the carrier switching board are grouped by functional zones. The functional areas are separated by vertical shielding metal partitions, which are located on the upper side of the carrier switching board. Grouping by functional zones and separation of functional zones by external shielding partitions is a design technique that allows solving electromagnetic compatibility problems in this design (to eliminate the mutual influence of different types of functional nodes on each other, to eliminate spurious interference and induced interference). At the same time, the use of a circuit board as a common load-bearing element for microboards and electro-radio elements makes it possible to reduce the dimensions of this design in comparison with designs where microboards are located in the sockets of the metal base.

Общим для рассмотренных конструкций является применение в них функциональных узлов, выполненных на отдельных микроплатах. Такой конструкторский прием соответствует принципу конструирования, изложенному, например, в [5, с. 11-13], суть которого заключается в объединении конструктивно законченных простых структурных единиц в более сложные. Привлекательность такого конструкторского приема обусловлена простотой реализации отдельных структурных единиц. Однако платой за преимущества, связанные с такой конструктивной реализацией отдельных функциональных узлов, является неизбежное увеличение габаритов и усложнение конструкции радиоэлектронного блока в целом. Common to the considered designs is the use of functional units in them, made on separate microboards. Such a design technique corresponds to the design principle set forth, for example, in [5, p. 11-13], the essence of which is to unite structurally completed simple structural units into more complex ones. The attractiveness of this design technique is due to the ease of implementation of individual structural units. However, the payment for the benefits associated with such a constructive implementation of individual functional units is the inevitable increase in size and complexity of the design of the electronic unit as a whole.

В качестве прототипа заявляемого радиоэлектронного блока принят радиоэлектронный блок, описанный в [8], в котором решается задача конструктивного объединения разнотипных функциональных узлов (аналоговых СВЧ и ВЧ узлов, цифровых НЧ узлов) с обеспечением их электромагнитной совместимости в условиях плотной компоновки на одной многослойной печатной плате. As a prototype of the inventive radio-electronic unit, a radio-electronic unit is adopted, described in [8], which solves the problem of constructively combining different types of functional units (analog microwave and RF nodes, digital low-frequency nodes) with ensuring their electromagnetic compatibility in a tight arrangement on a single multilayer printed circuit board .

Радиоэлектронный блок [8], принятый в качестве прототипа, содержит многослойную печатную плату, в которой в наружных первом и последнем проводящих слоях размещены печатные проводники, контактные площадки, электрорадиоэлементы и соединители для внешних подключений, а во внутренних проводящих слоях - остальные печатные проводники электрической схемы, предназначенной для приема, частотного преобразования и цифровой обработки сигналов, например сигналов СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS". Общее число проводящих слоев в многослойной печатной плате в блоке-прототипе не менее шести. Межслойные соединения печатных проводников осуществляются посредством металлизированных отверстий межслойных соединений. The radio electronic unit [8], adopted as a prototype, contains a multilayer printed circuit board in which printed conductors, contact pads, radio electronic elements and connectors for external connections are placed in the outer first and last conductive layers, and the remaining printed conductors of the electrical circuit are in the inner conductive layers , intended for receiving, frequency conversion and digital signal processing, for example, the signals SRNS "GLONASS" and "GPS". The total number of conductive layers in a multilayer printed circuit board in the prototype unit is at least six. Interlayer connections of printed conductors are carried out by means of metallized holes of interlayer connections.

Электрорадиоэлементы, размещенные на многослойной печатной плате, сгруппированы по зонам, первая из которых является зоной размещения электрорадиоэлементов, предназначенных для приема и частотного преобразования сигналов, а вторая - зоной размещения электрорадиоэлементов, предназначенных для цифровой обработки сигналов. В первой зоне размещен также высокочастотный соединитель, предназначенный для подключения приемной антенны, а во второй зоне - низкочастотный соединитель, предназначенный для подключения внешних устройств. The radio-electronic elements placed on the multilayer printed circuit board are grouped into zones, the first of which is the zone of placement of radio-electronic elements intended for receiving and frequency conversion of signals, and the second is the zone of placement of radio-electronic elements intended for digital signal processing. In the first zone there is also a high-frequency connector designed to connect the receiving antenna, and in the second zone - a low-frequency connector designed to connect external devices.

Первой зоне соответствуют соединенные друг с другом посредством металлизированных отверстий межслойных соединений первая и вторая экранирующие земляные плоскости, выполненные во внутренних втором и предпоследнем проводящих слоях, соседствующих с наружными первым и последним проводящими слоями. Первой зоне в блоке-прототипе соответствует также плоскость аналогового питания, расположенная в одном из внутренних проводящих слоев, свободном от размещения экранирующих земляных плоскостей. The first zone corresponds to the first and second shielding ground planes connected to each other by means of metallized holes of the interlayer connections, made in the inner second and last but one conductive layers adjacent to the outer first and last conductive layers. The first zone in the prototype block also corresponds to the plane of the analog power supply, located in one of the inner conductive layers, free from the placement of shielding earth planes.

Второй зоне соответствуют третья экранирующая земляная плоскость и плоскость цифрового питания, расположенные каждая в своем внутреннем проводящем слое. Третья экранирующая земляная плоскость в блоке-прототипе состоит из отдельных земляных участков, соединенных между собой земляными перемычками. Плоскость цифрового питания второй зоны в устройстве-прототипе также состоит из отдельных участков питания, связь между которыми осуществляется, например, с внешней стороны через внешние источники питания. Рассмотренное выполнение третьей экранирующей земляной плоскости и плоскости цифрового питания из отдельных участков вытекает из принятого в блоке-прототипе принципа размещения электрорадиоэлементов второй зоны по функциональным участкам, для которых используются индивидуальное питание и экранировка. При отказе от этого принципа, т. е. при использовании общего (без разделения на участки) питания, третья экранирующая земляная плоскость и плоскость цифрового питания выполняются без указанного разделения на участки. The second zone corresponds to the third shielding earth plane and the digital power plane, each located in its own internal conductive layer. The third shielding earthen plane in the prototype block consists of separate earthen plots interconnected by earthen lintels. The plane of the digital power supply of the second zone in the prototype device also consists of separate sections of power, the connection between which is carried out, for example, from the outside through external power sources. The considered implementation of the third shielding earth plane and the digital power plane from separate sections follows from the principle adopted in the prototype unit for the principle of placing radio electronic elements of the second zone in functional sections, for which individual power and shielding are used. If this principle is rejected, i.e., when using the common (without division into sections) power supply, the third shielding earth plane and the digital power plane are performed without the specified division into sections.

В первой зоне поступающие с приемной антенны аналоговые сигналы, например сигналы СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS" с частотами в диапазоне от 1200 до 1700 МГц, усиливаются, фильтруются от помех и преобразуются с понижением несущей частоты с помощью соответствующих аналоговых и аналого-цифровых функциональных узлов. Во второй зоне сигналы подвергаются многоканальной корреляционной обработке, обработке в цифровом процессоре и интерфейсных элементах с формированием выходных сигналов, несущих навигационную информацию для потребителя. В процессе своей обработки сигналы проходят последовательно от первой зоны ко второй, при этом в первой зоне сигналы проходят последовательно от одного функционального узла к другому, а во второй зоне - от одного функционального участка к другому. In the first zone, analog signals coming from the receiving antenna, for example, GLONASS and GPS signals with frequencies in the range from 1200 to 1700 MHz, are amplified, filtered out from interference and converted with lowering the carrier frequency using the corresponding analog and analog-to-digital functional nodes. In the second zone, the signals are subjected to multichannel correlation processing, processing in a digital processor and interface elements with the formation of output signals that carry navigation information for the consumer. In the process of processing, the signals pass sequentially from the first zone to the second, while in the first zone the signals pass sequentially from one functional node to another, and in the second zone from one functional section to another.

Рассмотренные конструкторские решения и приемы, реализованные в блоке-прототипе, позволяют решить задачу электромагнитной совместимости, т.е. задачу устранения паразитных наводок и наведенных помех и исключения взаимного влияния разнотипных (аналоговых и цифровых) электрорадиоэлементов в условиях их размещения на одной многослойной печатной плате. При этом наибольший эффект по устранению паразитных наводок и наведенных помех обеспечивается, когда в первой зоне функциональные узлы электрической схемы располагаются строго линейно в соответствии с последовательностью обработки сигналов, а во второй зоне электрорадиоэлементы размещаются территориально строго по своим функциональным участкам - участкам с индивидуальным питанием и экранировкой. The considered design solutions and techniques implemented in the prototype block allow solving the problem of electromagnetic compatibility, i.e. the task of eliminating spurious interference and induced interference and eliminating the mutual influence of heterogeneous (analog and digital) radio and electronic elements in the conditions of their placement on one multilayer printed circuit board. In this case, the greatest effect on eliminating spurious interference and induced interference is ensured when in the first zone the functional units of the electric circuit are arranged strictly linearly in accordance with the sequence of signal processing, and in the second zone the radio-electronic elements are placed geographically strictly in their functional areas - areas with individual power supply and shielding .

Поскольку в блоке-прототипе наилучший результат обеспечивается при условии индивидуального питания функциональных участков, обеспечиваемого за счет нескольких внешних источников питания, то это существенно сужает область его возможного применения. Кроме этого, размещение электрорадиоэлементов второй зоны территориально строго по своим функциональным участкам - участкам с индивидуальным питанием и экранировкой - увеличивает габариты блока-прототипа, что также ограничивает область его возможного применения. В частности, указанные особенности конструкции блока-прототипа не позволяют использовать его в "карманном" ("носимом") приборе, в котором используется один внешний источник питания и в котором жесткие требования по минимизации габаритов и плотному размещению электрорадиоэлементов и печатных проводников не позволяют разместить электрорадиоэлементы во второй зоне территориально строго по своим функциональным участкам с обеспечением индивидуального питания и экранировки, а в первой зоне не позволяют расположить функциональные узлы электрической схемы строго линейно в соответствии с последовательностью обработки сигналов. Since in the prototype block the best result is ensured under the condition of individual supply of functional areas provided by several external power sources, this significantly narrows the scope of its possible application. In addition, the placement of electro-radio elements of the second zone is geographically strictly in terms of its functional areas - areas with individual power supply and shielding - increases the dimensions of the prototype unit, which also limits the scope of its possible application. In particular, these design features of the prototype unit do not allow it to be used in a "pocket" ("wearable") device, in which one external power source is used and in which strict requirements for minimizing the dimensions and tight placement of radio-electronic elements and printed conductors do not allow placing radio-electronic elements in the second zone, territorially strictly according to their functional areas with the provision of individual nutrition and shielding, and in the first zone it is not possible to arrange the functional nodes of the ele The circuit diagram is strictly linear in accordance with the sequence of signal processing.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является устранение паразитных наводок и наведенных помех в указанных условиях плотного размещения на многослойной печатной плате разнотипных электрорадиоэлементов и применения для их питания одного внешнего источника питания. The technical problem to be solved by the claimed invention is directed is the elimination of spurious interference and induced interference under the indicated conditions of dense placement on the multilayer printed circuit board of different types of radio-electronic elements and the use of one external power source for their power supply.

Сущность изобретения заключается в том, что в радиоэлектронном блоке, содержащем многослойную печатную плату, в которой в наружных первом и последнем проводящих слоях размещены печатные проводники, контактные площадки, электрорадиоэлементы и соединители для внешних подключений, а во внутренних проводящих слоях - остальные печатные проводники электрической схемы, предназначенной для приема, частотного преобразования и цифровой обработки сигналов, причем межслойные соединения печатных проводников осуществляются посредством металлизированных отверстий межслойных соединений, электрорадиоэлементы, размещенные на многослойной печатной плате, сгруппированы по зонам, первая из которых является зоной размещения электрорадиоэлементов, служащих для приема и частотного преобразования сигналов, а вторая - зоной размещения электрорадиоэлементов, служащих для цифровой обработки сигналов, первой зоне соответствуют соединенные друг с другом посредством металлизированных отверстий межслойных соединений первая и вторая экранирующие земляные плоскости, выполненные соответственно во внутренних втором и предпоследнем проводящих слоях, соседствующих с наружными первым и последним проводящими слоями, а второй зоне соответствуют плоскость питания и третья экранирующая земляная плоскость, выполненные каждая в своем внутреннем проводящем слое, в отличие от прототипа, в первой зоне проводники питания, сконцентрированные в одном внутреннем проводящем слое между внутренними вторым и предпоследним проводящими слоями при общем числе внутренних проводящих слоев не менее трех, выполнены в виде печатных проводников, расходящихся лучами из узла разветвления, размещенного в пределах границ первой зоны и представляющего собой эквипотенциальную площадку, при этом на участках площади, остающихся в данном проводящем слое в пределах границ первой зоны свободными от размещения узла разветвления, проводников питания и металлизированных отверстий межслойных соединений, не подлежащих заземлению, выполнены земляные участки, соединенные посредством соответствующих металлизированных отверстий межслойных соединений с первой и второй экранирующими земляными плоскостями по крайней мере в местах подключения к ним земляных выводов соответствующих электрорадиоэлементов первой зоны, центр узла разветвления соединен посредством соответствующего металлизированного отверстия межслойных соединений с выходным выводом первого фильтра питания, земляной вывод которого соединен с первой и второй экранирующими земляными плоскостями, а входной вывод посредством отдельного печатного проводника соединен с выходным выводом второго фильтра питания, входной и земляной выводы которого соединены соответственно с контактными элементами "Питание" и "Земля", предназначенными для подвода напряжения питания к многослойной печатной плате от внешнего источника питания, причем с контактным элементом "Земля" соединены также все указанные экранирующие земляные плоскости, а с выходным выводом второго фильтра питания - также плоскость питания, относящаяся к второй зоне. The essence of the invention lies in the fact that in a radio electronic unit containing a multilayer printed circuit board in which printed conductors, contact pads, radio electronic elements and connectors for external connections are placed in the outer first and last conductive layers, and the remaining printed conductors of the electrical circuit are in the inner conductive layers intended for receiving, frequency conversion and digital signal processing, and interlayer connections of printed conductors are carried out by metallization of apertured holes for interlayer connections, the radio-electronic elements placed on the multilayer printed circuit board are grouped into zones, the first of which is the zone of placement of the radio-elements used to receive and convert signals, and the second is the zone of the placement of the radio-elements used for digital signal processing, the first zone corresponds to with each other by means of metallized holes of the interlayer connections, the first and second shielding earthen planes, made in accordance in the second and last but one conductive layers adjacent to the outer first and last conductive layers, and the second zone corresponds to the power plane and the third shielding earth plane, each made in its own internal conductive layer, in contrast to the prototype, in the first zone, the power conductors concentrated in one inner conductive layer between the inner second and penultimate conductive layers with a total number of inner conductive layers of at least three, made in the form of printed conductors diverging beams from a branching unit located within the boundaries of the first zone and representing an equipotential area, while on the areas of the area remaining in this conductive layer within the boundaries of the first zone free from the location of the branching unit, power conductors and metallized holes of the interlayer connections, not to be earthed, earth sections are made, connected by means of the corresponding metallized holes of the interlayer connections with the first and second shielding earthlings with planes at least in the places where ground leads of the corresponding electro-radio elements of the first zone are connected to them, the center of the branching unit is connected via the corresponding metallized hole of the interlayer connections to the output terminal of the first power filter, the ground terminal of which is connected to the first and second screening ground planes, and the input terminal is a separate printed conductor is connected to the output terminal of the second power filter, the input and ground terminals of which are connected respectively respectively, with the contact elements "Power" and "Earth", designed to supply voltage to the multilayer printed circuit board from an external power source, and with all the indicated grounding planes connected to the contact element "Earth", and also to the output terminal of the second power filter - supply plane related to the second zone.

В преимущественных вариантах реализации, имеющих практическое применение, соединение контактного элемента "Земля" с первой и второй экранирующими земляными плоскостями осуществляется через третью экранирующую земляную плоскость, которая выполнена в одном внутреннем проводящем слое с первой или второй экранирующей земляной плоскостью и соединена с ней посредством земляной перемычки, первый фильтр питания выполнен в виде проходного помехоподавляющего фильтра, а второй фильтр питания выполнен в виде проходного помехоподавляющего конденсатора. In preferred embodiments having practical application, the connection of the Earth contact element with the first and second screening earth planes is carried out through the third screening earth plane, which is made in one inner conducting layer with the first or second screening earth plane and connected to it by means of an earth bridge , the first power filter is made in the form of a pass-through noise suppression filter, and the second power filter is made in the form of a pass-through noise-canceling con the denser.

Сущность изобретения, его реализуемость и возможность промышленного применения поясняются на примере конструкции радиоэлектронного блока, выполняющего функцию навигационного приемника-процессора сигналов СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS" и реализованного на шестислойной печатной плате. Чертежи, иллюстрирующие в рассматриваемом примере конструктивные особенности выполнения заявляемого радиоэлектронного блока, поясняющие сущность изобретения, представлены на фиг. 1-8. The essence of the invention, its feasibility and the possibility of industrial application are illustrated by the example of the design of a radio electronic unit that performs the function of a navigation receiver-processor of the SRNS GLONASS and GPS signals and is implemented on a six-layer printed circuit board. Drawings illustrating in this example the structural features of the inventive electronic unit that explain the essence of the invention are presented in FIG. 1-8.

На фиг. 1 представлен вид в разрезе многослойной печатной платы в рассматриваемом примере ее выполнения с шестью проводящими слоями (расположение печатных проводников и металлизированных отверстий межслойных соединений условное, электрорадиоэлементы условно не показаны);
на фиг. 2 - пример, иллюстрирующий группировку по зонам электрорадиоэлементов, размещенных в наружном первом проводящем слое (вид со стороны электрорадиоэлементов, печатные проводники условно не показаны);
на фиг. 3 - пример, иллюстрирующий группировку по зонам электрорадиоэлементов, размещенных в наружном шестом проводящем слое (вид "на просвет" со стороны наружного первого проводящего слоя, слои условно прозрачные, печатные проводники условно не показаны);
на фиг. 4 - пример рисунка печати внутреннего второго проводящего слоя (вид "на просвет" со стороны наружного первого проводящего слоя, слои условно прозрачные);
на фиг. 5 - пример рисунка печати внутреннего третьего проводящего слоя (вид "на просвет" со стороны наружного первого проводящего слоя, слои условно прозрачные);
на фиг. 6 - пример рисунка печати внутреннего пятого проводящего слоя (вид "на просвет" со стороны наружного первого проводящего слоя, слои условно прозрачные);
на фиг. 7 - фрагмент рисунка печати наружного первого проводящего слоя, поясняющий в рассматриваемом примере расположение контактных элементов "Питание" и "Земля" (электрорадиоэлементы условно не показаны);
на фиг. 8 - фрагмент функциональной электрической схемы, поясняющий принцип разводки питания в рассматриваемом примере выполнения радиоэлектронного блока.In FIG. 1 shows a sectional view of a multilayer printed circuit board in the considered example of its implementation with six conductive layers (the location of the printed conductors and the metallized holes of the interlayer connections is conventional, the electrical and radio elements are not conventionally shown);
in FIG. 2 is an example illustrating grouping by zones of electro-radio elements located in the outer first conductive layer (view from the side of electro-radio elements, printed conductors are conventionally not shown);
in FIG. 3 is an example illustrating the grouping by zones of electro-radio elements located in the outer sixth conductive layer (view "on the gap" from the side of the outer first conductive layer, the layers are conditionally transparent, the printed conductors are not conventionally shown);
in FIG. 4 - an example of a print pattern of the inner second conductive layer (view "on the gap" from the side of the outer first conductive layer, the layers are conditionally transparent);
in FIG. 5 is an example of a print pattern of the inner third conductive layer (view of the “transparency” from the side of the outer first conductive layer, the layers are conditionally transparent);
in FIG. 6 is an example of a print pattern of the inner fifth conductive layer (view of the "transparency" from the side of the outer first conductive layer, the layers are conditionally transparent);
in FIG. 7 is a fragment of the print pattern of the outer first conductive layer, explaining in the example considered the location of the contact elements "Power" and "Earth" (radio elements conventionally not shown);
in FIG. 8 is a fragment of a functional electrical circuit explaining the principle of power wiring in the considered example of the implementation of the electronic unit.

Заявляемый радиоэлектронный блок содержит многослойную печатную плату 1 (в рассматриваемом примере - шестислойную) с наружными первым 2 и шестым 3 проводящими слоями, с внутренними вторым 4, третьим 5, четвертым 6 и пятым 7 проводящими слоями. Внутренние проводящие слои 4, 5, 6 и 7 отделены друг от друга и от наружных проводящих слоев 2 и 3 изолирующими слоями 8 (фиг.1). The inventive electronic block contains a multilayer printed circuit board 1 (in this example, six-layer) with the outer first 2 and sixth 3 conductive layers, with an inner second 4, third 5, fourth 6 and fifth 7 conductive layers. The inner conductive layers 4, 5, 6 and 7 are separated from each other and from the outer conductive layers 2 and 3 by insulating layers 8 (Fig. 1).

В наружных проводящих слоях 2 и 3 размещены (фиг.1, 2, 3) контактные площадки 9, печатные проводники 10 и электрорадиоэлементы 11, а также высокочастотный 12 и низкочастотный 13 соединители для внешних подключений, являющиеся конструктивными элементами электрической схемы, осуществляющей прием, частотное преобразование и цифровую обработку сигналов - в рассматриваемом случае сигналов СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS". Во внутренних проводящих слоях 4, 5, 6 и 7 размещены только печатные проводники (фиг.4-6). Межслойные соединения печатных проводников осуществляются посредством соответствующих металлизированных отверстий 14 межслойных соединений (на фиг.1 выполнение металлизированных отверстий 14 межслойных соединений показано условно). В случае, когда металлизированные отверстия межслойных соединений должны проходить через печатные проводники без электрического контакта с ними, в этих проводниках выполняются соответствующие окна, лишенные металлизации. In the outer conductive layers 2 and 3 are placed (FIGS. 1, 2, 3) pads 9, printed conductors 10 and electro-radio elements 11, as well as high-frequency 12 and low-frequency 13 connectors for external connections, which are structural elements of the receiving electrical circuit, the frequency signal conversion and digital processing - in this case, the GLONASS and GPS GPS signals. In the inner conductive layers 4, 5, 6 and 7, only printed conductors are placed (FIGS. 4-6). The interlayer connections of the printed conductors are carried out by means of the corresponding metallized holes 14 of the interlayer connections (in Fig. 1, the performance of the metallized holes 14 of the interlayer connections is shown conditionally). In the case when the metallized holes of the interlayer connections must pass through the printed conductors without electrical contact with them, the corresponding windows are deprived of metallization in these conductors.

Электрорадиоэлементы 11, размещенные на многослойной печатной плате 1, сгруппированы по двум зонам 15 и 16 (фиг. 2, 3, 7), при этом первая зона 15 является зоной размещения электрорадиоэлементов, предназначенных для приема и частотного преобразования сигналов, а вторая зона 16 - зоной размещения электрорадиоэлементов, предназначенных для цифровой обработки сигналов. В первой зоне 15 также размещен высокочастотный соединитель 12 (например, типа SMA или SMB), предназначенный для подключения приемной антенны. Во второй зоне 16 также размещен низкочастотный соединитель 13 (например, вилка 828430 АМР), предназначенный для подключения внешних устройств, в том числе внешнего источника питания. The electro-radio elements 11, placed on the multilayer printed circuit board 1, are grouped into two zones 15 and 16 (Fig. 2, 3, 7), while the first zone 15 is a zone for the placement of electro-radio elements intended for receiving and frequency conversion of signals, and the second zone 16 is a zone for the placement of electric radio elements intended for digital signal processing. In the first zone 15 is also placed high-frequency connector 12 (for example, type SMA or SMB), designed to connect a receiving antenna. In the second zone 16 is also placed a low-frequency connector 13 (for example, plug 828430 AMP), designed to connect external devices, including an external power source.

Первая зона 15 представляет собой зону, в которой осуществляется прием и частотное преобразование входных сигналов - широкополосных аналоговых СВЧ сигналов СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS", а также их аналого-цифровое преобразование. В первой зоне 15 с помощью электрорадиоэлементов, а также за счет соответствующей топологии реализованы, в частности, полосковые линии, СВЧ полосовые фильтры, малошумящие СВЧ усилители, смесители, полосовые фильтры на поверхностно акустических волнах, синтезаторы частот, опорный генератор, а также компараторы, осуществляющие аналого-цифровое преобразование. Электрорадиоэлементы первой зоны 15 представляют собой в основном конденсаторы, резисторы, микросхемы. Характерными микросхемами первой зоны 15 являются, например, микросхемы типа MGA-87563 фирмы HEWLETT-PACKARD (США) или МААМ 12021 М/А СОМ фирмы MOTOROLA (США) (малошумящие СВЧ усилители), микросхемы типа LMX2330ATM фирмы MOTOROLA (США) (синтезаторы частот), микросхемы типа UPC2753 фирмы NEC (США) (преобразователи сигналов и усилители), микросхемы типа MC13142D фирмы MOTOROLA (США) (смесители), микросхемы типа TXО255AR 10,00 MHz, 3V фирмы RAKON (США) (опорный генератор), микросхемы типа MAX962ESA фирмы MAXIM (США) (компараторы). За исключением высокочастотного соединителя 12, электрорадиоэлементы, размещенные в первой зоне 15, включая микросхемы, относятся к элементной базе V поколения, предназначенной для поверхностного монтажа. Техника (технология) поверхностного монтажа [9, с. 107-110] , используемая в заявляемом радиоэлектронном блоке, позволяет реализовать максимальную плотность компоновки при минимальных габаритах многослойной печатной платы 1. The first zone 15 is a zone in which the reception and frequency conversion of input signals is carried out - broadband analog microwave signals SRNS "GLONASS" and "GPS", as well as their analog-to-digital conversion. In the first zone 15, using electro-radio elements, as well as due to the corresponding topology, in particular, strip lines, microwave band-pass filters, low-noise microwave amplifiers, mixers, band-pass filters based on surface acoustic waves, frequency synthesizers, a reference oscillator, and comparators analog to digital conversion. The electrical elements of the first zone 15 are mainly capacitors, resistors, microcircuits. Typical microcircuits of the first zone 15 are, for example, microcircuits of the type MGA-87563 from HEWLETT-PACKARD (USA) or MAAM 12021 M / A COM of the company MOTOROLA (USA) (low-noise microwave amplifiers), microcircuits of the type LMX2330ATM from MOTOROLA (USA) (frequency synthesizers ), NEC type UPC2753 chips (USA) (signal converters and amplifiers), MC13142D chips of MOTOROLA company (USA) (mixers), TXО255AR type chips 10.00 MHz, 3V type RAKON chips (USA) (reference oscillator), type chips MAX962ESA company MAXIM (USA) (comparators). With the exception of the high-frequency connector 12, the radio-electronic elements located in the first zone 15, including microcircuits, belong to the V generation elemental base intended for surface mounting. Technique (technology) of surface mounting [9, p. 107-110], used in the inventive electronic unit, allows you to realize the maximum density with the minimum dimensions of a multilayer printed circuit board 1.

Вторая зона 16 представляет собой зону, где осуществляется многоканальная корреляционная обработка сигналов, поступающих из первой зоны 15, вычисление навигационных данных и преобразование интерфейса. Электрорадиоэлементы второй зоны 16 представляют собой в основном конденсаторы, резисторы, микросхемы. Характерными микросхемами второй зоны 16 являются, например, микросхемы типа 1836ВЖ1, 1836ВЖ1-01 (Россия) или ASIC (Корея "SAMSUNG" - Россия "КОТЛИН") (коррелятор), микросхемы типа TMS320LC203PZA или TMS320VC5410PGE фирмы TEXAS INSTRUMENTS (США) (процессор), микросхемы типа KM616V1002ATI-15 фирмы SAMSUNG (Корея) (память), микросхемы типа МАХ3223ЕАР фирмы MAXIM (США) (преобразователи интерфейса). За исключением низкочастотного соединителя 13, электрорадиоэлементы, размещенные в зоне 16, включая микросхемы, относятся к элементной базе V поколения, предназначенной для поверхностного монтажа. The second zone 16 is a zone where multichannel correlation processing of signals coming from the first zone 15, the calculation of navigation data and the conversion of the interface. The radio elements of the second zone 16 are mainly capacitors, resistors, microcircuits. Typical microchips of the second zone 16 are, for example, microchips of the type 1836VZh1, 1836VZh1-01 (Russia) or ASIC (Korea "SAMSUNG" - Russia "KOTLIN") (correlator), microchips of the type TMS320LC203PZA or TMS320VC5410PGE from TEXAS INSTRUMENTS (USA) , chips like KM616V1002ATI-15 of SAMSUNG firm (Korea) (memory), chips like MAXIM 3223EAR firm MAXIM (USA) (interface converters). With the exception of the low-frequency connector 13, the radio-electronic elements located in zone 16, including microcircuits, belong to the fifth-generation elemental base intended for surface mounting.

В рассматриваемом примере выполнения заявляемого радиоэлектронного блока первой зоне 15 соответствуют первая 17 и вторая 18 экранирующие земляные плоскости, выполненные во внутренних втором 4 и предпоследнем (пятом) 7 проводящих слоях, соседствующих с наружными первым 2 и последним (шестым) 3 проводящими слоями. Первая 17 и вторая 18 экранирующие земляные плоскости (фиг. 4, 6) соединены между собой соответствующими "металлизированными отверстиями межслойных соединений, расположенными, в частности, по их периметру. In this example, the implementation of the inventive electronic block of the first zone 15 corresponds to the first 17 and second 18 shielding earth planes made in the inner second 4 and penultimate (fifth) 7 conductive layers adjacent to the outer first 2 and last (sixth) 3 conductive layers. The first 17 and second 18 shielding earthen planes (Figs. 4, 6) are interconnected by respective "metallized holes of the interlayer connections, located, in particular, along their perimeter.

Второй зоне 16 соответствует плоскость питания 19 и третья экранирующая земляная плоскость 20, выполненные каждая в своем внутреннем проводящем слое. В рассматриваемом примере плоскость питания 19 выполнена во внутреннем втором проводящем слое 4 (фиг. 4), а третья экранирующая земляная плоскость 20 выполнена во внутреннем пятом проводящем слое 7, т.е. в том же внутреннем проводящем слое, что и вторая экранирующая земляная плоскость 18 (фиг.6). The second zone 16 corresponds to the supply plane 19 and the third shielding earthen plane 20, each made in its own inner conductive layer. In this example, the supply plane 19 is made in the inner second conductive layer 4 (Fig. 4), and the third shielding ground plane 20 is made in the inner fifth conductive layer 7, i.e. in the same inner conductive layer as the second shielding earth plane 18 (Fig.6).

Проводники питания 21, служащие для питания электрорадиоэлементов первой зоны 15, сконцентрированы в одном внутреннем проводящем слое между внутренним вторым 4 и предпоследним (пятым) 7 проводящими слоями. В рассматриваемом примере проводники питания 21 выполнены во внутреннем третьем проводящем слое 5 (фиг. 5). Проводники питания 21 выполнены в виде печатных проводников, расходящихся лучами из узла разветвления 22, размещенного в пределах границ первой зоны 15 и представляющего собой эквипотенциальную площадку. На участках площади, остающихся во внутреннем третьем проводящем слое 5 в пределах границ первой зоны 15 свободными от размещения узла разветвления 22, проводников питания 21 и металлизированных отверстий межслойных соединений, не подлежащих заземлению, выполнены земляные участки 23. Земляные участки 23 посредством соответствующих металлизированных отверстий межслойных соединений соединены с первой 17 и второй 18 экранирующими земляными плоскостями по крайней мере в местах подключения к ним земляных выводов соответствующих электрорадиоэлементов первой зоны 15. Power conductors 21, used to power the electrical elements of the first zone 15, are concentrated in one inner conductive layer between the inner second 4 and the penultimate (fifth) 7 conductive layers. In this example, the power conductors 21 are made in the inner third conductive layer 5 (Fig. 5). The power conductors 21 are made in the form of printed conductors, diverging rays from the branching unit 22, located within the boundaries of the first zone 15 and representing an equipotential area. On the areas of the area remaining in the inner third conductive layer 5 within the boundaries of the first zone 15 free from the location of the branching unit 22, the power conductors 21 and the metallized holes of the interlayer connections that are not subject to grounding, earthed sections 23. Earthen sections 23 through the corresponding metallized interlayer holes the connections are connected to the first 17 and second 18 shielding earthen planes, at least in the places where the earth leads of the corresponding electro-radio electrodes are connected 15 cops of the first zone.

Центр узла разветвления 22 (фиг.5) соединен посредством соответствующего металлизированного отверстия межслойных соединений с выходным выводом 24 первого фильтра питания 25 (фиг.2, 8). The center of the branching assembly 22 (FIG. 5) is connected via the corresponding metallized hole of the interlayer connections to the output terminal 24 of the first power filter 25 (FIGS. 2, 8).

В рассматриваемом примере первый фильтр питания 25 расположен на наружном первом проводящем слое 2 (фиг.2) и выполнен в виде проходного помехоподавляющего фильтра - электрорадиоэлемента, состоящего из трубчатого керамического конденсатора и безвиткового дросселя [10, с. 236-240, рис. 5.9], реализующего функцию П-образного или Т-образного LC фильтра с индуктивным компонентом в продольном плече (в рассматриваемом примере - функцию Т-образного LC фильтра). Практически в качестве первого фильтра питания 25 может использоваться проходной помехоподавляющий фильтр серии NFM61T фирмы MURATA (США), предназначенный для поверхностного монтажа и реализующий функцию Т-образного LC фильтра. In this example, the first power filter 25 is located on the outer first conductive layer 2 (Fig. 2) and is made in the form of a pass-through noise suppression filter - an electro-radio element consisting of a tubular ceramic capacitor and a coilless inductor [10, p. 236-240, fig. 5.9], which implements the function of a U-shaped or T-shaped LC filter with an inductive component in the longitudinal arm (in this example, the function of a T-shaped LC filter). In practice, the NFM61T series pass-through filter MURATA (USA), designed for surface mounting and realizing the function of a T-shaped LC filter, can be used as the first power filter 25.

В рассматриваемом примере параллельно выходному выводу 24 и земляному выводу 26 первого фильтра питания 25 подключен дополнительный емкостной компонент 27, выполненный в виде двух соединенных параллельно конденсаторов (фиг. 2, 8), один из которых представляет собой фильтрующий высокочастотный конденсатор, например керамический типа X7R-16V-0,1μF, s.0603...s.l206, а другой - низкочастотный электролитический конденсатор, например танталовый типа В45196-Н-2227-К509-10V-220μF или оксидно-полупроводниковый типа К-53-22. In this example, an additional capacitive component 27 is connected parallel to the output terminal 24 and the ground terminal 26 of the first power filter 25, made in the form of two capacitors connected in parallel (Fig. 2, 8), one of which is a high-frequency filter capacitor, for example, ceramic type X7R- 16V-0,1μF, s.0603 ... s.l206, and the other is a low-frequency electrolytic capacitor, for example, tantalum type B45196-N-2227-K509-10V-220μF or oxide-semiconductor type K-53-22.

Земляной вывод 26 первого фильтра питания 25 соединен посредством соответствующего металлизированного отверстия межслойных соединений с первой 17 и второй 18 экранирующими земляными плоскостями (фиг.4, 6, 8). Входной вывод 28 первого фильтра питания 25 посредством соответствующего металлизированного отверстия межслойных соединений и отдельного печатного проводника 29, выполненного в рассматриваемом примере во внутреннем втором проводящем слое 4 (фиг.4), соединен с выходным выводом 30 второго фильтра питания 31 (фиг.2, 7, 8). The ground terminal 26 of the first power filter 25 is connected through the corresponding metallized holes of the interlayer connections with the first 17 and second 18 shielding earth planes (Figs. 4, 6, 8). The input terminal 28 of the first power filter 25 is connected to the output terminal 30 of the second power filter 31 by means of the corresponding metallized hole of the interlayer connections and a separate printing conductor 29 made in the example in the inner second conductive layer 4 (Fig. 4), (Fig. 2, 7 , 8).

С выходным выводом 30 второго фильтра питания 31 также соединена плоскость питания 19 (фиг.4, 8). With the output terminal 30 of the second power filter 31 is also connected to the power plane 19 (Fig.4, 8).

Второй фильтр питания 31, также как и первый фильтр питания 25, расположен на наружном первом проводящем слое 2 (фиг.2). В рассматриваемом примере второй фильтр питания 31 выполнен в виде проходного помехоподавляющего конденсатора. Конструкция проходного помехоподавляющего конденсатора (одна обкладка соединена с токонесущим проводом между входным и выходным выводами, а вторая - с земляным выводом) обеспечивает неизменность емкостного сопротивления в широкой полосе частот [10, с. 238-239, рис. 5.8]. Практически в заявляемом радиоэлектронном блоке в качестве второго фильтра питания 31 может использоваться проходной помехоподавляющий конденсатор серии NFM41R фирмы MURATA (США), предназначенный для поверхностного монтажа. The second power filter 31, as well as the first power filter 25, is located on the outer first conductive layer 2 (FIG. 2). In this example, the second power filter 31 is made in the form of a pass-through noise suppression capacitor. The design of the pass-through noise suppressing capacitor (one lining is connected to the current-carrying wire between the input and output terminals, and the second to the ground terminal) ensures the constant capacitance in a wide frequency band [10, p. 238-239, fig. 5.8]. In practice, in the inventive radio-electronic unit, a NFM41R series pass-through noise suppression capacitor manufactured by MURATA (USA) intended for surface mounting can be used as the second power filter 31.

Входной 32 и земляной 33 выводы второго фильтра питания 31 соединены соответственно с контактными элементами 34 и 35 "Питание" и "Земля", предназначенными для подвода напряжения питания к многослойной печатной плате от внешнего источника питания (фиг.8). В рассматриваемом примере контактными элементами 34 и 35 "Питание" и "Земля" являются контактные площадки с металлизированными отверстиями межслойных соединений, на которых распаиваются соответствующие штыревые выводы низкочастотного соединителя 13, предназначенные для подключения внешнего источника питания (фиг.2, 7). Соединение входного вывода 32 второго фильтра питания 31 с контактным элементом 34 "Питание" осуществляется в наружном первом проводящем слое 2 коротким и широким печатным проводником 36 (фиг.7, 8). Соединение земляного вывода 33 второго фильтра питания 31 с контактным элементом 35 "Земля" осуществляется посредством соответствующего отверстия меж-слойных соединений, соединенного во внутреннем пятом проводящем слое 7 с третьей экранирующей земляной плоскостью 20 на участке 37 вблизи места соединения ее с контактным элементом 35 "Земля" (фиг.6, 8). The input 32 and ground 33 terminals of the second power filter 31 are connected respectively to the contact elements 34 and 35 "Power" and "Earth", designed to supply voltage to the multilayer printed circuit board from an external power source (Fig. 8). In this example, the contact elements 34 and 35 "Power" and "Earth" are the contact pads with metallized holes of the interlayer connections, which solder the corresponding pin terminals of the low-frequency connector 13, designed to connect an external power source (figure 2, 7). The connection of the input terminal 32 of the second power filter 31 with the contact element 34 "Power" is carried out in the outer first conductive layer 2 by a short and wide printed conductor 36 (Fig.7, 8). The connection of the ground terminal 33 of the second power filter 31 with the contact element 35 "Earth" is carried out by means of the corresponding holes of the interlayer connections connected in the inner fifth conductive layer 7 with the third shielding ground plane 20 in the area 37 near the junction of it with the contact element 35 "Earth "(Fig.6, 8).

Помимо указанного соединения третьей экранирующей земляной плоскости 20 с контактным элементом 35 "Земля" с ним также электрически соединены первая 17 и вторая 18 экранирующие земляные плоскости. Соединение контактного элемента 35 "Земля" с первой 17 и второй 18 экранирующими земляными плоскостями осуществлено через третью экранирующую земляную плоскость 20 следующим образом. Первая экранирующая земляная плоскость 17 соединена с второй экранирующей земляной плоскостью 18 посредством металлизированных отверстий межслойных соединений, а вторая экранирующая земляная плоскость 18 соединена с расположенной в одном с ней внутреннем пятом проводящем слое 7 третьей экранирующей земляной плоскостью 20 посредством земляной перемычки 38 (фиг. 6). In addition to the indicated connection of the third shielding earth plane 20 with the contact element 35 "Earth", the first 17 and the second 18 shielding earth planes are also electrically connected to it. The connection of the contact element 35 "Earth" with the first 17 and second 18 shielding earth planes is carried out through the third shielding earth plane 20 as follows. The first shielding earth plane 17 is connected to the second shielding earth plane 18 by means of metallized holes of the interlayer connections, and the second shielding earth plane 18 is connected to the third fifth shielding earth plane 20 located in the same inner conducting layer 7 by means of the earth bridge 38 (Fig. 6) .

Для включения в работу заявляемого радиоэлектронного блока, выполняющего в рассматриваемом примере функцию навигационного приемника-процессора сигналов СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS", к высокочастотному соединителю 12 подключается приемная антенна, а к низкочастотному соединителю 13 - внешний источник питания и другие необходимые для работы радиоэлектронного блока внешние устройства, например средства регистрации и контроля (не показаны). To include the inventive radio-electronic unit, which in the example under consideration, performs the function of a navigation receiver-processor of the GLONASS and GPS signals, a receiving antenna is connected to the high-frequency connector 12, and an external power source and other necessary for the electronic work to the low-frequency connector 13 external devices, for example, registration and control means (not shown).

Напряжение питания, поступающее от внешнего источника питания на контактные элементы 34 и 35 "Питание" и "Земля", в самом начале своего распределения по зонам 15 и 16 фильтруется от высокочастотных составляющих и наводок с помощью второго фильтра питания 31. Второй фильтр питания 31 осуществляет замыкание высокочастотных составляющих входного напряжения питания на "землю" источника питания, предотвращая тем самым распространение высокочастотных наводок на функциональные узлы и электрорадиоэлементы радиоэлектронного блока. Отфильтрованное таким образом напряжение питания подводится во вторую 16 и в первую 15 зоны. The voltage supplied from an external power source to the contact elements 34 and 35 "Power" and "Earth", at the very beginning of its distribution in zones 15 and 16 is filtered from high-frequency components and interference using a second power filter 31. The second power filter 31 carries out short-circuiting of the high-frequency components of the input supply voltage to the ground of the power source, thereby preventing the propagation of high-frequency pickups to the functional units and radio-electronic components of the electronic unit. The supply voltage thus filtered is supplied to the second 16 and first 15 zones.

Во вторую зону 16 напряжение питания подводится с помощью плоскости питания 19 и третьей экранирующей земляной плоскости 20. При этом на плоскость питания 19 напряжение питания потенциала "Питание" приходит с выходного вывода 30 второго фильтра питания 31, а на третью экранирующую земляную плоскость 20 напряжение питания потенциала "Земля" приходит с контактного элемента 35 "Земля". In the second zone 16, the supply voltage is supplied using the supply plane 19 and the third screening ground plane 20. In this case, the supply voltage of the potential "Power" comes to the supply plane 19 from the output terminal 30 of the second power filter 31, and the supply voltage to the third screening ground plane 20 potential "Earth" comes from the contact element 35 "Earth".

В первую зону 15 напряжение питания подводится следующим образом. С выходного вывода 30 второго фильтра питания 31 напряжение питания потенциала "Питание" поступает в центр узла разветвления 22 проводников питания 21 вначале по отдельному печатному проводнику 29, конструктивно не связанному с плоскостью питания 19, а затем через первый фильтр питания 25. Напряжение питания потенциала "Земля" поступает на вторую экранирующую земляную плоскость 18 с третьей экранирующей земляной плоскости 20 через земляную перемычку 38. На первую экранирующую земляную плоскость 17 напряжение питания потенциала "Земля" поступает со второй экранирующей земляной плоскости 18 через соответствующие металлизированные отверстия межслойных соединений. С проводников питания 21 и соединенных между собой первой 17 и второй 18 экранирующих земляных плоскостей напряжение питания потенциалов "Питание" и "Земля" поступает на электрорадиоэлементы первой зоны 15 посредством соответствующих металлизированных отверстий межслойных соединений. При этом первый фильтр питания 25 фильтрует высокочастотные составляющие напряжения питания, распространяющиеся по печатному проводнику 29 со стороны второй зоны 16, а также фильтрует на "землю" высокочастотные составляющие, распространяющиеся внутри первой зоны 15 по проводникам питания 21. In the first zone 15, the supply voltage is supplied as follows. From the output terminal 30 of the second power filter 31, the voltage supply of the potential "Power" is supplied to the center of the branching unit 22 of the power wires 21, first through a separate printed wire 29, which is not structurally connected to the power plane 19, and then through the first power filter 25. The voltage of the potential Earth "enters the second screening earth plane 18 from the third screening earth plane 20 through the earth jumper 38. The voltage of the potential" Earth "comes to the first screening earth plane 17 from second shielding ground plane 18 through metalized holes corresponding to the interlayer connections. From the power conductors 21 and the interconnecting first 17 and second 18 shielding earth planes, the voltage supply potentials "Power" and "Earth" is supplied to the electrical elements of the first zone 15 through the corresponding metallized holes of the interlayer connections. In this case, the first power filter 25 filters the high-frequency components of the supply voltage propagating along the printed conductor 29 from the side of the second zone 16, and also filters the high-frequency components propagating inside the first zone 15 along the power conductors 21 to the ground.

Таким образом, в заявляемом радиоэлектронном блоке обеспечивается эффективная высокочастотная развязка цепей питания первой 15 и второй 16 зон, а в пределах первой зоны 15 - цепей питания электрорадиоэлементов, что минимизирует взаимное влияние электрорадиоэлементов обеих зон друг на друга по цепям питания. Минимизации взаимного влияния электрорадиоэлементов друг на друга (наряду с рассмотренной высокочастотной развязкой цепей питания первой 15 и второй 16 зон) способствует также экранирующее действие земляных плоскостей 17, 18, 20 и земляных участков 23. Положительная роль экранирующих земляных плоскостей 17, 18, 20 и земляных участков 23 помимо эффекта плоскостной экранировки заключается также в обеспечении оптимальных токовых путей, отвечающих требованиям минимальной индуктивности, что устраняет потери в возвратных контурах цепей прохождения сигналов и снижает их восприимчивость к воздействию излучений и перекрестных помех. Все это обеспечивает устранение паразитных наводок и наведенных помех в рассматриваемых условиях применения одного внешнего источника питания и плотной компоновки электрорадиоэлементов и печатных проводников, когда в полной мере не удается реализовать принципы линейного, в соответствии с последовательностью обработки сигналов, размещения электрорадиоэлементов, функциональных узлов и печатных проводников электрической схемы. Thus, in the inventive radio-electronic unit, an effective high-frequency isolation of the power supply circuits of the first 15 and second 16 zones is provided, and within the first zone 15 the power supply circuits of electro-radio elements, which minimizes the mutual influence of electro-radio elements of both zones on each other along the power supply circuits. The screening effect of the ground planes 17, 18, 20 and ground sections 23 also contributes to minimizing the mutual influence of electro-radio elements on each other (along with the high-frequency isolation of the power supply circuits of the first 15 and second 16 zones). The positive role of the screening ground planes 17, 18, 20 and ground sections 23 in addition to the effect of plane shielding is also to ensure optimal current paths that meet the requirements of minimum inductance, which eliminates losses in the return circuits of the passage circuits ignalov and reduces their susceptibility to the effects of radiation and crosstalk. All this provides the elimination of spurious interference and induced interference under the considered conditions of using one external power source and a dense arrangement of electrical components and printed conductors, when it is not possible to fully realize the principles of linear, in accordance with the sequence of signal processing, placement of electrical components, functional units and printed conductors electrical circuitry.

Запитываемые рассмотренным образом электрорадиоэлементы первой 15 и второй 16 зон осуществляют требуемые операции по приему, частотному преобразованию и цифровой обработке сигналов СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS", формируя выходные сигналы, несущие навигационную информацию потребителю. При этом входные сигналы, представляющие собой широкополосные аналоговые СВЧ сигналы - сигналы СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS" с частотами в диапазоне от 1200 до 1700 МГц, поступают через высокочастотный соединитель 12 в первую зону 15, где осуществляется их усиление, фильтрация от помех, частотное преобразование с понижением несущей частоты до десятков мегагерц и аналого-цифровое преобразование. При преобразовании сигналов используются гетеродинные и тактовые сигналы, формируемые синтезаторами и формирователями частот, расположенными в первой зоне 15. Далее сигналы поступают во вторую зону 16, где осуществляется многоканальная корреляционная обработка, обработка в цифровом процессоре и интерфейсных элементах с формированием выходных низкочастотных сигналов, несущих навигационную информацию для потребителя. Выходные низкочастотные сигналы снимаются с соответствующих выводов низкочастотного соединителя 13. Powered in the manner described above, the radio elements of the first 15 and second 16 zones carry out the required operations for receiving, frequency converting and digitally processing the GLONASS and GPS signals, generating output signals that carry navigation information to the consumer. At the same time, the input signals, which are broadband analog microwave signals — the GLONASS and GPS GPS signals with frequencies in the range from 1200 to 1700 MHz, pass through the high-frequency connector 12 to the first zone 15, where they are amplified, filtered from interference, frequency conversion with lowering the carrier frequency to tens of megahertz and analog-to-digital conversion. When converting signals, heterodyne and clock signals generated by synthesizers and frequency shapers located in the first zone 15 are used. Next, the signals are sent to the second zone 16, where multichannel correlation processing, processing in a digital processor and interface elements with the formation of output low-frequency signals carrying navigation consumer information. The output low-frequency signals are removed from the corresponding terminals of the low-frequency connector 13.

Таким образом, совокупность предложенных конструктивных мер позволяет в заявляемом радиоэлектронном блоке решить поставленную техническую задачу устранения паразитных наводок и наведенных помех в заданных условиях плотной компоновки разнотипных электрорадиоэлементов и печатных проводников на многослойной печатной плате, использующей для своего питания один внешний источник питания. Thus, the totality of the proposed design measures allows us to solve the technical problem in the inventive radio electronic unit to eliminate spurious interference and induced interference in the given conditions of a dense arrangement of different types of electronic components and printed conductors on a multilayer printed circuit board that uses one external power source for its power.

Эксперименты, проведенные над радиоэлектронными блоками заявляемой конструкции с рассмотренной выше элементной базой, показали, что устранение паразитных наводок и наведенных помех, требуемое из условий обеспечения работоспособности при обработке сигналов СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS", может быть реализовано при выполнении радиоэлектронного блока на многослойных печатных платах с габаритными размерами (ширина и длина) 45 • 95 мм и меньше. The experiments conducted on the radio electronic blocks of the claimed design with the element base discussed above showed that the elimination of spurious pickups and induced noise, required from the conditions for ensuring operability when processing the GLONASS and GPS GPS signals, can be realized when the electronic block is multilayer printed circuit boards with overall dimensions (width and length) 45 • 95 mm and less.

Из рассмотренного следует, что заявляемый радиоэлектронный блок технически осуществим, промышленно реализуем, решает поставленную техническую задачу и имеет перспективы по широкому практическому использованию, в том числе при конструировании малогабаритной "("карманной") аппаратуры потребителей сигналов СРНС. From the above it follows that the claimed radio-electronic unit is technically feasible, industrially feasible, solves the stated technical problem and has prospects for widespread practical use, including in the design of small-sized ("pocket") equipment for SRNS signal consumers.

Источники информации
1. Бортовые устройства спутниковой радионавигации. И.В. Кудрявцев, И.Н. Мищенко, А. И. Волынкин и др. / Под ред. B.C. Шебшаевича. - М.: Транспорт, 1988.Sources of information
1. On-board devices of satellite radio navigation. I.V. Kudryavtsev, I.N. Mishchenko, A.I. Volynkin et al. / Ed. BC Shebshaevich. - M .: Transport, 1988.

2. Авт. свид. СССР 1700789 А1, кл. Н 05 К 7/02, опубл. 23.12.91. 2. Auth. testimonial. USSR 1700789 A1, cl. H 05 K 7/02, publ. 12/23/91.

3. Авт. свид. СССР 1786695 А1, кл. Н 05 К 7/02, опубл. 07.01.93. 3. Auth. testimonial. USSR 1786695 A1, cl. H 05 K 7/02, publ. 01/07/93.

4. Авт. свид. СССР 1829127 А1, кл. Н 05 К 7/02, опубл. 23.07.93. 4. Auth. testimonial. USSR 1829127 A1, class H 05 K 7/02, publ. 07/23/93.

5. И. Н. Филатов, О.А. Бакрунов, П.В. Панасенко. Микроэлектронные СВЧ устройства. - М.: Высшая школа, 1987. 5. I.N. Filatov, O.A. Bakrunov, P.V. Panasenko. Microelectronic microwave devices. - M.: Higher School, 1987.

6. Свидетельство РФ на полезную модель 11644 U1, кл. Н 05 К 1/00, опубл. 16.10.99. 6. Certificate of the Russian Federation for utility model 11644 U1, cl. H 05 K 1/00, publ. 10/16/99.

7. А. А. Яшин. Конструирование микроблоков с общей герметизацией. - М.: Радио и связь, 1985. 7. A. A. Yashin. Design of microblocks with general sealing. - M .: Radio and communications, 1985.

8. Патент РФ 2125775 С1, кл. Н 05 К 1/00, 3/46, опубл. 27.01.99 (прототип). 8. RF patent 2125775 C1, cl. H 05 K 1/00, 3/46, publ. 01/27/99 (prototype).

9. Конструирование радиоэлектронных средств. В.Ф. Борисов, О.П. Лавренов, А. С. Назаров, А. Н. Чекмарев. / Под ред. А.С. Назарова. - М., Издательство МАИ, 1996. 9. The design of electronic equipment. V.F. Borisov, O.P. Lavrenov, A.S. Nazarov, A.N. Chekmarev. / Ed. A.S. Nazarova. - M., MAI Publishing House, 1996.

10. А.Д. Князев. Элементы теории и практики обеспечения электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств. - М.: Радио и связь, 1984. 10. A.D. Knyazev. Elements of the theory and practice of ensuring electromagnetic compatibility of electronic equipment. - M.: Radio and Communications, 1984.

Claims

1. A radio electronic unit comprising a multilayer printed circuit board in which printed conductors, contact pads, electronic components and connectors for external connections are placed in the outer first and last conductive layers, and the remaining printed conductors of the electrical circuit for receiving the frequency in the inner conductive layers conversion and digital signal processing, and interlayer connections of printed conductors are carried out through metallized holes of interlayer connections, e radio-electronic elements placed on a multilayer printed circuit board are grouped into zones, the first of which is a zone for the placement of radio-electronic elements used for receiving and frequency conversion of signals, and the second is a zone for the placement of radio-electronic elements used for digital signal processing, the first zone is connected to each other by means of metallized the openings of the interlayer joints, the first and second shielding earthen planes, made respectively from the inner second and last but one conductive layers adjacent to the outer first and last conductive layers, and the second zone corresponds to the power plane and the third shielding earth plane, each made in its own inner conductive layer, characterized in that in the first zone, power conductors concentrated in one inner conductive layer between the inner the second and penultimate conductive layers with a total number of internal conductive layers of at least three, made in the form of printed conductors, diverging rays from the branching unit, ra located within the boundaries of the first zone and representing an equipotential site, while on the areas of the area remaining in this conductive layer within the boundaries of the first zone free from the location of the branching unit, power conductors and metallized holes of the interlayer connections not subject to grounding, earthen sections are made, connected by means of corresponding metallized holes of the interlayer connections with the first and second shielding earthen planes, at least in places of the earth terminals of the corresponding electro-radio elements of the first zone, the center of the branching unit is connected through the corresponding metallized hole of the interlayer connections to the output terminal of the first power filter, the earth terminal of which is connected to the first and second screening earth planes, and the input terminal is connected to the output terminal through a separate printed conductor the second power filter, the input and ground terminals of which are connected respectively to the contact elements "Power" "Earth", intended for the power supply voltage to a multilayer PCB from an external power source, wherein the contact element "Earth" are also connected to all said shielding excavation plane, and the output terminal of the second filter supplies - as the power plane relevant to the second zone.

2. The radio-electronic unit according to claim 1, characterized in that the connection of the "Earth" contact element with the first and second shielding earth planes is carried out through the third shielding earth plane, which is made in one inner conducting layer with the first or second shielding earth plane and connected to her through an earthen jumper.

3. The radio-electronic unit according to claim 1, characterized in that the first power filter is made in the form of a pass-through noise suppression filter.

4. The electronic unit according to claim 1, characterized in that the second power filter is made in the form of a pass-through noise suppressing capacitor.