RU2350053C1 - Signal receiver module of satellite radio navigation systems - Google Patents
Signal receiver module of satellite radio navigation systems Download PDFInfo
- Publication number
- RU2350053C1 RU2350053C1 RU2007145831/09A RU2007145831A RU2350053C1 RU 2350053 C1 RU2350053 C1 RU 2350053C1 RU 2007145831/09 A RU2007145831/09 A RU 2007145831/09A RU 2007145831 A RU2007145831 A RU 2007145831A RU 2350053 C1 RU2350053 C1 RU 2350053C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zone
- signal processing
- digital
- shielding
- earth
- Prior art date
Links
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims abstract description 25
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 20
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 182
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 62
- 206010011878 Deafness Diseases 0.000 claims description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 17
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 10
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при конструировании одноплатных модулей приемников сигналов спутниковых радионавигационных систем (СРНС).The invention relates to radio engineering and can be used in the design of single-board modules of signal receivers of satellite radio navigation systems (SRNS).
Модули приемников сигналов СРНС служат для обработки поступающих с приемной антенны сигналов СРНС, например сигналов СРНС ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США), в целях получения навигационной информации и/или информации о точном времени. Обработка сигналов СРНС включает в себя первоначальную аналоговую обработку и последующую цифровую обработку. Аналоговая обработка включает в себя фильтрацию принимаемых сигналов СРНС от помех, преобразование по частоте с понижением частоты и аналого-цифровое преобразование, а цифровая обработка включает в себя обработку в цифровом корреляторе, обработку в цифровом процессоре и обработку в преобразователе интерфейса. Все указанные этапы обработки сигналов СРНС осуществляются с помощью соответствующих аналоговых и цифровых функциональных узлов, которые в рассматриваемом случае размещаются на одной многослойной печатной плате. При этом возникает проблема обеспечения внутриплатной электромагнитной совместимости, т.е. проблема устранения паразитных наводок и наведенных помех и исключения взаимного влияния разнородных функциональных узлов друг на друга.The SRNS signal receiver modules are used to process the SRNS signals received from the receiving antenna, for example, the GLONASS (Russia) and GPS (USA) SRNS signals, in order to obtain navigation information and / or information about the exact time. Signal processing SRNS includes initial analog processing and subsequent digital processing. Analog processing includes filtering the received SRNS signals from interference, frequency down-conversion and analog-to-digital conversion, and digital processing includes processing in a digital correlator, processing in a digital processor, and processing in an interface converter. All these stages of the processing of the SRNS signals are carried out using the corresponding analog and digital functional units, which in this case are placed on one multilayer printed circuit board. This raises the problem of providing on-board electromagnetic compatibility, i.e. the problem of eliminating spurious interference and induced interference and eliminating the mutual influence of heterogeneous functional nodes on each other.
Известны одноплатные конструкции модулей приемников сигналов СРНС, в которых проблема обеспечения внутриплатной электромагнитной совместимости разнородных функциональных узлов, осуществляющих аналоговую и цифровую обработку сигналов СРНС, решается путем их группировки по соответствующим функциональным зонам, экранируемым средствами многослойной печатной платы.Single-board designs of SRNS signal receiver modules are known, in which the problem of ensuring on-board electromagnetic compatibility of heterogeneous functional units that perform analog and digital processing of SRNS signals is solved by grouping them into corresponding functional zones shielded by a multilayer printed circuit board.
Например, в известных одноплатных конструкциях модулей приемников сигналов СРНС, представленных в патентах [1] - RU №2172080 (C1), Н05К 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 10.08.2001, [2] - RU №2188522 (C1), H05K1/14, 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, внутриплатная экранировка зон аналоговой и цифровой обработки сигналов осуществляется с помощью плоскостных экранов, образованных экранирующими земляными плоскостями, выполненными во внутренних проводящих слоях многослойной печатной платы и служащими одновременно проводниками питания потенциала «Земля» для электрорадиоэлементов соответствующих зон. Внутриплатная экранировка с помощью таких экранирующих земляных плоскостей позволяет уменьшить влияние паразитных наводок и наведенных помех, создаваемых элементами, принадлежащими разным функциональным зонам, и передаваемых в основном по цепям питания.For example, in the known single-board designs of the receiver modules of the SRNS signals presented in the patents [1] - RU No. 2172080 (C1), Н05К 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 08/10/2001, [2] - RU No. 2188522 (C1), H05K1 / 14, H01P 11/00, 08/27/2002, [3] - RU No. 2192108 (C1), H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 9 / 00, 10.27.2002, [4] - RU No. 2194375 (C1), H05K 1/00, 1/11, 1 / 14.3 / 46.9 / 00, 12/10/2002, [5] - RU No. 2199839 ( C1), H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 9/00, 02/27/2003, on-board shielding of the zones of analog and digital signal processing is carried out using plane screens formed by shielding earthen planes made in internal conductive layers of a multilayer printed circuit board and serving at the same time as the conductors of power supply of the potential "Earth" for the electric radio elements of the respective zones. On-board shielding using such shielding earthen planes can reduce the influence of spurious interference and induced noise created by elements belonging to different functional areas, and transmitted mainly through the power supply circuits.
Плоскостная экранировка функциональных зон, осуществляемая с помощью экранирующих земляных плоскостей, в ряде случаев дополняется барьерной экранировкой, например как в модуле приемника сигналов СРНС, представленном в патенте [6] - RU №2173036 (C1), H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 27.08.2001. В этом модуле дополнительная барьерная экранировка осуществляется в отношении зоны аналоговой обработки сигналов и реализуется с помощью расположенных по ее периметру экранирующих печатных проводников, связанных друг с другом и с экранирующими земляными плоскостями металлизированными отверстиями межслойных соединений с образованием электропроводного каркаса внутриплатного объемного экрана, внутри которого располагаются печатные проводники данной зоны.The plane shielding of functional zones carried out using shielding earthen planes is in some cases supplemented by barrier shielding, for example, as in the SRNS signal receiver module presented in patent [6] - RU No. 2173036 (C1),
Для модулей приемников сигналов СРНС, представленных в патентах [1]-[6], характерным является последовательное (в соответствии с последовательностью обработки сигналов СРНС) расположение зон аналоговой и цифровой обработки сигналов вдоль длинной стороны многослойной печатной платы при двухстороннем размещении электрорадиоэлементов в каждой из этих зон. Такой принцип расположения зон аналоговой и цифровой обработки сигналов в наибольшей степени отвечает применению элементной базы низкого и среднего уровня интеграции, обеспечивая возможность рационального размещения большого количества дискретных электрорадиоэлементов по обеим сторонам многослойной печатной платы в каждой из зон.For modules of SRNS signal receivers presented in patents [1] - [6], a characteristic (in accordance with the sequence of processing of SRNS signals) arrangement of analogue and digital signal processing zones along the long side of a multilayer printed circuit board with double-sided placement of radio-electronic elements in each of these zones. This principle of arrangement of the zones of analog and digital signal processing corresponds to the greatest extent to the application of 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 the multilayer printed circuit board in each of the zones.
С повышением уровня интеграции элементной базы и уменьшением в связи с этим общего числа электрорадиоэлементов примененный в [1]-[6] принцип последовательного расположения зон аналоговой и цифровой обработки сигналов при двухстороннем размещении электрорадиоэлементов в каждой из зон перестает быть оптимальным с точки зрения возможностей миниатюризации конструкции модуля приемника сигналов СРНС. Этому 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 СРНС, представленных в патентах [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 СРНС, представленном в патенте [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, the principle of sequential arrangement of zones of analog and digital signal processing applied in [1] - [6] for double-sided placement of electro-radio elements in each of the zones ceases to be optimal from the point of view of design miniaturization SRNS signal receiver module. To this case, the one-sided placement of radio electronic elements within each of the zones of analog and digital signal processing while simultaneously placing these zones under each other on different sides of a multilayer printed circuit board is more responsive, for example, as is done in the SRNS signal receiver modules presented in the patents [7 ] - RU No. 2287918 (C1),
Принятый в качестве прототипа модуль приемника сигналов СРНС [10] содержит многослойную печатную плату с N проводящими слоями, несущую печатные проводники и электрорадиоэлементы электрической схемы, предназначенной для приема и обработки сигналов СРНС, а также высокочастотный и низкочастотный соединители, предназначенные для внешних подключений. При этом печатные проводники и электрорадиоэлементы сгруппированы по двум функциональным зонам : зонам аналоговой и цифровой обработки сигналов.The SRNS 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 electric circuit intended for receiving and processing SRNS signals, as well as high-frequency and low-frequency connectors for external connections. At the same time, printed conductors and electro-radio elements are grouped into two functional zones: analog and digital signal processing zones.
Зона аналоговой обработки сигналов занимает участки в проводящих слоях с первого по n-й, зона цифровой обработки сигналов расположена под ней и занимает участки в проводящих слоях с (n+1)-го по N-й. В представленном в [10] примере выполнения модуля общее число проводящих слоев в многослойной печатной плате 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). При необходимости количество проводящих слоев, используемых для размещения зон аналоговой и цифровой обработки сигналов (и соответственно общее количество проводящих слоев в многослойной печатной плате), может быть большим (n≥6, N-n≥6).The zone of analog signal processing occupies sections in the conductive layers from the first to the nth, the digital signal processing zone is located below it and occupies sections in the conductive layers from the (n + 1) th to the Nth. In the module execution example presented in [10], the total number of conductive layers in a multilayer printed circuit board is twelve (N = 12), while the analog signal processing zone occupies the first six conductive layers (n = 6), and the digital signal processing zone occupies the remaining six conductive layers (Nn = 6). If necessary, the number of conductive layers used to place the zones of analog and digital signal processing (and, accordingly, the total number of conductive layers in a multilayer printed circuit board) can be large (n≥6, N-n≥6).
Высокочастотный соединитель расположен в первом проводящем слое на краю зоны аналоговой обработки сигналов и служит для подвода к многослойной печатной плате сигналов СРНС, поступающих от внешнего антенного устройства по соответствующему коаксиальному кабелю. Низкочастотный соединитель расположен в N-ом проводящем слое на участке, граничащем с зоной цифровой обработки сигналов, и служит для подвода к многослойной печатной плате внешнего питания и управляющих сигналов и отвода от нее обработанных сигналов с помощью соответствующего проводного жгута.The high-frequency connector is located in the first conductive layer at the edge of the analog signal processing zone and serves to supply the SRNS signals from the external antenna device via the corresponding coaxial cable to the multilayer printed circuit board. The low-frequency connector is located in the N-th conductive layer in the area adjacent to the digital signal processing zone, and serves to supply external power and control signals to the multilayer printed circuit board and to remove processed signals from it using an appropriate wire bundle.
Межслойные электрические соединения в пределах каждой из зон аналоговой и цифровой обработки сигналов осуществляются с помощью глухих металлизированных отверстий, а межслойные электрические соединения между зонами осуществляются с помощью сквозных металлизированных отверстий.Interlayer electrical connections within each of the zones of analog and digital signal processing are carried out using deaf metallized holes, and interlayer electrical connections between the zones are made using through metallized holes.
Внутриплатная экранировка каждой из зон аналоговой и цифровой обработки сигналов осуществляется с помощью экранирующих земляных плоскостей и расположенных по периметру зон экранирующих проводников барьерных экранов.On-board shielding of each of the zones of analog and digital signal processing is carried out using shielding earth planes and shielding conductors of barrier screens located along the perimeter of the zones.
Экранирующие земляные плоскости в зоне аналоговой обработки сигналов располагаются в n-ом проводящем слое и в i-м проводящем слое между первым и n-ым проводящими слоями, а в зоне цифровой обработки сигналов - в (n+1)-м проводящем слое и k-ом проводящем слое между (n+1)-м и N-м проводящими слоями.Shielding ground planes in the zone of analog signal processing are located in the nth conductive layer and in the i-th conductive layer between the first and nth conductive layers, and in the zone of digital signal processing in the (n + 1) -th conductive layer and k th conductive layer between the (n + 1) th and Nth conductive layers.
Экранирующие проводники барьерного экрана в зоне аналоговой обработки сигналов располагаются в проводящих слоях с первого по (n-1)-й и связаны друг с другом и с экранирующей земляной плоскостью, расположенной в n-ом проводящем слое, с помощью соответствующих глухих металлизированных отверстий. Экранирующие проводники барьерного экрана в зоне цифровой обработки сигналов располагаются в проводящих слоях с (n+2)-го по N-й и связаны друг с другом и с экранирующей земляной плоскостью, расположенной в (n+1)-м проводящем слое, с помощью соответствующих глухих металлизированных отверстий. Тем самым в теле многослойной печатной платы образуются электропроводные каркасы двух внутриплатных объемных экранов, внутри которых располагаются печатные проводники зон аналоговой и цифровой обработки сигналов, в том числе земляные участки и расположенные в i-м и k-м проводящих слоях экранирующие земляные плоскости, служащие проводниками питания потенциала «Земля» для электрорадиоэлементов своих зон.The shielding conductors of the barrier screen in the zone of analog signal processing are located in the conductive layers from the first to the (n-1) th and are connected to each other and to the shielding earth plane located in the n-th conductive layer using the corresponding deaf metallized holes. The screening conductors of the barrier screen in the digital signal processing zone are located in the conducting layers from the (n + 2) th along the Nth and are connected to each other and to the shielding earth plane located in the (n + 1) th conducting layer, using corresponding blind metallized holes. Thus, in the body of the multilayer printed circuit board, electrically conductive skeletons of two on-board volumetric screens are formed, inside which there are printed conductors of the zones of analog and digital signal processing, including earthen sections and shielding earthen planes located in the i-th and k-th conducting layers, which serve as conductors power supply potential "Earth" for the electro-radio elements of their zones.
Расположенная в i-м проводящем слое экранирующая земляная плоскость зоны аналоговой обработки сигналов связана глухим металлизированным отверстием с расположенным в первом проводящем слое земляным участком, выполняющим функцию участка подвода потенциала «Земля» в данной зоне. Этот участок с помощью сквозного металлизированного отверстия связан с земляным участком, выполняющим функцию участка подвода потенциала «Земля» в зоне цифровой обработки сигналов, а кроме того с помощью электропроводящей перемычки соединен с расположенным в первом проводящем слое экранирующим проводником барьерного экрана зоны аналоговой обработки сигналов.The shielding ground plane of the analog signal processing zone located in the ith conductive layer is connected by a blank metallized hole to the ground section located in the first conductive layer, which serves as the “Earth” potential supply section in this zone. This section is connected through a metallized hole to an earthen section, which serves as the “Earth” potential supply section in the digital signal processing zone, and, in addition, is connected to the shield screening conductor of the analog signal processing zone located in the first conducting layer by means of an electrically conductive jumper.
В модуле-прототипе земляной участок, выполняющий функцию участка подвода потенциала «Земля» в зоне цифровой обработки сигналов, является частью расположенной в k-м проводящем слое экранирующей земляной плоскости, связанной с выводом «Земля» низкочастотного соединителя. С этой экранирующей земляной плоскостью также связан расположенный в N-м проводящем слое земляной участок, соединенный электропроводящей перемычкой с расположенным в этом же проводящем слое экранирующим проводником барьерного экрана зоны цифровой обработки сигналов.In the prototype module, the ground section, which performs the function of the “Earth” potential supply section in the digital signal processing zone, is part of the shielding ground plane located in the k-th conductive layer associated with the “Earth” terminal of the low-frequency connector. The ground section located in the Nth conductive layer is also connected with this shielding ground plane, which is connected by an electrically conductive jumper to the shielding conductor of the barrier screen of the digital signal processing zone located in the same conductive layer.
Формирование необходимых для работы напряжений питания осуществляется в модуле-прототипе в каждой из зон цифровой и аналоговой обработки сигналов с помощью соответствующих формирователей напряжений цифрового и аналогового питания.The formation of the necessary voltage supply is carried out in the prototype module in each of the zones of digital and analog signal processing using the corresponding voltage generators of digital and analog power.
Выходные выводы формирователей напряжений цифрового и аналогового питания связаны с печатными проводниками, посредством которых осуществляется разводка питания внутри каждой из зон. В зоне цифровой обработки сигналов - это участки цифрового питания, в зоне аналоговой обработки сигналов - это расходящиеся из общей точки проводники аналогового питания, расположенные в j-м проводящем слое между первым и n-м проводящими слоями, где j≠i.The output terminals of the voltage generators of digital and analog power are connected to the printed conductors, through which the power is wired inside each of the zones. In the zone of digital signal processing, these are sections of digital power, in the zone of analog signal processing, these are analog power conductors diverging from a common point, located in the jth conductive layer between the first and nth conductive layers, where j ≠ i.
Входные выводы формирователей напряжений цифрового и аналогового питания связаны с печатными площадками, выполняющими в своих зонах функцию участков подвода отфильтрованного напряжения внешнего питания. Эти участки связаны с выходным выводом расположенного в зоне цифровой обработки сигналов входного фильтра питания, входной вывод которого связан с выводом «Питание» низкочастотного соединителя.The input terminals of the voltage generators of digital and analog power are connected to the printing pads, which in their zones act as sections for supplying the filtered voltage of the external power. These sections are connected to the output terminal of the input power filter located in the digital signal processing zone, the input terminal of which is connected to the “Power” terminal of the low-frequency connector.
Рассмотренное выполнение модуля-прототипа, характеризующееся размещением зон аналоговой и цифровой обработки сигналов друг под другом по разным сторонам многослойной печатной платы, экранировкой зон с помощью экранирующих земляных плоскостей и экранирующих проводников барьерных экранов, а также формированием напряжений питания для каждой из зон с помощью расположенных внутри них формирователей цифрового и аналогового питания, позволяет уменьшить габариты многослойной печатной платы и обеспечить внутриплатную электромагнитную совместимость зон аналоговой и цифровой обработки сигналов. При этом оптимальным с точки зрения возможностей миниатюризации конструкции является случай, когда зоны аналоговой и цифровой обработки сигналов требуют для своего размещения примерно одинаковых площадей.The considered implementation of the prototype module, characterized by placing the zones of analog and digital signal processing under each other on different sides of the multilayer printed circuit board, shielding the zones using shielding earth planes and shielding conductors of the barrier screens, as well as the formation of supply voltages for each of the zones using located inside shapers of digital and analog power, allows you to reduce the size of the multilayer printed circuit board and provide on-board electromagnetic with capacity of zones of analog and digital signal processing. In this case, optimal from the point of view of miniaturization of the structure is the case when the zones of analog and digital signal processing require approximately the same areas for their placement.
Однако в практике конструирования модулей приемников сигналов СРНС нередки случаи, когда зоны аналоговой и цифровой обработки сигналов требуют для своего размещения разных площадей. При применении конструкции, аналогичной модулю-прототипу, это приводит к нерациональному использованию площадей многослойной печатной платы и ограничивает возможность миниатюризации модуля.However, in the practice of designing modules for SRNS signal receivers, it is not uncommon for zones of analog and digital signal processing to require different areas for their placement. When using a design similar to the prototype module, this leads to irrational use of the areas of a multilayer printed circuit board and limits the possibility of miniaturization of the module.
В настоящей заявке рассматривается один из возможных путей решения задачи более рационального использования площадей многослойной печатной платы в случае, когда зона аналоговой обработки сигналов требует для своего размещения меньшей площади, чем зона цифровой обработки сигналов. Это решение основывается на выделении из зоны цифровой обработки сигналов группы однородных функциональных узлов - формирователей напряжений цифрового питания - и размещении их в отдельной зоне, располагающейся рядом с зоной аналоговой обработки сигналов над зоной цифровой обработки сигналов. При этом встает проблема, обеспечения электромагнитной совместимости этих зон в условиях, характеризующихся тем, что каждая из зон граничит с двумя другими зонами.This application considers one of the possible ways to solve the problem of more rational use of the areas of a multilayer printed circuit board in the case when the analog signal processing zone requires a smaller area for its placement than the digital signal processing zone. This solution is based on isolating from the digital signal processing zone a group of homogeneous functional units - digital power voltage conditioners - and placing them in a separate zone located next to the analog signal processing zone above the digital signal processing zone. This raises the problem of ensuring the electromagnetic compatibility of these zones under conditions characterized by the fact that each of the zones borders on two other zones.
Техническим результатом, достигаемым при осуществлении изобретения, является создание конструкции одноплатного модуля приемника сигналов СРНС, в котором реализуется вариант размещения электрорадиоэлементов по трем функциональным зонам : цифровой обработки сигналов, аналоговой обработки сигналов и формирования цифрового питания, одна из которых - зона цифровой обработки сигналов - располагается с одной стороны многослойной печатной платы, а две другие - с другой стороны многослойной печатной платы, и в котором обеспечивается внутриплатная электромагнитная совместимость этих зон в условиях, характеризующихся тем, что каждая из зон граничит с двумя другими зонами.The technical result achieved during the implementation of the invention is the creation of a single-board module of the SRNS signal receiver, which implements the option of placing electrical elements in three functional areas: digital signal processing, analog signal processing and digital power generation, one of which is a digital signal processing zone on the one side of the multilayer printed circuit board, and the other two on the other side of the multilayer printed circuit board, and in which the internal circuit is provided The atomic electromagnetic compatibility of these zones under conditions characterized by the fact that each of the zones borders on two other zones.
Сущность изобретения заключается в следующем. Модуль приемника сигналов СРНС 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 СРНС, высокочастотный соединитель, предназначенный для подвода к многослойной печатной плате сигналов СРНС, расположенный в первом проводящем слое, 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≥6, N-n≥6. В каждой из этих зон имеются экранирующие земляные плоскости и земляные участки, кроме этого в зоне цифровой обработки сигналов имеются участки цифрового питания и выполненные по периметру зоны экранирующие проводники барьерного экрана, а в зоне аналоговой обработки сигналов - проводники аналогового питания. Экранирующие земляные плоскости в зоне аналоговой обработки сигналов располагаются в n-м проводящем слое и в i-м проводящем слое между первым и n-м проводящими слоями, а в зоне цифровой обработки сигналов - в (n+1)-м проводящем слое и k-м проводящем слое между (n+1)-м и N-м проводящими слоями. Земляные участки и экранирующие земляные плоскости зон аналоговой и цифровой обработки сигналов, а также экранирующие проводники барьерного экрана зоны цифровой обработки сигналов электрически соединены с выводом «Земля» низкочастотного соединителя, вывод «Питание» которого электрически соединен с входным выводом расположенного в зоне цифровой обработки сигналов входного фильтра питания, выходной вывод которого электрически соединен с входными выводами формирователей напряжений цифрового и аналогового питания, выходные выводы которых электрически соединены соответственно с участками цифрового питания в зоне цифровой обработки сигналов и общей точкой проводников аналогового питания в зоне аналоговой обработки сигналов, при этом формирователь напряжения аналогового питания расположен в зоне аналоговой обработки сигналов. В отличие от прототипа печатные проводники и электрорадиоэлементы, относящиеся к формирователям напряжений цифрового питания, сгруппированы в отдельной зоне - зоне формирования цифрового питания, использующей для своего размещения участки в проводящих слоях с первого по n-й, располагающиеся над зоной цифровой обработки сигналов рядом с расположенными в этих же проводящих слоях участками зоны аналоговой обработки сигналов и отделенные от них разделительными полосами, лишенными металлизации. При этом в зоне аналоговой обработки сигналов в проводящих слоях, свободных от размещения экранирующих земляных плоскостей, по крайней мере по краям зоны располагаются земляные участки, связанные глухими металлизированными отверстиями друг с другом и с экранирующей земляной плоскостью, расположенной в i-м проводящем слое. В зоне формирования цифрового питания в проводящих слоях со второго по n-й располагаются экранирующие земляные плоскости, связанные друг с другом и с земляными участками, находящимися в первом проводящем слое, металлизированными отверстиями, расположенными по периметру зоны, причем на участке периметра вдоль границы с зоной аналоговой обработки сигналов располагаются глухие металлизированные отверстия, а на остальной части периметра - сквозные металлизированные отверстия, связывающие экранирующие земляные плоскости зоны формирования цифрового питания с экранирующими земляными плоскостями и экранирующими печатными проводниками барьерного экрана зоны цифровой обработки сигналов, которые помимо этого связаны друг с другом глухими металлизированными отверстиями. Земляной участок, выполняющий функцию участка подвода потенциала «Земля» в зоне формирования цифрового питания, связан электропроводящей перемычкой с земляным участком, выполняющим функцию участка подвода потенциала «Земля» в зоне аналоговой обработки сигналов, и сквозным металлизированным отверстием с земляным участком, выполняющим функцию участка подвода потенциала «Земля» в зоне цифровой обработки сигналов, который, в свою очередь, связан с выводом «Земля» низкочастотного соединителя. Выходной вывод входного фильтра питания связан сквозным металлизированным отверстием с печатной площадкой, выполняющей в зоне формирования цифрового питания функцию участка ввода отфильтрованного напряжения внешнего питания, и с пересекающим границу между зоной формирования цифрового питания и зоной аналоговой обработки сигналов печатным проводником, служащим для передачи отфильтрованного напряжения внешнего питания в зону аналоговой обработки сигналов. При этом расположенная в n-ом проводящем слое экранирующая земляная плоскость зоны аналоговой обработки сигналов связана печатной перемычкой с расположенной в этом же проводящем слое экранирующей земляной плоскостью зоны формирования цифрового питания.The invention consists in the following. The SRNS 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 electrical components of an electric circuit designed to receive and process SRNS signals, a high-frequency connector designed to supply signals to the multilayer printed circuit board SRNS located in the first conductive layer and located in the N-th conductive layer low-frequency connector, before designated for supplying to the multilayer printed circuit board an external power supply and control signals and for removing processed signals from it. In this case, the printed conductors and electro-radio elements related to the nodes of analog and digital signal processing are grouped into corresponding zones, the first of which - the zone of analog signal processing - occupies sections in the conductive layers from the first to the nth, and the second - the zone of digital signal processing - occupies sections in the conductive layers from the (n + 1) th to the N th, where n≥6, Nn≥6. In each of these zones there are shielding earthen planes and earthen plots, in addition, in the digital signal processing zone there are digital power sections and shielding conductors of the barrier screen made along the perimeter of the zone, and analog power conductors in the analog signal processing zone. Shielding ground planes in the zone of analog signal processing are located in the nth conductive layer and in the i-th conductive layer between the first and nth conductive layers, and in the zone of digital signal processing in the (n + 1) -th conductive layer and k -th conductive layer between the (n + 1) -th and Nth conductive layers. Ground areas and shielding ground planes of the zones of analog and digital signal processing, as well as shielding conductors of the barrier screen of the digital signal processing zone, are electrically connected to the ground terminal of the low-frequency connector, the Power terminal of which is electrically connected to the input terminal of the input signal located in the digital signal processing zone a power filter, the output terminal of which is electrically connected to the input terminals of the voltage conditioners of digital and analog power, output terminals to which are electrically connected respectively to the digital power sections in the digital signal processing zone and the common point of the analog power conductors in the analog signal processing zone, wherein the analog power voltage generator is located in the analog signal processing zone. In contrast to the prototype, printed conductors and radio-electronic elements related to digital power voltage generators are grouped in a separate zone - a digital power generation zone, which uses sections from the first to the nth conductive layers located above the digital signal processing zone next to those located in the same conductive layers, sections of the zone of analog signal processing and separated by dividing strips devoid of metallization. Moreover, in the zone of analog signal processing in conductive layers free from the placement of shielding earthen planes, at least at the edges of the zone are earthen sections connected by blind metalized holes with each other and with a shielding earthen plane located in the ith conductive layer. In the formation zone of digital power in the second to nth conductive layers, shielding ground planes are located, connected to each other and to the ground sections located in the first conductive layer, with metallized holes located along the perimeter of the zone, and on the perimeter section along the border with the zone analogue signal processing has blind metallized holes, and on the rest of the perimeter there are through metallized holes connecting the shielding earth planes of the formation zone I have a digital power supply with shielding earth planes and shielding printed conductors on the barrier screen of the digital signal processing zone, which are also connected to each other by blind metallized holes. An earthen plot performing the function of the “Earth” potential supply section in the digital power generation zone is connected by an electrically conductive jumper to the earthen section, performing the function of the “Earth” potential supply section in the analog signal processing zone, and a through metallized hole with the earthen section, performing the function of the supply section potential "Earth" in the area of digital signal processing, which, in turn, is associated with the conclusion of the "Earth" low-frequency connector. The output output of the input power filter is connected through a metallized hole with a printing pad that performs the function of the input section of the filtered external power supply voltage in the digital power supply zone, and with a printed conductor crossing the boundary between the digital power generation zone and the analog signal processing zone, which serves to transmit the filtered external voltage power supply to the zone of analog signal processing. In this case, the shielding earth plane of the analog signal processing zone located in the n-th conductive layer is connected by a printed jumper to the digital power formation zone located in the same conducting layer of the shielding earth plane.
В преимущественных вариантах выполнения печатный проводник, служащий для передачи отфильтрованного напряжения внешнего питания в зону аналоговой обработки сигналов, расположен в том же проводящем слое, что и проводники аналогового питания.In preferred embodiments, a printed conductor for transmitting the filtered external power voltage to the analog signal processing zone is located in the same conductive layer as the analog power conductors.
Сущность изобретения и его реализуемость поясняются чертежами, представленными на фиг.1-17, иллюстрирующими пример выполнения модуля приемника сигналов СРНС на четырнадцатислойной (N=14) печатной плате.The invention and its feasibility are illustrated by the drawings presented in figures 1-17, illustrating an example of the implementation of the receiver module signals SRNS on fourteen-layer (N = 14) printed circuit board.
На фиг.1 представлен вид четырнадцатислойной печатной платы в разрезе (расположение печатных проводников и металлизированных отверстий условное);Figure 1 presents the view of the fourteen-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 (вид со стороны элементов первого проводящего слоя, печатные проводники условно не показаны);figure 2 is a fragment of the location of the electrical elements in the first conductive layer (view from the side of the elements of the first conductive layer, printed conductors are not conventionally shown);
на фиг.3 - фрагмент расположения электрорадиоэлементов в четырнадцатом 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 fourteenth conductive layer (view from the side of the first layer, the layers are conditionally transparent, the printed conductors are not conventionally shown);
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);in 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);
на фиг.14 - фрагмент рисунка печати одиннадцатого проводящего слоя (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);on Fig - a fragment of the print pattern of the eleventh conductive layer (view from the side of the first layer, the layers are conditionally transparent);
на фиг.15 - фрагмент рисунка печати двенадцатого проводящего слоя (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);on Fig is a fragment of the print pattern of the twelfth conductive layer (view from the side of the first layer, the layers are conditionally transparent);
на фиг.16 - фрагмент рисунка печати тринадцатого проводящего слоя (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);on Fig is a fragment of the print pattern of the thirteenth conductive layer (view from the side of the first layer, the layers are conditionally transparent);
на фиг.17 - фрагмент рисунка печати четырнадцатого проводящего слоя (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные).on Fig is a fragment of the print pattern of the fourteenth conductive layer (view from the side of the first layer, the layers are conditionally transparent).
Заявляемый модуль приемника сигналов СРНС (далее модуль) содержит многослойную печатную плату 1 с N проводящими слоями 2. В рассматриваемом примере многослойная печатная плата 1 имеет четырнадцать (N=14) 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, десятый проводящий слой 210, одиннадцатый проводящий слой 211, двенадцатый проводящий слой 212, тринадцатый проводящий слой 213 и четырнадцатый проводящий слой 214 (фиг.1-17). Проводящие слои 21 и 214 являются наружными, а проводящие слои 22÷213 - внутренними; все проводящие слои 2 (21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 210, 211, 212, 213, 214) отделены друг от друга соответствующими изолирующими слоями 3 (фиг.1).The inventive signal receiver module SRNS (hereinafter module) contains a multilayer printed
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 СРНС, сгруппированные по зонам аналоговой обработки сигналов 6, цифровой обработки сигналов 7 и формирования цифрового питания 8 (фиг.1-3).The multilayer printed
Высокочастотный соединитель 4 служит для присоединения коаксиального кабеля, подводящего к многослойной печатной плате 1 сигналы СРНС, поступающие с внешнего антенного устройства. Высокочастотный соединитель 4 расположен в первом проводящем слое 21 на краю зоны 6 аналоговой обработки сигналов (фиг.2). В качестве высокочастотного соединителя 4 может использоваться предназначенный для поверхностного монтажа высокочастотный соединитель с планарными выводами, например розетка типа «UMP Н3 К107 303 040W» фирмы «RADIALL».The high-
Низкочастотный соединитель 5 служит для присоединения проводного жгута, подводящего к многослойной печатной плате 1 напряжение питания от внешнего источника питания и управляющие сигналы от внешнего управляющего устройства и отводящего обработанные сигналы, несущие навигационную информацию и/или информацию о точном времени. Низкочастотный соединитель 5 расположен в N-ом проводящем слое (в рассматриваемом примере в четырнадцатом проводящем слое 214) на краю зоны 7 цифровой обработки сигналов (фиг.3). В качестве низкочастотного соединителя 5 может использоваться предназначенный для поверхностного монтажа низкочастотный соединитель с планарными выводами, например розетка типа «MLE-125-01-G-DV-K» фирмы «SAMTEC».The low-
В зоне 6 аналоговой обработки сигналов находятся элементы электрической схемы, осуществляющие аналоговую обработку сигналов СРНС (фильтрацию от помех, преобразование по частоте с понижением частоты, аналого-цифровое преобразование).In
В зоне 7 цифровой обработки сигналов находятся элементы электрической схемы, осуществляющие цифровую обработку сигналов (обработку в многоканальном цифровом корреляторе, обработку в цифровом процессоре, обработку в преобразователе интерфейса).In
В зоне 8 формирования цифрового питания находятся элементы электрической схемы, относящиеся к формирователям напряжений цифрового питания, которые формируют необходимый набор напряжений для питания электрорадиоэлементов зоны 7 цифровой обработки сигналов.In the
Зона 6 аналоговой обработки сигналов и зона 8 формирования цифрового питания занимают участки в проводящих слоях с первого по n-й, а расположенная под ними зона 7 цифровой обработки сигналов занимает участки в проводящих слоях с (n+1)-го по N-й, где n≥6, N-n≥6. B рассматриваемом примере, отвечающем случаю N=14, n=6, N-n=8, зона 6 аналоговой обработки сигналов и зона 8 формирования цифрового питания располагаются в первых шести проводящих слоях 21, 22, 23, 24, 25, 26 (фиг.1, 2, 4-9), а зона 7 цифровой обработки сигналов занимает остальные восемь проводящих слоев 27, 28, 29, 210, 211, 212, 213, 214 (фиг.1, 3, 10-17). При этом участки зоны 6 аналоговой обработки сигналов и зоны 8 формирования цифрового питания, находящиеся в одних и тех же проводящих слоях, отделены друг от друга разделительными полосами 9, лишенными металлизации (фиг.4-9).
Межслойные электрические соединения внутри зоны 6 аналоговой обработки сигналов осуществляются с помощью глухих металлизированных отверстий 10, межслойные электрические соединения внутри зоны 7 цифровой обработки сигналов осуществляются с помощью глухих металлизированных отверстий 11, межслойные электрические соединения внутри зоны 8 формирования цифрового питания осуществляются с помощью глухих металлизированных отверстий 12. Межслойные электрические соединения между зоной 6 аналоговой обработки сигналов и зоной 7 цифровой обработки сигналов осуществляются с помощью сквозных металлизированных отверстий 13. Межслойные электрические соединения между зоной 8 формирования цифрового питания и зоной 7 цифровой обработки сигналов осуществляются с помощью сквозных металлизированных отверстий 14. Примеры выполнения и размещения некоторых из этих металлизированных отверстий представлены на фиг.1, 4-17.The interlayer electrical connections inside the
В зоне 6 аналоговой обработки сигналов имеются экранирующие земляные плоскости 15 и 16, расположенные соответственно в n-ом проводящем слое и i-ом проводящем слое между первым и n-ым проводящими слоями. В рассматриваемом примере это шестой (n=6) и второй (i=2) проводящие слои 26 и 22 (фиг.9, 5). Одна из этих экранирующих земляных плоскостей, а именно экранирующая земляная плоскость 16, расположенная во втором проводящем слое 22, служит общим проводником питания потенциала «Земля» в зоне 6 аналоговой обработки сигналов, с ней связаны все земляные выводы электрорадиоэлементов данной зоны.In
В зоне 6 аналоговой обработки сигналов в первом проводящем слое 21 находится земляной участок 17, служащий участком подвода напряжения потенциала «Земля» в данной зоне. Кроме этого в проводящих слоях, свободных от размещения экранирующих земляных плоскостей 15 и 16 (т.е. в проводящих слоях 21, 22, 23, 24), по крайней мере по краям зоны 6 располагаются земляные участки, в рассматриваемом примере это земляные участки 18, 19, 20 и 21, занимающие в соответствующих проводящих слоях 21, 23, 24 и 25 все свободные площади, причем земляной участок 18 включает в себя в качестве составной части указанный выше земляной участок 17 (фиг.4, 6-8). Земляные участки 18, 19, 20, 21 связаны друг с другом и с экранирующей земляной плоскостью 16 глухими металлизированными отверстиями 10А (на фиг.4-9 в качестве примера обозначено одно из глухих металлизированных отверстий 10A).In
В рассматриваемом примере в зоне 6 аналоговой обработки сигналов в пятом проводящем слое 25 (фиг.8) располагаются проводники 22 аналогового питания, расходящиеся из общей точки, реализованной в виде участка 23 (на фиг.8 обозначены крайние из проводников 22, расходящихся из участка 23).In the considered example, in
Участок 23, выполняющий функцию общей точки проводников 22 аналогового питания, электрически соединен с помощью глухих металлизированных отверстий 10Б с выходным выводом формирователя 24 напряжения аналогового питания, расположенного в зоне 6 аналоговой обработки сигналов в первом проводящем слое 21 (фиг.2, 4-8).
Формирователь 24 напряжения аналогового питания выполняет функцию вторичного источника питания, формирующего на своем выходе стабилизированное напряжение определенного уровня, необходимое для питания активных элементов зоны 6 аналоговой обработки сигналов. Формирователь 24 напряжения аналогового питания может быть выполнен, например, на основе микросхемы стабилизированного преобразователя постоянного напряжения типа «ADP3333ARM-3.15» фирмы «ANALOG DEVICES».
В зоне 7 цифровой обработки сигналов имеются экранирующие земляные плоскости 25 и 26, расположенные соответственно в (n+1)-ом проводящем слое и k-ом проводящем слое между (n+1)-ым и N-ым проводящими слоями. В рассматриваемом примере это седьмой (n+1=7) и тринадцатый (k=13) проводящие слои 27 и 213 (фиг.10, 16). Обе экранирующие земляные плоскости 25 и 26 служат общими проводниками питания потенциала «Земля» в зоне 7 цифровой обработки сигналов, с ними связаны все земляные выводы электрорадиоэлементов данной зоны.In
В рассматриваемом примере в зоне 7 цифровой обработки сигналов в десятом, одиннадцатом и четырнадцатом проводящих слоях 210, 211 и 214 (фиг.13, 14, 17) имеются земляные участки 27, 28 и 29, последний из которых (земляной участок 29) занимает всю свободную площадь в четырнадцатом проводящем слое 214. Составная часть земляного участка 29 - земляной участок 30 (фиг.17) - служит участком подвода напряжения потенциала «Земля» в данной зоне, с ним непосредственно соединен вывод «Земля» низкочастотного соединителя 5.In this example, in
Земляные участки 27, 28, 29 связаны с экранирующими земляными плоскостями 25 и 26 глухими металлизированными отверстиями 11А (фиг.10-17).
По периметру зоны 7 цифровой обработки сигналов во внутренних проводящих слоях, свободных от размещения экранирующих земляных плоскостей 25 и 26 (т.е. в проводящих слоях 28, 29, 210, 211, 212), выполнены экранирующие проводники 31, 32, 33, 34, 35 барьерного экрана (фиг.11-15).Along the perimeter of
Экранирующие проводники 31, 32, 33, 34, 35 барьерного экрана связаны друг с другом, а также с экранирующими земляными плоскостями 25, 26 и земляным участком 29 глухими металлизированными отверстиями 11 в (на фиг.10-17 в качестве примера обозначено одно отверстие 11Б).The shielding
В зоне 7 цифровой обработки сигналов имеются также участки цифрового питания, в рассматриваемом примере участки цифрового питания 36, 37 и 38, соответствующие трем номиналам напряжения питания, используемым в зоне 7 цифровой обработки сигналов. Первый из этих участков - участок цифрового питания 36 - расположен в восьмом проводящем слое 28 (фиг.11), а два других участка цифрового питания 37 и 38 расположены в девятом проводящем слое 29 (фиг.12). Участки цифрового питания 36, 37 и 38 соединены с помощью соответствующих сквозных металлизированных отверстий 14А, 14Б и 14В (фиг.4-12) с выходными выводами формирователей 39, 40 и 41 напряжений цифрового питания, расположенных в зоне 8 формирования цифрового питания в первом проводящем слое 21 (фиг.2, 4).In digital
Формирователи 39, 40 и 41 напряжений цифрового питания выполняют функцию вторичных источников питания, формирующих на своих выходах стабилизированные напряжения определенных уровней для питания активных элементов зоны 7 цифровой обработки сигналов. Формирователи 39, 40 и 41 напряжений цифрового питания могут быть выполнены, например, на основе микросхем стабилизированных преобразователей постоянного напряжения фирмы «ANALOG DEVICES» типа «ADP3333ARM-3.15», «ADP3333ARM-2.5» и «TPS76316DBV» соответственно.The
В зоне 8 формирования цифрового питания в первом проводящем слое 21 находятся земляные участки 42 и 43, первый из которых - земляной участок 42 - служит участком подвода напряжения потенциала «Земля» в зону 8, с ним непосредственно соединены земляные выводы формирователей 39, 40 и 41 напряжений цифрового питания (фиг.4). Земляной участок 42 связан электропроводящей перемычкой 44 (выполненной, например, в виде резистора нулевого сопротивления) с земляным участком 17 зоны 6 аналоговой обработки сигналов (фиг.2, 4) и сквозным металлизированным отверстием 14Г с земляным участком 30 зоны 7 цифровой обработки сигналов (фиг.4, 17).In the
В зоне 8 формирования цифрового питания в проводящих слоях со второго по n-й (т.е. в проводящих слоях 22÷26) располагаются экранирующие земляные плоскости 45, 46, 47, 48 и 49 (фиг.5-9), служащие также общими проводниками питания потенциала «Земля» в данной зоне.In the
Экранирующие земляные плоскости 45, 46, 47, 48, 49 связаны друг с другом и с земляными участками 42 и 43 металлизированными отверстиями, расположенными по периметру зоны 8 формирования цифрового питания, причем на участке периметра вдоль границы с зоной 6 аналоговой обработки сигналов располагаются глухие металлизированные отверстия 12A (на фиг.4-9 обозначено одно из отверстий 12A), а на остальной части периметра - сквозные металлизированные отверстия 14Д (на фиг.4-17 обозначены крайние из отверстий 14Д). Металлизированные отверстия 14Д связывают экранирующие земляные плоскости 45, 46, 47, 48, 49 зоны 8 формирования цифрового питания с экранирующими земляными плоскостями 25, 26 и экранирующими печатными проводниками 31, 32, 33, 34, 35 барьерного экрана зоны 7 цифровой обработки сигналов.The shielding ground planes 45, 46, 47, 48, 49 are connected to each other and to the
Экранирующая земляная плоскость 49 зоны 8 формирования цифрового питания, расположенная в шестом проводящем слое 26, связана также печатной перемычкой 50 с расположенной в этом же проводящем слое экранирующей земляной плоскостью 15 зоны 6 аналоговой обработки сигналов (фиг.9).The shielding
Вывод «Питание» низкочастотного соединителя 5 электрически соединен с входным выводом входного фильтра питания 51, расположенного в зоне 7 цифровой обработки сигналов в четырнадцатом проводящем слое 214 (фиг.3). Это соединение осуществлено с помощью печатного проводника 52, расположенного в рассматриваемом примере в двенадцатом проводящем слое 212 (фиг.15), и глухих металлизированных отверстий 11В и 11Г, связывающих печатный проводник 52, с одной стороны, с печатной площадкой 53, к которой подсоединен вывод «Питание» низкочастотного соединителя 5, а с другой стороны - с печатной площадкой 54, к которой подсоединен входной вывод входного фильтра питания 51 (фиг.3, 15-17).The “Power” terminal of the low-
Входной фильтр питания 51, реализующий, например, функцию фильтра нижних частот, служит для подавления высокочастотных составляющих в напряжении внешнего питания, поступающем от внешнего источника питания. В качестве входного фильтра питания 51 может быть использован, например, предназначенный для поверхностного монтажа фильтр типа «NFM4516P13C204F» фирмы «MURATA».The
Выходной вывод входного фильтра питания 51 электрически соединен с входными выводами формирователей 39, 40, 41 напряжений цифрового питания и входным выводом формирователя 24 напряжения аналогового питания.The output terminal of the
Первое из указанных соединений осуществлено с помощью сквозного металлизированного отверстия 14Е, связывающего печатную площадку 55, к которой подсоединен выходной вывод входного фильтра питания 51, с печатной площадкой 56, выполняющей в зоне 8 формирования цифрового питания функцию участка ввода отфильтрованного напряжения внешнего питания, к которой подсоединены входные выводы формирователей 39, 40, 41 напряжений цифрового питания (фиг.4-17).The first of these connections is made using a through metallized
Второе из указанных соединений осуществлено с помощью печатного проводника 57, пересекающего границу между зоной 8 формирования цифрового питания и зоной 6 аналоговой обработки сигналов и служащего для передачи отфильтрованного напряжения внешнего питания в зону 6 аналоговой обработки сигналов. В рассматриваемом примере печатный проводник 57 расположен в том же пятом проводящем слое 25, что и проводники 22 аналогового питания зоны 6 аналоговой обработки сигналов (фиг.8). Печатный проводник 57 с одной стороны связан со сквозным металлизированным отверстием 14Е, а с другой - с помощью глухих металлизированных отверстий 10В - с печатной площадкой 58, выполняющей в зоне 6 аналоговой обработки сигналов функцию участка ввода отфильтрованного напряжения внешнего питания, к которой подсоединен входной вывод формирователя 24 напряжения аналогового питания (фиг.4-8).The second of these connections is made using a printed
Работа заявляемого модуля осуществляется следующим образом.The operation of the claimed module is as follows.
Через высокочастотный соединитель 4 в зону 6 аналоговой обработки сигналов от внешнего антенного устройства поступают сигналы СРНС, например сигналы СРНС ГЛОНАСС и GPS частотного диапазона F1/L1 (1,2-1,7 ГГц). Через низкочастотный соединитель 5 в зону 7 цифровой обработки сигналов поступают необходимые для работы модуля управляющие сигналы от внешнего управляющего устройства и напряжение внешнего питания от внешнего источника питания. Через этот же низкочастотный соединитель 5 осуществляется отвод обработанных сигналов, несущих навигационную информацию и/или информацию о точном времени для потребителя.Through the high-
Напряжение внешнего питания потенциала «Земля» поступает с контакта «Земля» низкочастотного соединителя 5 и передается на земляной участок 30, а с него - на весь земляной участок 29, расположенный в зоне 7 цифровой обработки сигналов в четырнадцатом проводящем слое 214.The voltage of the external power supply of the Earth potential comes from the Earth contact of the low-
Напряжение потенциала «Земля» с земляного участка 29 через глухие металлизированные отверстия 11А поступает на земляные участки 27, 28 и экранирующие земляные плоскости 25 и 26, осуществляющие подвод напряжения потенциала «Земля» к земляным выводам электрорадиоэлементов зоны 7, а кроме того - на экранирующие проводники барьерного экрана 31, 32, 33, 34 и 35.The voltage of the potential “Earth” from the
Одновременно напряжение потенциала «Земля» с земляного участка 30 через сквозное металлизированное отверстие 14Г поступает в зону 8 формирования цифрового питания, а именно на расположенный в первом проводящем слое 21 земляной участок 42, служащий участком подвода напряжения потенциала «Земля» в зоне 8, и на экранирующие земляные плоскости 45, 46, 47, 48 и 49, с которых это напряжение также передается на земляной участок 43.At the same time, the voltage of the Earth potential from the land plot 30 through a metallized through-
С земляного участка 42 зоны 8 формирования цифрового питания напряжение потенциала «Земля» через электропроводящую перемычку 44 поступает на земляной участок 17, служащий участком подвода напряжения потенциала «Земля» в зоне 6 аналоговой обработки сигналов, а с него передается на весь земляной участок 18, располагающийся в первом проводящем слое 21. С земляного участка 18 напряжение потенциала «Земля» через глухие металлизированные отверстия 10А поступает на располагающуюся во втором проводящем слое 22 экранирующую земляную плоскость 16, служащую общим проводником питания потенциала «Земля» в зоне 6 аналоговой обработки сигналов, и на земляные участки 19, 20 и 21, располагающиеся в третьем, четвертом и пятом проводящих слоях 23, 24 и 25.From the
На вторую экранирующую земляную плоскость 15 зоны 6 аналоговой обработки сигналов, расположенную в шестом проводящем слое 26, напряжение потенциала «Земля» поступает через печатную перемычку 50 с экранирующей земляной плоскости 49 зоны 8 формирования цифрового питания.On the second
Напряжение внешнего питания потенциала «Питание» поступает с контакта «Питание» низкочастотного соединителя 5 и передается на печатную площадку 53, расположенную в зоне 7 цифровой обработки сигналов в четырнадцатом проводящем слое 214. С печатной площадки 53 напряжение внешнего питания потенциала «Питание» поступает через печатный проводник 52 и глухие металлизированные отверстия 11В, 11Г на печатную площадку 54, к которой подсоединен входной вывод входного фильтра питания 51, осуществляющего фильтрацию (ослабление) высокочастотных составляющих напряжения внешнего питания.The voltage of the external power supply of the potential “Power” is supplied from the “Power” contact of the low-
С выходного вывода входного фильтра питания 51 (с печатной площадки 55) отфильтрованное напряжение внешнего питания поступает на входные выводы формирователей 39, 40 и 41 напряжений цифрового питания, расположенных в зоне 8 формирования цифрового питания, и входной вывод формирователя 24 напряжения аналогового питания, расположенного в зоне 6 аналоговой обработки сигналов. При этом на входные выводы формирователей 39, 40 и 41 отфильтрованное напряжение внешнего питания поступает по цепи, включающей в себя печатную площадку 55, сквозное металлизированное отверстие 14Е и печатную площадку 56, к которой подсоединены входные выводы формирователей 39, 40 и 41, а на входной вывод формирователя 24 отфильтрованное напряжение внешнего питания поступает через ответвление указанной цепи, включающее связанный со сквозным металлизированным отверстием 14Е печатный проводник 57, глухие металлизированные отверстия 10В и печатную площадку 58, к которой подсоединен входной вывод формирователя 24.From the output terminal of the input power filter 51 (from the printing pad 55), the filtered external power voltage is supplied to the input terminals of the digital
Формирователи 39, 40, 41 и 24 формируют на своих выходах стабилизированные напряжения цифрового и аналогового питания, необходимые для питания электрорадиоэлементов зон цифровой 7 и аналоговой 6 обработки сигналов. Сформированные в зоне 8 формирования цифрового питания напряжения цифрового питания поступают с выходных выводов формирователей 39, 40 и 41 через сквозные металлизированные отверстия 14А, 14Б и 14В на участки 36, 37 и 38 цифрового питания зоны 7 цифровой обработки сигналов, а с них - на выводы питания соответствующих электрорадиоэлементов данной зоны. Сформированное в зоне 6 аналоговой обработки сигналов напряжение аналогового питания поступает с выходного вывода формирователя 24 через глухие металлизированные отверстия 10Б на участок 23, выполняющий функцию общей точки проводников 22 аналогового питания, которые подводят напряжение аналогового питания к выводам питания соответствующих электрорадиоэлементов данной зоны.The
В зоне 6 аналоговой обработки сигналов сигналы СРНС подвергаются усилению, фильтрации от помех, частотному преобразованию с понижением несущей частоты до десятков мегагерц, а также аналого-цифровому преобразованию, при этом используются формируемые в этой же зоне напряжение питания и гетеродинные и тактовые сигналы. Преобразованные в зоне 6 аналоговой обработки сигналов сигналы СРНС вместе с тактовыми сигналами передаются в зону 7 цифровой обработки сигналов через соответствующие сквозные металлизированные отверстия 13. В зоне 7 цифровой обработки сигналов сигналы СРНС подвергаются многоканальной корреляционной обработке, обработке в цифровом процессоре, а затем преобразованию в преобразователе интерфейса, при этом используются тактовые сигналы, сформированные в зоне 6 аналоговой обработки сигналов, и напряжения питания, сформированные в зоне 8 формирования цифрового питания. Обработанные сигналы, несущие навигационную информацию и/или информацию о точном времени, поступают на соответствующие выводы низкочастотного соединителя 5, откуда снимаются потребителем.In
Обработка сигналов СРНС осуществляется в заявляемом модуле в условиях, когда каждая из зон аналоговой обработки сигналов 6, цифровой обработки сигналов 7 и формирования цифрового питания 8 граничит с двумя другими зонами, причем площадь совместной границы зоны 6 с зоной 7 определяется площадью зоны 6, а площадь совместной границы зоны 8 с зоной 7 - площадью зоны 8. Несмотря на такое неблагоприятное (с точки зрения электромагнитной совместимости) расположение функциональных зон в заявляемом модуле за счет совокупности рассмотренных выше конструктивных мер (размещение и соединение экранирующих земляных плоскостей, земляных участков и экранирующих проводников барьерного экрана) удается уменьшить до приемлемого уровня взаимное негативное влияние электрорадиоэлементов этих зон (т.е. уменьшить уровень взаимных наводок и наведенных помех) и тем самым обеспечить возможность получения неискаженной навигационной информации и/или информации о точном времени.The processing of the SRNS signals is carried out in the inventive module under the conditions when each of the zones of
Рассмотренное показывает, что заявляемое изобретение осуществимо и обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в создании конструкции одноплатного модуля приемника сигналов СРНС, в котором реализуется вариант размещения электрорадиоэлементов по трем функциональным зонам : цифровой обработки сигналов, аналоговой обработки сигналов и формирования цифрового питания, одна из которых - зона цифровой обработки сигналов - располагается с одной стороны многослойной печатной платы, а две другие - с другой стороны многослойной печатной платы, и в котором обеспечивается внутриплатная электромагнитная совместимость этих зон в условиях, характеризующихся тем, что каждая из зон граничит с двумя другими зонами.The above shows that the claimed invention is feasible and ensures the achievement of the technical result, which consists in creating the design of a single-board module of the SRNS signal receiver, which implements the option of placing electronic radio elements in three functional areas: digital signal processing, analog signal processing and digital power generation, one of which is digital signal processing zone - located on one side of the multilayer printed circuit board, and the other two - on the other side of the multilayer a nice printed circuit board, and in which the internal board electromagnetic compatibility of these zones is ensured under conditions characterized by the fact that each of the zones borders on two other zones.
Предложенное выполнение модуля приемника сигналов СРС позволяет минимизировать габариты модуля за счет рационального использования площадей многослойной печатной платы в имеющем место на практике случае, когда зона аналоговой обработки сигналов требует для своего размещения меньшей площади, чем зона цифровой обработки сигналов. Так, в варианте практической реализации заявляемого модуля, представляющем собой опытный образец модуля приемника сигналов СРНС ГЛОНАСС/GPS частотного диапазона F1/L1, габариты четырнадцатислойной печатной платы составили примерно (50×50×2,5) мм, а общие габариты модуля с установленными электрорадиоэлементами - примерно (50×50×13) мм.The proposed implementation of the CPC signal receiver module allows minimizing the module dimensions due to the rational use of the areas of the multilayer printed circuit board in the practical case when the analog signal processing zone requires a smaller area for its placement than the digital signal processing zone. So, in the embodiment of the practical implementation of the claimed module, which is a prototype of the receiver module of the SRNS GLONASS / GPS signals in the frequency range F1 / L1, the dimensions of the fourteen-layer printed circuit board were approximately (50 × 50 × 2.5) mm, and the overall dimensions of the module with installed radio elements - approximately (50 × 50 × 13) mm.
Источники информацииInformation sources
1. RU №2172080 (С1), H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, опубл. 10.08.2001.1. RU No. 2172080 (C1),
2. RU №2188522 (C1), H05K1/14, Н01Р 11/00, опубл. 27.08.2002.2. RU No. 2188522 (C1), H05K1 / 14,
3.Ри№2192108 (C1), H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 9/00, опубл. 27.10.2002.3.Ri№ 2192108 (C1),
4. RU №2194375 (C1), H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 9/00, опубл. 10.12.2002.4. RU No. 2194375 (C1),
5. RU №2199839 (C1), H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, 9/00, опубл. 27.02.2003.5. RU No. 2199839 (C1),
6. RU №2173036 (C1), H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, опубл. 27.08.2001.6. RU No. 2173036 (C1),
7. RU №2287918 (C1), H05K 1/11, 3/46, 9/00, опубл. 20.11.2006.7. RU No. 2287918 (C1),
8. RU №2287919 (C1), H05K 1/11, 3/46, 9/00, опубл. 20.11.2006.8. RU No. 2287919 (C1),
9. RU №2287920 (C1), H05K 1/14, опубл. 20.11.2006.9. RU No. 2287920 (C1),
10. RU №2287917 (C1). H05K 1/11, 3/46, 9/00, опубл. 20.11.2006.10. RU No. 2287917 (C1).
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007145831/09A RU2350053C1 (en) | 2007-12-10 | 2007-12-10 | Signal receiver module of satellite radio navigation systems |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007145831/09A RU2350053C1 (en) | 2007-12-10 | 2007-12-10 | Signal receiver module of satellite radio navigation systems |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2350053C1 true RU2350053C1 (en) | 2009-03-20 |
Family
ID=40545440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007145831/09A RU2350053C1 (en) | 2007-12-10 | 2007-12-10 | Signal receiver module of satellite radio navigation systems |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2350053C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116647249A (en) * | 2023-07-27 | 2023-08-25 | 上海瀚儒通信技术有限公司 | Modularized intelligent signal shielding device unit, shielding device and shielding control method |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0391527A1 (en) * | 1989-04-07 | 1990-10-10 | Tektronix Inc. | Circuit board configuration for reducing signal distortion |
| WO2000054562A1 (en) * | 1999-03-10 | 2000-09-14 | General Instrument Corporation | Method and apparatus for suppressing electromagnetic emissions from a bus interface with electronic equipment |
| RU2188522C1 (en) * | 2001-05-10 | 2002-08-27 | Дочернее государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр спутниковых координатно-временных технологий "КОТЛИН" Федерального государственного унитарного предприятия "Российский институт радионавигации и времени" | Radio-electronic unit |
| RU2199839C1 (en) * | 2001-05-24 | 2003-02-27 | Дочернее государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр спутниковых координатно-временных технологий "КОТЛИН" Федерального государственного унитарного предприятия "Российский институт радионавигации и времени" | Radio-electronic unit |
| 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 |
-
2007
- 2007-12-10 RU RU2007145831/09A patent/RU2350053C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0391527A1 (en) * | 1989-04-07 | 1990-10-10 | Tektronix Inc. | Circuit board configuration for reducing signal distortion |
| WO2000054562A1 (en) * | 1999-03-10 | 2000-09-14 | General Instrument Corporation | Method and apparatus for suppressing electromagnetic emissions from a bus interface with electronic equipment |
| RU2188522C1 (en) * | 2001-05-10 | 2002-08-27 | Дочернее государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр спутниковых координатно-временных технологий "КОТЛИН" Федерального государственного унитарного предприятия "Российский институт радионавигации и времени" | Radio-electronic unit |
| RU2199839C1 (en) * | 2001-05-24 | 2003-02-27 | Дочернее государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр спутниковых координатно-временных технологий "КОТЛИН" Федерального государственного унитарного предприятия "Российский институт радионавигации и времени" | Radio-electronic unit |
| 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 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116647249A (en) * | 2023-07-27 | 2023-08-25 | 上海瀚儒通信技术有限公司 | Modularized intelligent signal shielding device unit, shielding device and shielding control method |
| CN116647249B (en) * | 2023-07-27 | 2023-10-20 | 上海瀚儒通信技术有限公司 | Modularized intelligent signal shielding device unit, shielding device and shielding control method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR0157734B1 (en) | Satellite channel interface of indoor unit used for satellite data communication | |
| US7086869B1 (en) | Flexible cable interconnect with integrated EMC shielding | |
| EP2763323B1 (en) | High-frequency module | |
| EP1061784B1 (en) | Radio-electronic unit | |
| CA2745514C (en) | Connector for electronic assemblies that screens and does not require soldering | |
| JP2016502262A (en) | Electronic devices and land grid array modules | |
| RU2350053C1 (en) | Signal receiver module of satellite radio navigation systems | |
| RU2287919C1 (en) | Signal receiver module for satellite radio navigation systems | |
| RU2125775C1 (en) | Radio electronic assembly | |
| RU2287920C1 (en) | Signal receiver module for satellite radio navigation systems | |
| RU2287917C1 (en) | Signal receiver module for satellite radio navigation systems | |
| RU2188522C1 (en) | Radio-electronic unit | |
| RU2287918C1 (en) | Signal receiver module for satellite radio navigation systems | |
| RU2489728C1 (en) | Global navigation satellite system signal receiver module | |
| RU2297118C1 (en) | Radio-electronics block | |
| RU2199839C1 (en) | Radio-electronic unit | |
| RU2396737C1 (en) | Module of signals receiver in satellite radio navigation systems | |
| RU2194375C1 (en) | Radio electronic unit | |
| RU2396736C1 (en) | Module of signals receiver in satellite radio navigation systems | |
| RU2261540C1 (en) | Radioelectronic block with in-board screening | |
| RU2260928C1 (en) | Radio-electronic block with in-board screening | |
| RU2256982C1 (en) | Unit for matching satellite-system signal receiver with active antenna | |
| RU2250578C1 (en) | Signal receiving unit of satellite injection-synchronized radio navigation systems | |
| RU2192108C1 (en) | Radio-electronic unit | |
| RU2175821C1 (en) | Radio electron unit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181211 |