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Progettazione PCB per il circuito funzionale del modulo interruttore di radiofrequenza
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Progettazione PCB per il circuito funzionale del modulo interruttore di radiofrequenza

2022-01-04
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Author:pcb

La progettazione del Scheda PCB Per il circuito funzionale del modulo di commutazione a radiofrequenza, con lo sviluppo di moderni sistemi di comunicazione wireless, mobile communication, radar, comunicazioni satellitari e altri sistemi di comunicazione hanno requisiti più elevati in materia di velocità di commutazione, capacità di potenza e integrazione dello switch transceiver. Pertanto, la tecnologia bus è studiata e sviluppata per soddisfare le esigenze militari Il modulo bus con requisiti speciali è di grande importanza. Useremo l'idea di strumento virtuale per realizzare il circuito hardware nel software. L'interruttore di radiofrequenza progettato sotto può essere controllato direttamente dal computer e può essere facilmente integrato con il sistema di prova bus. L'applicazione della tecnologia informatica e microelettronica nel campo dei test di oggi ha ampie prospettive di sviluppo.

Scheda PCB

1. Progettazione e realizzazione del circuito di interfaccia bus VXI

VXIbus è un'estensione del VMEbus nel campo della strumentazione, ed è un sistema di strumenti automatici modulare gestito da un computer. Si basa su una standardizzazione efficace e adotta un approccio modulare per raggiungere la serializzazione, generalization, e intercambiabilità e interoperabilità degli strumenti VXIbus. La sua architettura aperta e la modalità PlugPlay soddisfano pienamente i requisiti dei prodotti informativi. Ha i vantaggi della trasmissione di dati ad alta velocità, struttura compatta, configurazione flessibile, e buona compatibilità elettromagnetica. Pertanto, il sistema è molto comodo da installare e utilizzare, e le sue applicazioni stanno diventando sempre più estese. È diventato gradualmente un bus per l'integrazione del sistema di test ad alte prestazioni.

Il bus VXI è una specifica modulare completamente aperta dello strumento backplane bus adatta a vari produttori di strumenti. I dispositivi bus VXI sono principalmente suddivisi in: dispositivi basati su registri, Dispositivi basati su messaggi, e dispositivi basati sulla memoria. L'attuale percentuale di dispositivi basati su registri nelle applicazioni (circa il 70%). Il circuito di interfaccia base del registro VXIbus comprende principalmente quattro parti:, circuito di indirizzamento e decodifica, macchina dello stato di risposta alla trasmissione dei dati, Gruppo di registro di configurazione e funzionamento. Nelle quattro parti, tranne che il driver buffer bus è realizzato dal chip 74ALS245, gli altri sono realizzati da FPGA. Vengono utilizzati un pezzo di chip FLEX10K EPF10K10QC208-3 e un pezzo di nucleo EPROM EPC1441P8 e il software corrispondente MAX+PLUS…¡ viene utilizzato per la progettazione e l'implementazione.

1.1 Driver buffer bus
Questa parte completa la ricezione o la guida del buffer della linea dati, della linea di indirizzo e della linea di controllo nel bus backplane VXI per soddisfare i requisiti del segnale di specifica VXI. Per dispositivi A16/D16, finche l'unità buffer del bus dati backplane D00ï½ D15 è realizzata. Secondo i requisiti della specifica VXI bus, questa parte è implementata con due 74LS245, che sono strozzati da DBEN* (prodotto dalla macchina di stato di risposta della trasmissione dati).

1.3 Ogni dispositivo bus VXI ha un set di "registri di configurazione". Il controllore principale del sistema ottiene alcune informazioni di configurazione di base del dispositivo VXI bus leggendo il contenuto di questi registri, come il tipo di dispositivo, il modello, il produttore, lo spazio di indirizzo (A16, A24)., A32) e lo spazio di archiviazione richiesto, ecc.. La gamma di frequenza del circuito di radiofrequenza è di circa 10kHz a 300GHz. As the frequency increases, I circuiti a radiofrequenza mostrano alcune caratteristiche diverse dai circuiti a bassa frequenza e dai circuiti CC. Therefore, nella progettazione della scheda del circuito di radiofrequenza, particolare attenzione dovrebbe essere prestata all'influenza del segnale di radiofrequenza sulla scheda. Il circuito di commutazione RF è controllato dal bus VXI. Al fine di ridurre le interferenze nel design, la parte del circuito di interfaccia bus e il circuito di funzione dell'interruttore RF sono collegati da un cavo piatto. La seguente presenta principalmente la Scheda PCB progettazione del circuito di funzione dell'interruttore RF.

2.1 Disposizione dei componenti
1.2 Circuito di indirizzamento e decodifica
Le linee di indirizzo includono le linee di indirizzo da A01 a A31, le linee stroboscopiche dati DS10* e DS1*, e le linee di parole lunghe LWORD*. Le linee di controllo includono la linea stroboscopica AS* e la linea di segnale lettura/scrittura SCRITE*. La progettazione di questo circuito adotta il metodo di progettazione schematica di MAX+PLUS. Progettare utilizzando i componenti esistenti nella libreria di componenti, using two 74688 and one 74138. Questo modulo funzionale decodifica le linee di indirizzo A15ï½ A01 e le linee di modifica dell'indirizzo AM5ï½ AM0. When the device is addressed, riceve le informazioni sull'indirizzo sulla linea di indirizzo e sulla linea di modifica dell'indirizzo, e lo confronta con l'indirizzo logico LA7ï½ LA0 impostato dall'interruttore di indirizzo hardware di questo modulo. Se il valore logico su AM5ï½ AM0 è 29H o 2DH (Poiché è un dispositivo A16/D16), quando le linee di indirizzo A15 e A14 sono entrate 1, e il valore logico su A13ï½ A06 è uguale all'indirizzo logico del modulo, il dispositivo viene indirizzato e strozzato (CADDR* è true). Successivamente il risultato viene inviato al controllo di decodifica inferiore, e il registro del modulo nello spazio degli indirizzi a 16 bit viene selezionato decodificando gli indirizzi A01ï½ A05.
1.3 Macchina dello stato di risposta della trasmissione dei dati
Il bus di trasmissione dati è un gruppo di bus di trasmissione dati asincroni paralleli ad alta velocità, che è la componente principale dello scambio di informazioni del sistema VMEbus. Le linee di segnale del bus di trasmissione dati possono essere meridionali in tre gruppi:, data lines, e linee di controllo. La progettazione di questa parte adotta il metodo di progettazione di input di testo MAX+PLUS. A causa della temperatura complicata del DTACK**, il linguaggio AHDL viene utilizzato per progettare e realizzare attraverso la macchina statale. Questo modulo funzionale configura i segnali di controllo nel bus backplane VXI, e fornisce segnali di temporizzazione e controllo per il ciclo di trasmissione dati standard (generando la trasmissione dati abilita il segnale DBEN*, il segnale di risposta DTACK* richiesto dal bus per completare la trasmissione dati, ecc.). Durante la trasmissione dei dati, Il controller di sistema si avvia prima al modulo e imposta le corrispondenti linee stroboscopiche AS**, linee strobe dati DS0*, DS1*, e linee di segnale WRITE* che controllano la direzione di trasmissione dei dati per essere valide Level. Quando il modulo rileva che gli indirizzi corrispondono e che le linee di controllo sono valide, guidare DTACK* a livello basso per confermare al controller bus che i dati sono stati posizionati sul bus dati (ciclo di lettura) o che i dati sono stati ricevuti correttamente (ciclo di scrittura).
1.4 Registro di configurazione
Ogni dispositivo VXI bus ha un set di "registri di configurazione". Il controllo principale del sistema ottimale alcune informazioni di configurazione di base del dispositivo bus VXI legendo il contenuto di questi registri, come il tipo di dispositivo, modello, produttore, address space (A16, A24). , A32) e lo spazio di stoccaggio richiesto, ecc. I registri di configurazione di base dei dispositivi VXI bus includono: registri di identificazione, registri del tipo di dispositivo, registri di stato, e registri di controllo. La progettazione di questa parte del circuito adotta il metodo di progettazione schematica MAX+PLUS, utilizzando il chip 74541 e i moduli funzionali da esso creati. I registri ID, DT e ST sono registri di sola scrittura. In questo progetto, Il bus VXI viene utilizzato principalmente per controllare l'adesione e lo spettacolo di questo lotto di interruttori, quindi fintanto che si scrivono i dati al registro canale, è possibile controllare lo stato di aspirazione o interruzione dell'interruttore relè, e query lo stato di relè viene letto anche dal registro canale. Secondo i requisiti di progettazione del modulo, write appropriate content in the correspondent data bits, in modo da controllare efficacemente l'interruttore di radiofrequenza del modulo funzionale.
2. La progettazione del circuito di funzione del modulo
Ogni dispositivo VXI bus ha un set di "registri di configurazione". Il controllore principale del sistema ottiene alcune informazioni di configurazione di base del dispositivo VXI bus leggendo il contenuto di questi registri, come il tipo di dispositivo, il modello, il produttore, lo spazio di indirizzo (A16, A24)., A32) e lo spazio di archiviazione richiesto, ecc. La gamma di frequenza del circuito di radiofrequenza è di circa 10kHz a 300GHz. Man mano che la frequenza aumenta, I circuiti a radiofrequenza mostrano alcune caratteristiche diverse dai circuiti a bassa frequenza e dai circuiti CC. Pertanto, nella progettazione della scheda del circuito di radiofrequenza, occorre prestare particolare attenzione all'influenza del segnale di radiofrequenza sulla scheda. Il circuito di commutazione RF è controllato dal bus VXI. Al fine di ridurre le interferenze nel design, la parte del circuito di interfaccia bus e il circuito di funzione dell'interruttore RF sono collegati da un cavo piatto. La seguente presenta principalmente la Scheda PCB progettazione del circuito di fu

La compatibilità elettromagnetica (EMC) si riferisce alla capacità di un sistema elettronico di funzionare normalmente conformemente ai requisiti di progettazione in un ambiente elettromagnetico prescritto. Per circuiti RF Progettazione PCB, La compatibilità elettrica richiede che ogni modulo del circuito non produca il più possibile radiazioni elettriche, ed ha un certo grado di capacità di interferenza anti-elettromagnetica. Il layout dei componenti influenza direttamente l'interferenza e la capacità anti-interferenza del circuito stesso. Influenza anche direttamente le prestazioni del circuito progettato. Il principio generale del layout: i componenti devono essere disponibili nella stessa direzione il più possibile, e la scarsa saldatura può essere ridotta o addirittura evitata selezionando la direzione del PCB che entra nel sistema di saldatura; There must be least 0.Distanza di 5mm tra i componenti per alimentare i requisiti di saldatura dei componenti , Se lo spazio del Scheda PCB allows, la distanza tra i componenti deve essere il più ampio possibile. La disposizione ragionevole dei componenti è anche un prerequisito per un cablaggio ragionevole, quindi dobbiamo essere considerati globalmente. In questo progetto, il relè è utilizzato per convertire il canale del segnale di radiofrequenza, quindi il relè dovrebbe essere posizionato il più vicino possibile all'ingresso e all'uscita del segnale, in modo da ridurre al minimo la lunghezza della linea del segnale di radiofrequenza, e fare un cablaggio ragionevole per il passaggio successivo. Considera. Inoltre, il circuito di commutazione a radiofrequenza è controllato dal bus VXI, e l'influenza del segnale di radiofrequenza sul segnale di controllo bus VXI è anche un problema che deve essere considerato durante il layout.
2.2 Cablaggio
Dopo che il layout dei componenti è fondamentalmente completato, il cablaggio deve essere avviato. Il principio di base del cablaggio è: Quando la densità di assemblaggio lo consente, provare a utilizzare la progettazione di cavi a bassa densità, e il cablaggio del segnale deve essere il più spesso e sottile possibile, che favorisce la corrispondenza dell'impedenza. For radio frequency circuits, la progettazione irrazionale della direzione della linea del segnale, width, e la distanza tra le linee può causare interferenze incrociate tra le linee di trasmissione del segnale; In più, l'alimentatore stesso ha anche interferenze acustiche, quindi una considerazione completa deve essere presa quando si progetta il circuito a radiofrequenza PCB. Cablaggio ragionevole. Durante il cablaggio, tutte le tracce dovrebbero essere lontane dal bordo della Scheda PCB ((circa 2mm)), in modo da evitare sconnessioni o pericoli nascosti di disconnessione durante la produzione del Scheda PCB. Il cavo di alimentazione deve essere il più largo possibile per ridurre la resistenza del ciclo. Allo stesso tempo tempo, rendere la direzione del cavo di alimentazione e del cavo di massa coerente con la direzione della trasmissione dei dati per migliorare la capacità anti-interferenza. Le linee di segnale devono essere il più breve possibile, e il numero di vie dovrebbe essere ridotto il più possibile; il cablaggio tra i componenti deve essere il più breve possibile per ridurre i parametri di distribuzione e le interferenze elettromagnetiche reciproche; per le linee di segnale incompatibili dovrebbero essere il più lontano possibile l'una dall'altra, E cerca di evitare il cablaggio parallelo, e le linee di segnale sui lati anteriore e posteriore dovrebbero essere perpendicolari l'una all'altra: durante il cablaggio, gli angoli devono essere 135 gradi, evitare di girare angoli retti. Nella progettazione di cui sopra, la Scheda PCB utilizza una scheda a quattro strati. Al fine di ridurre l'influenza del segnale in radiofrequenza sul segnale di controllo bus VXI, le due linee di segnale sono posizionate rispetto nei due strati centrali, e la linea di segnale in radiofrequenza è schermata con una messa a terra via nastro.
2.3 Cavo di alimentazione e cavo di massa
Il circuito di radiofrequenza necessita di particolari enfasi sul corretto cablaggio della linea elettrica e della linea di terra. La scelta ragionevole dell'alimentazione elettrica e del cavo di terra è una garanzia importante per il funzionamento affidabile dello strumento. Molte fonti di interferenza sul PCB del circuito di radiofrequenza sono generate dall'alimentazione elettrica e dal cavo di terra, tra cui l'interferenza acustica causata dal cavo di terra. Secondo le dimensioni del Scheda PCB current, la linea elettrica e la linea di terra devono essere progettati il più spesso e corto possibile per ridurre la resistenza del ciclo. Allo stesso tempo, rendere la direzione della linea elettrica e della linea di terra coerente con la direzione della trasmissione dei dati, che contribuisce a migliorare la capacità anti-rumore. Quando le condizioni lo consentono, prova ad utilizzare schede multistrato. Le schede a quattro strati sono 20dB inferiori alle schede a due lati, Le schede a sei strati sono 10 dB inferiori alle schede a quattro strati. Nella Scheda PCB a quattro strati progettata in questo articolo, sia l'alto che il basso
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