модуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем

Классы МПК:H05K1/00 Печатные схемы
H05K1/11 печатные элементы для обеспечения электрического соединения с печатными схемами или печатных схем между собой
H05K9/00 Экранировка аппаратов или их деталей от электрических или магнитных полей
Автор(ы):, , , , , , , , , , , , , , , ,
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2007-12-10
публикация патента:

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при конструировании модулей приемников сигналов спутниковых радионавигационных систем. Технический результат - создание одноплатной конструкции с размещением зон аналоговой обработки сигналов и формирования цифрового питания по одну сторону многослойной печатной платы, а зоны цифровой обработки сигналов - по другую сторону и обеспечением в этих условиях их внутриплатной электромагнитной совместимости. Модуль содержит многослойную печатную плату с N проводящими слоями и металлизированными отверстиями, посредством которых осуществляются межслойные электрические соединения, несущую высокочастотный и низкочастотный соединители, а также печатные проводники и электрорадиоэлементы, сгруппированные по трем зонам: аналоговой обработки сигналов, формирования цифрового питания и цифровой обработки сигналов, первые две из которых располагаются рядом в проводящих слоях с первого по n-й, а третья располагается под первыми двумя и занимает проводящие слои с (n+1)-го по N-й, где nмодуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, патент № 2350053 6, N-nмодуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, патент № 2350053 6. В каждой из 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. Участки цифрового питания связаны с выходными выводами формирователей напряжений цифрового питания, расположенных в зоне формирования цифрового питания, а общая точка проводников аналогового питания - с выходным выводом формирователя напряжения аналогового питания, расположенного в зоне аналоговой обработки сигналов. Входные выводы формирователей напряжений цифрового и аналогового питания электрически соединены с выходным выводом входного фильтра питания, расположенного в зоне цифровой обработки сигналов, причем первое из этих соединений осуществлено с помощью сквозного металлизированного отверстия, а второе - с помощью связанного с этим отверстием печатного проводника, пересекающего границу между зонами формирования цифрового питания и аналоговой обработки сигналов. Экранирующие земляные плоскости зоны цифровой обработки сигналов связаны глухими металлизированными отверстиями друг с другом, с земляными участками и экранирующими проводниками барьерного экрана и соединены с выводом «Земля» низкочастотного соединителя. Экранирующие земляные плоскости зоны формирования цифрового питания связаны глухими металлизированными отверстиями друг с другом и с земляными участками своей зоны, а также сквозными металлизированными отверстиями с экранирующими земляными плоскостями зоны цифровой обработки сигналов. Земляные участки зоны аналоговой обработки сигналов связаны глухими металлизированными отверстиями с экранирующей земляной плоскостью, расположенной в i-м проводящем слое между первым и n-м проводящими слоями, и соединены с помощью электропроводящей перемычки в первом проводящем слое с земляным участком зоны формирования цифрового питания. Экранирующая земляная плоскость зоны аналоговой обработки сигналов, расположенная в n-ом проводящем слое, соединена печатной перемычкой с расположенной в этом же проводящем слое экранирующей земляной плоскостью зоны формирования цифрового питания. 1 з.п. ф-лы, 17 ил. модуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, патент № 2350053

модуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, патент № 2350053 модуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, патент № 2350053 модуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, патент № 2350053 модуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, патент № 2350053 модуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, патент № 2350053 модуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, патент № 2350053 модуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, патент № 2350053 модуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, патент № 2350053 модуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, патент № 2350053 модуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, патент № 2350053 модуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, патент № 2350053 модуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, патент № 2350053 модуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, патент № 2350053 модуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, патент № 2350053 модуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, патент № 2350053 модуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, патент № 2350053 модуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, патент № 2350053

Формула изобретения

1. Модуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, содержащий многослойную печатную плату с N проводящими слоями и металлизированными отверстиями, посредством которых осуществляются межслойные электрические соединения, несущую печатные проводники и электрорадиоэлементы электрической схемы, предназначенной для приема и обработки сигналов спутниковых радионавигационных систем (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 nмодуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, патент № 2350053 6, N-nмодуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, патент № 2350053 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, причем 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, отличающийся тем, что 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, а также с пересекающим границу между зоной формирования цифрового питания и зоной аналоговой обработки сигналов печатным проводником, служащим для передачи отфильтрованного напряжение 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.

2. Модуль по п.1, отличающийся тем, что печатный проводник, служащий для передачи отфильтрованного напряжение внешнего питания в зону аналоговой обработки сигналов, расположен в том же проводящем слое, что и проводники аналогового питания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при конструировании одноплатных модулей приемников сигналов спутниковых радионавигационных систем (СРНС).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 (nмодуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, патент № 2350053 6, N-nмодуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, патент № 2350053 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 jмодуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, патент № 2350053 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.

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.

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.

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.

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.

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 nмодуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, патент № 2350053 6, N-nмодуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, патент № 2350053 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.

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.

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.

На фиг.1 представлен вид четырнадцатислойной печатной платы в разрезе (расположение печатных проводников и металлизированных отверстий условное);

на фиг.2 - фрагмент расположения электрорадиоэлементов в первом проводящем слое (вид со стороны элементов первого проводящего слоя, печатные проводники условно не показаны);

на фиг.3 - фрагмент расположения электрорадиоэлементов в четырнадцатом проводящем слое (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные, печатные проводники условно не показаны);

на фиг.4 - фрагмент рисунка печати первого проводящего слоя;

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

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

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

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

на фиг.9 - фрагмент рисунка печати шестого проводящего слоя (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);

на фиг.10 - фрагмент рисунка печати седьмого проводящего слоя (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);

на фиг.11 - фрагмент рисунка печати восьмого проводящего слоя (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);

на фиг.12 - фрагмент рисунка печати девятого проводящего слоя (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);

на фиг.13 - фрагмент рисунка печати десятого проводящего слоя (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);

на фиг.14 - фрагмент рисунка печати одиннадцатого проводящего слоя (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);

на фиг.15 - фрагмент рисунка печати двенадцатого проводящего слоя (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);

на фиг.16 - фрагмент рисунка печати тринадцатого проводящего слоя (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);

на фиг.17 - фрагмент рисунка печати четырнадцатого проводящего слоя (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные).

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 2 1, второй проводящий слой 22, третий проводящий слой 23, четвертый проводящий слой 24, пятый проводящий слой 2 5, шестой проводящий слой 26, седьмой проводящий слой 27, восьмой проводящий слой 28, девятый проводящий слой 2 9, десятый проводящий слой 210, одиннадцатый проводящий слой 211, двенадцатый проводящий слой 212, тринадцатый проводящий слой 2 13 и четырнадцатый проводящий слой 214 (фиг.1-17). Проводящие слои 21 и 2 14 являются наружными, а проводящие слои 2 2÷213 - внутренними; все проводящие слои 2 (21, 22, 2 3, 24, 25, 26, 27, 2 8, 29, 210, 211, 212, 2 13, 214) отделены друг от друга соответствующими изолирующими слоями 3 (фиг.1).

Многослойная печатная плата 1 несет высокочастотный соединитель 4, низкочастотный соединитель 5, а также печатные проводники и электрорадиоэлементы электрической схемы, предназначенной для приема и обработки сигналов СРНС, сгруппированные по зонам аналоговой обработки сигналов 6, цифровой обработки сигналов 7 и формирования цифрового питания 8 (фиг.1-3).

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 2 1 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».

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».

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).

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).

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.

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 nмодуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, патент № 2350053 6, N-nмодуль приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем, патент № 2350053 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, 2 3, 24, 25, 26 (фиг.1, 2, 4-9), а зона 7 цифровой обработки сигналов занимает остальные восемь проводящих слоев 2 7, 28, 29, 210, 211, 2 12, 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.

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.

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 2 1, 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, 2 4 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 10 А (на фиг.4-9 в качестве примера обозначено одно из глухих металлизированных отверстий 10A).

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).

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 2 1 (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 2 7 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.

В рассматриваемом примере в зоне 7 цифровой обработки сигналов в десятом, одиннадцатом и четырнадцатом проводящих слоях 2 10, 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.

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, 2 9, 210, 211 , 212), выполнены экранирующие проводники 31, 32, 33, 34, 35 барьерного экрана (фиг.11-15).

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).

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 2 8 (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 14 В (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).

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.

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 14 Г с земляным участком 30 зоны 7 цифровой обработки сигналов (фиг.4, 17).

В зоне 8 формирования цифрового питания в проводящих слоях со второго по n-й (т.е. в проводящих слоях 2 2÷26) располагаются экранирующие земляные плоскости 45, 46, 47, 48 и 49 (фиг.5-9), служащие также общими проводниками питания потенциала «Земля» в данной зоне.

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.

Экранирующая земляная плоскость 49 зоны 8 формирования цифрового питания, расположенная в шестом проводящем слое 2 6, связана также печатной перемычкой 50 с расположенной в этом же проводящем слое экранирующей земляной плоскостью 15 зоны 6 аналоговой обработки сигналов (фиг.9).

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 2 14 (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 11 Г, 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).

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».

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.

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).

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 2 5, что и проводники 22 аналогового питания зоны 6 аналоговой обработки сигналов (фиг.8). Печатный проводник 57 с одной стороны связан со сквозным металлизированным отверстием 14 Е, 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).

Работа заявляемого модуля осуществляется следующим образом.

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.

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.

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.

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.

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 10 А 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 2 5.

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.

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.

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.

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 14 А, 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 10 Б на участок 23, выполняющий функцию общей точки проводников 22 аналогового питания, которые подводят напряжение аналогового питания к выводам питания соответствующих электрорадиоэлементов данной зоны.

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.

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.

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.

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.

Источники информации

1. RU №2172080 (С1), H05K 1/00, 1/11, 1/14, 3/46, опубл. 10.08.2001.

2. RU №2188522 (C1), H05K1/14, Н01Р 11/00, опубл. 27.08.2002.

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

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

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

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

7. RU №2287918 (C1), H05K 1/11, 3/46, 9/00, опубл. 20.11.2006.

8. RU №2287919 (C1), H05K 1/11, 3/46, 9/00, опубл. 20.11.2006.

9. RU №2287920 (C1), H05K 1/14, опубл. 20.11.2006.

10. RU №2287917 (C1). H05K 1/11, 3/46, 9/00, опубл. 20.11.2006.

Класс H05K1/00 Печатные схемы

гибкий модульный узел -  патент 2529488 (27.09.2014)
печатная плата для светодиодных ламп -  патент 2527542 (10.09.2014)
способ нанесения смеси углерод/олово на слои металлов или сплавов -  патент 2525176 (10.08.2014)
реберная объединенная подложка и способ изготовления реберной объединенной подложки -  патент 2521787 (10.07.2014)
радиоэлектронный блок -  патент 2513121 (20.04.2014)
радиоэлектронный блок -  патент 2513038 (20.04.2014)
монтажная плата, способ ее изготовления, дисплейная панель и дисплейное устройство -  патент 2510712 (10.04.2014)
составная емкость и ее применение -  патент 2508574 (27.02.2014)
плата печатная -  патент 2499374 (20.11.2013)
детали из композитного электроконструктивного материала -  патент 2498927 (20.11.2013)

Класс H05K1/11 печатные элементы для обеспечения электрического соединения с печатными схемами или печатных схем между собой

Класс H05K9/00 Экранировка аппаратов или их деталей от электрических или магнитных полей

многослойный композиционный материал для защиты от электромагнитного излучения -  патент 2529494 (27.09.2014)
термостойкое радиопоглощающее покрытие на минеральных волокнах -  патент 2526838 (27.08.2014)
композитная пленка из линейно-процарапанной, тонкой металлической пленки и пластиковой пленки, а также установка для ее производства -  патент 2519942 (20.06.2014)
композит для электромагнитного экранирования -  патент 2511717 (10.04.2014)
уплотнение, содержащая его система и способ изготовления уплотнения -  патент 2504933 (20.01.2014)
остекление кабины экипажа летательного аппарата, снабженное электромагнитным экраном, и летательный аппарат -  патент 2502632 (27.12.2013)
изделие для электромагнитного экранирования -  патент 2490732 (20.08.2013)
модуль приемника сигналов глобальных навигационных спутниковых систем -  патент 2489728 (10.08.2013)
способ повышения теплоотдачи и радиационной защиты электронных блоков -  патент 2488244 (20.07.2013)
способ получения магнитной композиции -  патент 2485729 (20.06.2013)
Наверх