РАДИОЭЛЕКТРОННЫЙ БЛОК Российский патент 1999 года по МПК H05K1/00 H05K3/46 

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при конструировании блоков радиоэлектронной аппаратуры, в частности, радиоэлектронных блоков, предназначенных для приема и обработки сигналов спутниковых радионавигационных систем (СРНС) и сигналов спутниковых систем связи (ССС).

Особенностью конструирования радиоэлектронных блоков, осуществляющих прием и обработку сигналов СРНС и ССС, является необходимость использования в них разнопородных функциональных узлов; различных аналоговых сверхвысокочастотных (СВЧ) и высокочастотных (ВЧ) схем, реализующих процессы приема и преобразования шумоподобных радиосигналов СРСН и ССС, а также различных цифровых устройств - корреляторов, синтезаторов, синхронизаторов, процессоров, реализующих процессы корреляционного поиска, слежения и цифровой обработки принимаемых сигналов, см., например, [1, с. 112, рис. 47; с.126, рис. 64] . При этом при практической реализации таких радиоэлектронных блоков могут потребоваться электрорадиоэлементы, имеющие различную степень интеграции, например дискретные электрорадиоэлементы, микросхемы малой, средней и большой степени интеграции. В связи с объединением в рамках одной конструкции указанных разнородных функциональных узлов и элементов, к тому же работающих с сигналами, существенно отличающимися по частоте, возникает задача обеспечить их электромагнитной совместимостью, исключить взаимное влияние друг на друга и уменьшить уровень паразитных наводок и наведенных помех.

Одним из известных путей конструкторского решения этой задачи является разработка многоблочной (многоплатной) конструкции, где на отдельных печатных платах группируются электрорадиоэлементы, относящиеся к близким (однородным) функциональным группам, использующим близкие по виду и частоте сигналы, как например, в известных конструкциях [1, с. 112, рис. 47], [2]. При этом проблемы уменьшения паразитных наводок и наведенных помех решаются достаточно простыми техническими средствами, основанными, в частности, на межплатной экранизации. Очевидно, однако, что такой путь связан с увеличением массогабаритных характеристик разрабатываемой конструкции.

В тех случаях, когда массогабаритные характеристики важны, разрабатываются моноблочные конструкции, объединяющие в рамках одного радиоэлектронного блока разнородные функциональные узлы и элементы, как например в радиоэлектронном блоке приемника-процессора сигналов СНРС, описанном в [1, с. 132, рис. 69]. Для решения возникающих при этом проблем, связанных с паразитными наводками и наведенными помехами, могут использоваться известные конструкторские методы, заключающиеся, в частности, в установке дополнительных внешних согласующих элементов, связывающих элементы печатной платы с корпусом блока, как например [3], в особом размещении сигнальных проводников на печатной плате, как например в [4], [5, с. 112 - 115], в особом расположении земляных проводников и проводников питания, как например в [5, с. 113-114]. Достигаемый при этом результат уменьшения паразитных наводок и наведенных помех тем выше, чем меньше разница между частотами сигналов, обрабатываемых в блоке, и чем выше степень интеграции электрорадиоэлементов блока.

В качестве прототипа заявляемого радиоэлектронного блока выбран известный радиоэлектронный блок, описанный в [6, с. 258 - 261, рис. 12.2], представляющий собой одноплатную конструкцию. Радиоэлектронный блок, выбранный в качестве прототипа, содержит многослойную печатную плату с числом проводящих слоев N ≥ 6, в которой на наружных первом и N-ом проводящих слоях печатной платы размещены контактные площадки и электрорадиоэлементы, а сигнальные печатные проводники, проводники питания и земляные проводники расположены во внутренних проводящих слоях печатной платы. При этом земляные проводники (проводники потенциалов "Земля") и проводники питания (проводники потенциалов "Питание") расположены в разных внутренних проводящих слоях печатной платы, например в четвертом и пятом слоях соответственно для случая десятислойной (N = 10) печатной платы. Земляные проводники и проводники питания при этом выполнены в виде металлизированных земляных плоскостей и плоскостей питания с окнами вокруг металлизированных отверстий межслойных соединений, не связанных с этими плоскостями.

Такая конструкция блока-прототипа позволяет решить задачу уменьшения паразитных наводок и наведенных помех в условиях, когда в нем используются однородные электрорадиоэлементы и близкие по частоте сигналы, как например в случае цифровой ЭВМ.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является устранение паразитных наводок и наведенных помех в условиях, когда на многослойной печатной плате радиоэлектронного блока размещаются разнородные функциональные элементы различной степени интеграции, работающие с сигналами различных частот, например с сигналами частот от тысяч мегагерц до единиц как в приемниках-процессорах СРНС и ССС.

Решение поставленной задачи позволяет конструировать малогабаритную радиоэлектронную аппаратуру, в том числе бортовые приемники-процессоры, работающие по сигналам СНРС "ГЛОНАСС" и "НАВСТАР", на основе элементной базы, представленной электрорадиоэлементами, существенно отличающимися по степени интеграции.

Сущность изобретения состоит в том, что в радиоэлектронном блоке, содержащем многослойную печатную плату с числом проводящих слоев N ≥ 6, в которой на наружных первом и N-ом проводящих слоях размещены контактные площадки и электрорадиоэлементы, а земляные проводники и проводники питания расположены в разных внутренних проводящих слоях печатной платы и выполнены соответственно в виде металлизированных земляных плоскостей и плоскостей питания с окнами вокруг металлизированных отверстий межслойных соединений, не связанных электрически с этими плоскостями, электрорадиоэлементы, размещенные на печатной плате, сгруппированы по M функциональным зонам, одна из которых является зоной функционального размещения аналоговых электрорадиоэлементов, а остальные M-1 зон - зонами функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов, при этом во всех M зонах функционального размещения аналоговых и цифровых электрорадиоэлементов на наружных первом и N-ом проводящих слоях печатной платы расположены сигнальные проводники этих волокон, в зоне функционального размещения аналоговых электрорадиоэлементов в двух внутренних проводящих слоях печатной платы - втором и (N-1)-ом проводящих слоях, соседствующих с наружными первым и N-ым проводящими слоями, расположены земляные плоскости этой зоны, а плоскость аналогового питания зоны функционального размещения аналоговых электрорадиоэлементов расположена в одном из внутренних проводящих слоев печатной платы, соседствующем с вторым или (N-1)-ым проводящим слоем, во всех M-1 зонах функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов в одном из внутренних проводящих слоев печатной платы, соседствующем с первым или N-ым наружным проводящим слоем, расположены раздельные земляные плоскости соответствующих зон функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов, а в одном из внутренних проводящих слоев печатной платы, отделенном по крайней мере одним проводящим слоем от указанного проводящего слоя с земляными плоскостями зон функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов, расположены раздельные, не соприкасающиеся между собой по горизонтали, плоскости цифрового питания этих зон, при этом плоскости питания соответствующих зон функционального размещения аналоговых и цифровых электрорадиоэлекментов по вертикали не перекрываются, в каждой из M зон функционального размещения аналоговых и цифровых электрорадиоэлементов на одном из наружных проводящих слоев печатной платы выполнены связанные с соответствующими плоскостями питания этих зон контактные элементы для подключения к внешним источникам питания при осуществлении раздельного по функциональным зонам электропитания блока, электрические связи между M зонами функционального размещения аналоговых и цифровых электрорадиоэлементов осуществляются посредством сигнальных проводников связи, выполненных в виде прямых печатных проводников, расположенных на наружном проводящем слое печатной платы, соседствующем с внутренним проводящим слоем, в котором расположены земляные плоскости всех M зон функционального размещения аналоговых и цифровых электрорадиоэлементов, при этом сигнальные проводники связи проложены между контактными точками, расположенными на краях соответствующих зон функционального размещения аналоговых и цифровых электрорадиоэлементов, а соединение между собой земляных плоскостей всех M зон функционального размещения аналоговых и цифровых электрорадиоэлементов, расположенных во внутреннем проводящем слое, соседствующем с наружным проводящим слоем, несущим сигнальные проводники связи, осуществляется посредством расположенных под сигнальными проводниками связи прямых печатных земляных перемычек шириной не менее 1 мм.

Сущность изобретения, его реализуемость и возможность промышленного применения поясняются на примере конструкции радиоэлектронного блока приемника-процессора, предназначенного для определения навигационных параметров по сигналам СРНС "ГЛОНАСС" и "НАВСТАР", использующего в качестве многослойной печатной платы с шестью проводящими слоями (N=6). Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1 - 8.

На фиг. 1 представлен пример группировки по пяти (M=5) функциональным зонам электрорадиоэлементов наружного первого (лицевого) слоя шестислойной печатной платы радиоэлектронного блока приемника-процессора СНРС (вид со стороны элементов первого слоя, печатные проводники условно не показаны);
на фиг. 2 - пример группировки по соответствующим функциональным зонам электрорадиоэлементов наружного шестого (тыльного) слоя печатной платы приемника-процессора СРНС (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные, печатные проводники условно не показаны);
на фиг. 3 - вид шестислойной печатной платы в размере (расположение проводников и металлизированных отверстий межслойных соединений - условное);
на фиг. 4 - пример расположения печатных проводников, в том числе сигнальных проводников связи, на наружном первом проводящем слое шестислойной печатной платы приемника-процессора СНРС;
на фиг. 5 - пример расположения печатных проводников во внутреннем втором проводящем слое шестислойной печатной платы приемника-процессора СНРС (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);
на фиг. 6 - пример расположения печатных проводников во внутреннем третьем проводящем слое шестислойной печатной платы приемника-процессора СНРС (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);
на фиг. 7 - пример расположения печатных проводников во внутреннем четвертом проводящем слое шестислойной печатной платы приемника-процессора СРНС (вид со стороны первого слоя, условно прозрачные);
на фиг. 8 - пример расположения печатных проводников во внутреннем пятом проводящем слое шестислойной печатной платы приемника-процессора СНРС (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные).

Заявляемый радиоэлектронный блок в рассматриваемом примере реализации содержит многослойную печатную плату 1 с числом проводящих слоев N = 6, наружный первый проводящий слой 2 которой образует лицевую сторону печатной платы 1, а наружный шестой проводящий слой 3 - тыльную сторону печатной платы 1. Внутренние проводящие слои печатной платы 1, а именно второй проводящий слой 4, третий проводящий слой 5, четвертый проводящий слой 6 и пятый проводящий слой 7 печатной платы 1 отделены друг от друга и от наружных проводящих слоев 2 и 3 изолирующими слоями 8. На наружных проводящих слоях 2 и 3 печатной платы 1 размещены наружные печатные элементы платы - контактирующие площадки 9 и сигнальные проводники 10, а также установлены электрорадиоэлементы 11. Необходимые связи между печатными элементами, расположенными в различных проводящих слоях печатной платы 1, осуществляются с помощью металлизированных отверстий 12 межслойных соединений.

В рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока - блока приемника-процессора СРНС электрорадиоэлементы 11, размещенные на печатной плате 1, сгруппированы по M = 5 функциональным зонам 13, 14, 15, 16 и 17. Первая из M функциональных зон - функциональная зона 13 является зоной функционального размещения аналоговых электрорадиоэлементов, а остальные M-1 зон - вторая, третья, четвертая и пятая функциональные зоны 14, 15, 16, 17 являются зонами функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов. В первой функциональной зоне 13 размещаются электрорадиоэлементы, участвующие в аналоговом преобразовании сигналов СРНС, например электрорадиоэлементы низкой степени интеграции, аналогичные микросхемам типа MGA-87563 HEWLETT-PACKARD, электрорадиоэлементы средней степени интеграции, аналогичные микросхемам типа 174XA5; во второй функциональной зоне 14 размещаются электрорадиоэлементы, осуществляющие многоканальное корреляционное преобразование сигналов, например электрорадиоэлемнты сверхвысокой степени интеграции, аналогичные микросхемам типа 1836ВЖ1, 1836ВЖ1-01; в третьей функциональной зоне 15 размещаются электрорадиоэлементы, образующие опорный генератор, например электрорадиоэлемнты средней степени интеграции, аналогичные микросхемам типа Tempus-LVA Motorola, электрорадиоэлементы высокой степени интеграции, аналогичные микросхемам LMX2330ATM Motorola; в четвертой функциональной зоне 16 размещаются электрорадиоэлементы, образующие цифровой процессор, например электрорадиоэлементы высокой степени интеграции, аналогичные микросхемам типаTMC320C203P Texas Instruments; в пятой функциональной зоне 17 размещаются интерфейсные электрорадиоэлементы, например электрорадиоэлементы средней степени интеграции, аналогичные микросхемам типа MAX533ACEE MAXIM.

Для всех зон 13 - 17 функционального размещения аналоговых и цифровых электрорадиоэлементов общим является, что сигнальные проводники 10 этих зон расположены на наружных первом 2 и шестом 3 проводящих слоях печатной платы 1.

Общим для всех функциональных зон 13 - 17 является также выполнение их земляных проводников и проводников питания в виде соответствующих металлизированных земляных плоскостей и плоскостей питания и размещение их в разных внутренних проводящих слоях печатной платы 1. При этом в части размещения земляных плоскостей и плоскостей питания по слоям печатной платы 1 имеет место различие между зоной 13 функционального размещения аналоговых электрорадиоэлементов и зонами 14, 15, 16, 17 функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов. Так, в зоне 13 функционального размещения аналоговых электрорадиоэлементов в двух внутренних проводящих слоях печатной платы 1 - во втором проводящем слое 4 (фиг. 5) и пятом проводящем слое 7 (фиг. 8), соседствующих с наружными первым 2 и шестым 3 проводящими слоями, расположены соответствующие земляные плоскости 18 и 19 этой зоны. Плоскость аналогового питания зоны 13 при этом может располагаться в одном из внутренних проводящих слоев печатной платы 1, соседствующем с одним из вышеуказанных проводящих слоев, несущим одну из земляных плоскостей этой зоны. В рассматриваемом примере реализации радиоэлементного блока плоскость 20 аналогового питания зоны 13 расположена в третьем проводящем слое 5 печатной платы 1 (фиг. 6), соседствующем со вторым проводящим слоем 4, несущим земляную плоскость 18 зоны 13. Остальные печатные проводники 21 зоны 13 расположены в четвертом проводящем слое 6 (фиг. 7) печатной платы 1.

Во всех зонах 14 - 17 функционального размещения цифровых электрорадиэлементов их земляные плоскости могут располагаться в одном из внутренних проводящих слоев печатной платы 1, соседствующем с одним из наружных проводящих слоев. В рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока земляные плоскости 22, 23, 24, 25 соответственно зон 14, 15, 16, 17 расположены во втором проводящем слое 4 печатной платы 1 (фиг. 5), соседствующем с первым наружным проводящим слоем 2. Земляные плоскости 22 - 25 зон 14 - 17 выполнены раздельными, их границы не соприкасаются. Плоскости цифрового питания зон 14 - 17 при этом могут располагаться в одном из внутренних проводящих слоев печатной платы 1, отделенном по крайней мере одним проводящим слоем от указанного проводящего слоя с земляными плоскостями этих зон. В рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока плоскости 26, 27, 28, 29 цифрового питания соответственно зон 14, 15, 16, 17 расположены в четвертом проводящем слое 6 печатной платы 1 (фиг. 7), отделенном третьим проводящим слоем 5 от второго проводящего слоя 4 с земляными плоскостями 22 - 25 этих зон. Плоскости 26 - 29 цифрового питания зон 14 - 17 выполнены раздельными, их границы не соприкасаются. Остальные печатные проводники 30 зон 14 - 17 расположены в третьем 5 (фиг. 6) и пятом 7 (фиг. 8) проводящих слоях печатной платы 1.

Плоскость 20 аналогового питания и плоскости 26, 27, 28 и 29 цифрового питания по вертикали не перекрываются.

Электрические связи между функциональными зонами 13 - 17 печатной платы 1 осуществляются посредством сигнальных проводников связи 31, 32, 33, 34, расположенных на первом наружном проводящем слое 2 печатной платы 1, соседствующем с вторым проводящим слоем 4, в котором расположены земляные плоскости 18, 22, 23, 24, 25 всех M = 5 функциональных зон 13, 14, 15, 16, 17. В рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока электрическая связь между функциональными зонами 13 и 14 осуществляется посредством сигнальных проводников связи 31, связь между зонами 14 и 15 - посредством проводника 32, связь между зонами 14 и 16 - посредством проводников 33, связь между зонами 16 и 17 - посредством проводников 34 (фиг. 4). Количество и расположение сигнальных проводников связи 31 - 34, показанное на фиг. 4, - условное.

Сигнальные проводники связи 31 - 34 выполнены в виде прямых печатных проводников, проложенных между контактными точками 35 (фиг. 4), расположенными на краях соответствующих зон 13 - 17 функционального размещения аналоговых и цифровых электрорадиоэлементов.

Земляные плоскости 18, 22, 23, 24, 25 всех M = 5 функциональных зон 13, 14, 15, 16, 17, расположенные во втором внутреннем проводящем слое 4 печатной платы 1 (фиг. 5), непосредственно (границами) между собой не соприкасаются, а их электрическая связь осуществляется посредством печатных перемычек 36, 37, 38, 39 (земляных печатных перемычек), проложенных между контактными точками 35 под соответствующими сигнальными проводниками связи 31, 32, 33, 34 (фиг. 4), расположенными на наружном проводящем слое 2 печатной платы 1. При этом положение контактных точек 35 во внутреннем слое 4 полностью соответствует положению аналогичных точек 35 на первом наружном слое 2.

Земляные печатные перемычки 36 - 39 выполнены прямыми, их ширина устанавливается не менее 1 мм.

В заявляемом радиоэлектронном блоке используется принцип раздельного (по функциональным зонам 13 - 17) электропитания. Для осуществления этого в каждой из функциональных зон 13 - 17 на одном из наружных проводящих слоев печатной платы 1, в рассматриваемом примере реализации - на первом наружном проводящем слое 2 выполнены связанные с соответствующими плоскостями 20, 26, 27, 29, 29 этих зон контактные элементы 40, 41, 42, 43, 44 для подключения к внешним источникам питания. Положение контактных элементов 40, 41, 42, 43, 44 на первом проводящем слое 2 и точек их связи 45, 46, 47, 48, 49 с плоскостями питания 20, 26, 27, 28, 29 соответствующих функциональных зон 13, 14, 15, 16, 17 показано на фиг. 1, 6, 7.

В заявляемом радиоэлектронном блоке для исключения нежелательных замыканий между металлизированными отверстиями 12 межслойных соединений и металлизированными земляными плоскостями 18, 19, 22 - 25, а также металлизированными плоскостями питания 20, 26 - 29, в соответствующих местах этих плоскостей выполняются лишенные металлизации окна 50 (фиг. 3), через которые и проходят указанные металлизированные отверстия 12 межслойных соединений.

Для соединения заявляемого радиоэлектронного блока с внешними устройствами используется низкочастотный соединитель (разъем) 51, установленный на лицевой стороне печатной платы 1 (фиг. 1), один из выводов которого соединен с контактным элементом 44.

Для подключения к источнику входных сигналов используется высокочастотный соединитель (разъем) 52, установленный на лицевой стороне печатной платы 1 (фиг.1).

Для включения в работу заявляемого радиоэлектронного блока - приемника-процессора СРНС к его контактным элементам 40, 41, 42, 43, а также через соединитель 51 - к контактному элементу 44 подключаются соответствующие источники питания (на фиг. 1 - 8 не показаны), к соединителю 51 подключаются также соответствующие внешние устройства - пульт управления, средства регистрации данных и т.п. (на фиг. 1 - 8 не показаны), а к соединителю 52 - источник входных сигналов, например кабель приемной антенны (на фиг. 1 - 8 не показан).

Входные сигналы радиоэлектронного блока, в рассматриваемом примере представляющие собой аналоговые псевдошумовые (широкополосные) сигналы СРНС с частотами в диапазоне от 1200 до 1700 МГц поступают через соединитель 52 в первую функциональную зону 13 печатной платы 1, где подвергаются необходимому усилению, фильтрации от помех и частотному преобразованию с понижением частоты до десятков мегагерц.

Сигналы, преобразованные указанным образом в первой функциональной зоне 13 печатной платы 1, далее подвергаются многоканальной корреляционной обработке во второй функциональной зоне 14, затем - обработке в цифровом процессоре четвертой функциональной зоны 16, после чего - обработке в интерфейсных элементах пятой функциональной зоны 17 печатной платы 1. Необходимые для этого сигналы опорных частей поступают при этом из третьей функциональной зоны 15 печатной платы 1.

Таким образом, в заявляемом радиоэлектронном блоке сигналы в процессе своей обработки последовательно переходят от одной функциональной зоны печатной платы 1 к другой, претерпевая при этом изменения по частоте от тысяч мегагерц на входе первой функциональной зоны 13 (зоны размещения аналоговых электрорадиоэлементов) до единиц герц на выходе пятой функциональной зоны 17 (зоны размещения интерфейсных электрорадиоэлементов).

При этом переход сигналов от одной функциональной зоны к другой осуществляется по строго определенным путям, образованным расположенными параллельно друг над другом сигнальными проводниками связи 31 - 34 и земляными печатными перемычками 36 - 39. Ширина земляных печатных перемычек (не менее 1 мм) выбрана из условия минимизации потерь в возвратных контурах цепей прохождения сигналов и снижения их восприимчивости к воздействию излучения и перекрестных помех за счет исключения неоптимальных токовых путей, обладающих дополнительной индуктивностью.

На минимизацию потерь в возвратных контурах цепей прохождения сигналов, а также цепей распределения питания положительно влияет предложенное выполнение и расположение металлизированных элементов плоскостей 18, 19, 22 - 25 и металлизированных плоскостей питания 20, 26 - 29 каждой из функциональных зон 13 - 17, за счет которого в заявляемом радиоэлектронном блоке обеспечивается формирование наиболее оптимальных возвратных цепей, соответствующих сигнальным цепям, исключается образование паразитных токовых контуров, характеризуемых паразитными индуктивностями и восприимчивостью к помехам, а также достигается минимально возможное сопротивление по постоянному току и практически исключается падение постоянного напряжения в любых местах печатной платы.

Совокупность указанных конструктивных мер в сочетании с использованием раздельного по функциональным зонам электропитания позволяет в заявляемом радиоэлектронном блоке решить поставленную техническую задачу устранения паразитных наводок и наведенных помех в заданных условиях, когда на многослойной печатной плате блока размещаются разнородные электрорадиоэлементы различной степени интеграции, работающие с сигналами в диапазоне частот от тысяч мегагерц до единиц герц.

Эксперименты, проведенные над радиоэлектронными блоками заявляемой конструкции, показали, что устранение паразитных наводок и наведенных помех, требуемое из условий обеспечения работоспособности блоков, наблюдается при обработке сигналов СРНС "ГЛОНАСС" и "НАВСТАР" в различных их сочетаниях и во всех рабочих диапазонах частот. Это позволяет, в частности, использовать заявляемую конструкцию как базовую при разработке бортовой аппаратуры потребителей СРНС различного класса и назначения.

Таким образом, из рассмотренного видно, что заявляемый радиоэлектронный блок технически осуществим, промышленно реализуем, решает поставленную техническую задачу по устранению паразитных наводок и наведенных помех в заданных условиях размещения на одной многослойной печатной плате электрорадиоэлементов различной степени интеграции, работающих с сигналами частот от тысяч мегагерц до единиц герц, и перспективен при конструированию аппаратуры потребителей СРНС и ССС различного класса и назначения.

Источники информации
1. Бортовые устройства спутниковой радионавигации. И.В.Кудрявцев, И.Н. Мищенко, А.И.Волынкин и др./ Под ред. В.С.Шебшаевича. - М.: Транспорт, 1988.

2. Свидетельство РФ на полезную модель N 2157, G 06 T 11/20, опубл. 16.05.96.

3. Авторское свидетельство СССР N 1823853, H 05 K 5/00, опубл. 20.11.96.

4. Патент РФ N 2047947, H 05 K 1/02, опубл. 10.11.95.

5. Лунд П. Прецизионные печатные платы. Конструирование и производство. -М.: Энергоатомиздат, 1983.

6. Майоров С.А. и др. Электронные вычислительные машины. /Справочник по конструированию под ред. С.В.Майорова. -М.: Сов. радио, 1975 (с. 258 - 261, рис. 12.2 - прототип).

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при конструировании блоков радиоэлектронной аппаратуры, предназначенных для приема и обработки спутниковых радионавигационных систем. Радиоэлектронный блок содержит многослойную печатную плату с числом проводящих слоев N≥6, в которой на наружных первом и N -ом проводящих слоях размещены контактные площадки и электрорадиоэлементы, а земляные проводники и проводники питания расположены в разных внутренних проводящих слоях и выполнены в виде металлизированных плоскостей с окнами вокруг металлизированных отверстий межслойных соединений, не связанных электрически с этими плоскостями. Электрорадиоэлементы сгруппированы по М функциональным зонам, одна из которых - зона функционального размещения аналоговых электрорадиоэлементов, а остальные - зоны функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов. Во всех М функциональных зонах на наружных первом и N-ом проводящих слоях печатной платы расположены сигнальные проводники этих зон. В зоне функционального размещения аналоговых электрорадиоэлементов в двух внутренних проводящих слоях печатной платы - втором и (N-1)-ом расположены земляные плоскости этой зоны, а плоскость аналогового питания расположена в одном из внутренних проводящих слоев, соседствующем с вторым или (N -1)-ым проводящим слоем. Во всех М-1 зонах функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов в одном из внутренних проводящих слоев печатной платы, соседствующем с первым или N-ым наружным прводящим слоем, расположены раздельные земляные плоскости соответствующих зон. В одном из внутренних проводящих слоев печатной платы, отделенном по крайней мере одним проводящим слоем от слоя с земляными плоскостями зон функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов, расположены раздельные, не соприкасающиеся между собой по горизонтали, плоскости цифрового питания этих зон. Плоскости питания зон функционального размещения аналоговых и цифровых электрорадиоэлементов по вертикали не перекрываются. В каждой из М функциональных зон на одном из наружных проводящих слоев печатной платы выполнены связанные с соответствующими плоскостями питания этих зон контактные элементы для подключения к внешним источникам питания при осуществлении раздельного по функциональным зонам электропитания блока. Электрические связи между М функциональными зонами осуществляются посредством сигнальных проводников связи, выполненных в виде прямых печатных проводников, расположенных на наружном проводящем слое печатной платы, соседствующем с внутренним проводящим слоем, в котором расположены земляные плоскости всех М функциональных зон, при этом сигнальные проводники связи проложены между контактными точками, расположенными на краях соответствующих функциональных зон. Соединение между собой земляных плоскостей всех М функциональных зон, расположенных во внутреннем проводящем слое, соседствующем с наружным проводящим слоем, несущем сигнальные проводники связи, осуществляется посредством расположенных под сигнальными проводниками связи прямых печатных земляных перемычек шириной не менее 1 мм. Техническим результатом является устранение паразитных наводок и наведенных помех в условиях, когда на печатной плате блока размещаются разнородные функциональные элементы различной степени интеграции, работающие с сигналами различных частот. 8 ил.

Радиоэлектронный блок, содержащий многослойную печатную плату с числом проводящих слоев N ≥ 6, в которой на наружных первом и N-ом проводящих слоях размещены контактные площадки и электрорадиоэлементы, а земляные проводники и проводники питания расположены в разных внутренних проводящих слоях печатной платы и выполнены соответственно в виде металлизированных земляных плоскостей и плоскостей питания с окнами вокруг металлизированных отверстий межслойных соединений, не связанных электрически с этими плоскостями, отличающийся тем, что электрорадиоэлементы, размещенные на печатной плате, сгруппированы по M функциональным зонам, одна из которых является зоной функционального размещения аналоговых электрорадиоэлементов, а остальные M - 1 зон - зонами функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов, при этом во всех M зонах функционального размещения аналоговых и цифровых электрорадиоэлементов на наружных первом и N-ом проводящих слоях печатной платы расположены сигнальные проводники этих зон, в зоне функционального размещения аналоговых электрорадиоэлементов в двух внутренних проводящих слоях печатной платы - втором и (N - 1)-ом проводящих слоях, соседствующих с наружными первым и N-ым проводящими слоями, расположены земляные плоскости этой зоны, а плоскость аналогового питания зоны функционального размещения аналоговых электрорадиоэлементов расположена в одном из внутренних проводящих слоев печатной платы, соседствующем с вторым или (N - 1)-ым проводящим слоем, во всех M - 1 зонах функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов в одном из внутренних проводящих слоев печатной платы, соседствующем с первым или N-ым наружным проводящим слоем, расположены раздельные земляные плоскости соответствующих зон функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов, а в одном из внутренних проводящих слоев печатной платы, отделенном по крайней мере одним проводящим слоем от указанного проводящего слоя с земляными плоскостями зон функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов, расположены раздельные, не соприкасающиеся между собой по горизонтали, плоскости цифрового питания этих зон, при этом плоскости питания соответствующих зон функционального размещения аналоговых и цифровых электрорадиоэлементов по вертикали не перекрываются, в каждой из M зон функционального размещения аналоговых и цифровых электрорадиоэлементов на одном из наружных проводящих слоев печатной платы выполнены связанные с соседствующими плоскостями питания этих зон контактные элементы для подключения к внешним источникам питания при осуществлении раздельного по функциональным зонам электропитания блока, электрические связи между M зонами функционального размещения аналоговых и цифровых электрорадиоэлементов осуществляются посредством сигнальных проводников связи, выполненных в виде прямых печатных проводников, расположенных на наружном проводящем слое печатной платы, соседствующем с внутренним проводящим слоем, в котором расположены земляные плоскости всех M зон функционального размещения аналоговых и цифровых электрорадиоэлементов, при этом сигнальные проводники связи проложены между контактыми точками, расположенными на краях соответствующих зон функционального размещения аналоговых и цифровых электрорадиоэлементов, а соединение между собой земляных плоскостей всех M зон функционального размещения аналоговых и цифровых электрорадиоэлементов, расположенных во внутреннем проводящем слое, соседствующем с наружным проводящим слоем, несущем сигнальные проводники связи, осуществляется посредством расположенных под сигнальными проводниками связи прямых печатных земляных перемычек шириной не менее 1 мм.