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Con la placa de circuito impreso del moderno sistema de comunicación inalámbrica, los sistemas de comunicación como las comunicaciones móviles, los radares y las comunicaciones por satélite tienen mayores requisitos para la velocidad de conmutación, la capacidad de potencia y la integración. el módulo de bus VXI es de gran importancia para los requisitos especiales del partido. Utilizaremos la idea de instrumentos virtuales para implementar circuitos de hardware en forma de software. El interruptor de radiofrecuencia diseñado a continuación se puede controlar directamente por un ordenador y se puede conectar fácilmente con el sistema de prueba de bus vxi. La integración y maximización de las aplicaciones de la tecnología informática y microelectrónica en el campo de las pruebas actuales tiene amplias perspectivas de desarrollo.
1. el diseño e implementación del Circuito de interfaz de bus VXI el bus VXI es la expansión de vmebus en el campo de los instrumentos y es un sistema de instrumentos automatizados modulares operado por computadora. Se basa en una estandarización efectiva y utiliza métodos modulares para realizar la serialización, generalización, intercambiabilidad e interoperabilidad de los instrumentos de bus vxi. Su arquitectura abierta y plug - and - Play satisfacen plenamente los requisitos de los productos de información. Tiene las ventajas de transmisión rápida de datos, estructura compacta, configuración flexible y buena compatibilidad electromagnética, por lo que la configuración y el uso del sistema son muy convenientes, y su aplicación es cada vez más amplia, convirtiéndose gradualmente en un bus integrado de sistemas de prueba de alto rendimiento. Especificaciones de bus de respaldo de instrumentos modulares adecuadas para varios fabricantes de instrumentos. Los dispositivos de bus VXI se dividen principalmente en: dispositivos basados en registros, dispositivos basados en mensajes y dispositivos basados en memoria. Proporción actual de dispositivos basados en registros en la aplicación (alrededor del 70%). El circuito de interfaz basado en el registro de bus VXI consta principalmente de cuatro partes: accionamiento de amortiguación de bus, circuito de direccionamiento y decodificación, máquina de Estado de respuesta de transmisión de datos, configuración y Grupo de registro de operación. De estas cuatro partes, a excepción de la unidad de amortiguación del bus, que es implementada por el chip 74als245, el resto es implementado por fpgas. Diseñado e implementado con un chip nex10k epf10k10qc 208 - 3 y un chip EPROM epc1441p8, utilizando el software correspondiente Max + plus 2. esta parte de la unidad de amortiguación de bus 1.1 completa la recepción o conducción de amortiguación de líneas de datos, líneas de dirección y líneas de control en el bus de back - Board VXI para cumplir con los Requisitos de la señal estándar vxi. Para los dispositivos A16 / d16, basta con implementar el controlador de amortiguación del bus de datos de back - Board d00 a d15. De acuerdo con los requisitos de la especificación de bus vxi, esta sección está implementada por dos 74ls245 y está habilitada por dben * (generado por la máquina estatal de respuesta de transmisión de datos). las líneas de direccionamiento de circuitos direccionales y decodificadores 1.2 incluyen líneas de dirección A01 - a31, líneas de direccionamiento de datos ds0 * y ds1 * y líneas de caracteres largos lword *. La línea de control incluye la línea de selección de direcciones as * y la línea de señal de lectura / escritura write *. El diseño del circuito adopta el método de diseño esquemático Max + plus II. Diseñado con componentes existentes en la Biblioteca de componentes, se utilizaron dos 74688 y uno 74138. El módulo funcional decodifica la línea de dirección A15 - A01 y la línea de modificación de dirección am5 - am0. Cuando el dispositivo está dirigido, recibe la información de dirección de la línea de dirección y la línea de modificación de dirección, y la compara con la dirección lógica La7 a la0 establecida por el interruptor de dirección de hardware en el módulo. Si el valor lógico en am5 a am0 es 29h o 2dh (porque es un dispositivo A16 / d16), el dispositivo se dirige y se activa cuando las líneas de dirección a15 y A14 son 1 y el valor lógico en A13 - A06 es igual a la dirección lógica del módulo (caddr * es cierto). Luego, los resultados se envían a un control de decodificación más bajo y se seleccionan los registros de los módulos en el espacio de direcciones de 16 dígitos decodificando la dirección A01 - a05.
1.3 El bus de transmisión de datos de la máquina estatal de respuesta de transmisión de datos es un grupo de autobuses de transmisión de datos paralelos asíncronos de alta velocidad y es la parte principal del intercambio de información del sistema vmebus. Las líneas de señal del bus de transmisión de datos se pueden dividir en tres grupos: líneas de direccionamiento, líneas de datos y líneas de control. El diseño de esta parte utiliza el método de diseño de entrada de texto Max + plus 2. Debido a que la cronología de dtak * es más compleja, se diseña e implementa a través de la máquina de estado utilizando el lenguaje ahdl. Este módulo funcional configura las señales de control en el bus de tablero trasero VXI y proporciona señales de tiempo y control para el ciclo estándar de transmisión de datos (generar la señal habilitante de transmisión de datos dben *, la señal de respuesta del bus necesaria para la transmisión de datos dtack *, etc. durante la transmisión de datos, el controlador del sistema dirige el módulo primero. Y las líneas de señal as *, ds0 *, ds1 * y write * correspondientes que controlan la dirección de transmisión de datos se establecen en niveles válidos. Cuando el módulo detecta una coincidencia de direcciones y cada línea de control es válida, conduce el dtack * a un nivel bajo para confirmar al controlador del bus que los datos han sido colocados en el bus de datos (ciclo de lectura) o que los datos han sido recibidos con éxito (ciclo de escritura). 1.4 registro de configuración cada dispositivo de bus VXI tiene un conjunto de "registros de configuración", y el controlador principal del sistema obtiene alguna información básica de configuración del dispositivo de bus VXI leyendo el contenido de estos registros, como el tipo de dispositivo, el modelo, el fabricante, el espacio de direcciones (a16, a24, a32) y el espacio de almacenamiento requerido. Los registros básicos de configuración de los dispositivos de bus VXI son: registro de identificación, registro de tipo de dispositivo, registro de Estado y registro de control. El diseño de esta parte del circuito utiliza el método de diseño esquemático Max + plus II y utiliza el chip 74.541, el módulo funcional que crea. los registros id, DT y ST son registros de solo lectura y los registros de control son registros de solo lectura. En este diseño, el bus VXI se utiliza principalmente para controlar los interruptores de estos interruptores. Por lo tanto, siempre que los datos se escriban en el registro del canal, se puede controlar el Estado del interruptor del interruptor del relé. El Estado de relé de consulta también se lee del registro del canal. Datos De acuerdo con los requisitos de diseño del módulo, se escribe el contenido adecuado en cada bit de datos correspondiente, lo que permite controlar eficazmente el interruptor de radiofrecuencia del módulo funcional. El diseño de la placa de circuito impreso funcional del módulo tiene un conjunto de "registros de configuración" para cada dispositivo de bus vxi, y el controlador principal del sistema obtiene alguna información básica de configuración del dispositivo de bus VXI leyendo el contenido de estos registros, como el tipo de dispositivo, el modelo, el fabricante, el espacio de direcciones (a16, a24, a32) y El espacio de almacenamiento necesario. El rango de frecuencia del Circuito de radiofrecuencia es de aproximadamente 10 kHz a 300ghz. Con el aumento de la frecuencia, los circuitos de radiofrecuencia muestran algunas características diferentes de los circuitos de baja frecuencia y los circuitos de corriente continua. Por lo tanto, al diseñar las placas de PCB de los circuitos de radiofrecuencia, es necesario prestar especial atención al impacto de las señales de radiofrecuencia en las placas de pcb. El circuito de interruptor de radiofrecuencia está controlado por el bus vxi. Para reducir la interferencia en el diseño, se utiliza un cable para conectar el circuito de interfaz del bus y el circuito funcional del interruptor de radiofrecuencia. El siguiente es el diseño de la placa de PCB del circuito funcional del interruptor de radiofrecuencia. 2.1 El diseño de componentes EMC se refiere a la función del sistema electrónico.
Generalmente en un entorno electromagnético específico diseñado. Para el diseño de los circuitos de radiofrecuencia pcb, la compatibilidad electromagnética requiere que cada módulo de circuito no produzca radiación electromagnética en la medida de lo posible y tenga cierta capacidad de resistencia a las interferencias electromagnéticas. El diseño de los componentes afecta directamente la capacidad de interferencia y anti - interferencia del propio circuito. Esto también afecta directamente al rendimiento del circuito diseñado. principios generales de diseño: los componentes deben estar dispuestos en la misma dirección en la medida de lo posible, lo que puede reducir o incluso evitar la mala soldadura eligiendo la dirección del PCB para entrar en el sistema de fusión de estaño; La distancia entre los componentes debe ser de al menos 0,5 mm para cumplir con los requisitos de fusión de estaño del componente. si el espacio de la placa de PCB lo permite, la distancia entre los componentes debe ser lo más amplia posible. El diseño racional de los componentes también es un requisito previo para un cableado razonable, por lo que debe considerarse de manera integral. En este diseño, el relé es el canal utilizado para convertir la señal de radiofrecuencia, por lo que el relé debe estar lo más cerca posible de la entrada y salida de la señal para minimizar la longitud de la línea de señal de radiofrecuencia y cableado razonable para el siguiente paso. Considerar Además, el circuito de conmutación de radiofrecuencia está controlado por el bus vxi, y el impacto de la señal de radiofrecuencia en la señal de control del bus VXI también es una cuestión que debe tenerse en cuenta al diseñar. 2.2 El cableado debe comenzar después de que el diseño del componente esté básicamente completado. El principio básico del cableado es: cuando la densidad de montaje lo permite, trate de elegir un diseño de cableado de baja densidad, y el rastro de señal debe ser lo más grueso posible, lo que favorece la coincidencia de resistencia. Para los circuitos de radiofrecuencia, el diseño irrazonable de la dirección, el ancho y el espaciamiento de las líneas de señal puede causar interferencia cruzada entre las líneas de transmisión de señal; Además, la propia fuente de alimentación del sistema también tiene interferencia acústica, por lo que debe considerarse de manera integral al diseñar el circuito de radiofrecuencia pcb. El cableado es razonable. Al cableado, todos los rastros deben mantenerse alejados del marco de la placa de PCB (unos 2 mm) para evitar la posibilidad de desconexión o posible desconexión durante la producción de la placa de pcb. El cable de alimentación debe ser lo más ancho posible para reducir la resistencia del circuito. Al mismo tiempo, la dirección del cable de alimentación y el cable de tierra debe ser consistente con la dirección de transmisión de datos para mejorar la capacidad de anti - interferencia. La línea de señal debe ser lo más corta posible y el número de agujeros que pasan debe minimizarse; La conexión entre los componentes debe ser lo más corta posible para reducir los parámetros de distribución y la interferencia electromagnética mutua; Para las líneas de señal incompatibles, deben mantenerse lo más alejadas posible entre sí. Y trate de evitar el cableado paralelo, las líneas de señal en los lados delantero y trasero deben ser perpendiculares entre sí: al cableado, se debe usar un ángulo de 135 grados donde se necesitan esquinas y se debe evitar un ángulo recto. En el diseño anterior, la placa de PCB utiliza una placa de cuatro capas. Para reducir el impacto de la señal de radiofrecuencia en la señal de control del bus vxi, se colocan dos líneas de señal en las dos capas intermedias, y las líneas de señal de radiofrecuencia están blindadas por agujeros. 2.3 El cableado en el diseño del Circuito de radiofrecuencia de la línea de alimentación y la línea de tierra debe hacer especial hincapié en El cableado correcto de la línea de alimentación.
E y el cable de tierra. La selección racional de la fuente de alimentación y el modo de puesta a tierra es una garantía importante para el funcionamiento confiable del instrumento. Una cantidad considerable de fuentes de interferencia en la placa de circuito impreso de radiofrecuencia son producidas por la fuente de alimentación y el suelo, así como por la interferencia acústica causada por el suelo. Dependiendo del tamaño de la corriente de la placa de pcb, el cable de alimentación y el cable de tierra deben diseñarse de la manera más gruesa y corta posible para reducir la resistencia del circuito. Al mismo tiempo, la dirección del cable de alimentación y el cable de tierra es consistente con la dirección de transmisión de datos, lo que ayuda a mejorar la resistencia al ruido. Cuando las condiciones lo permitan, trate de usar placas multicapa. El ruido de las placas de cuatro pisos es 20 DBS más bajo que el de las placas de dos pisos, y el ruido de las placas de seis pisos es 10 DBS más bajo que el de las placas de cuatro pisos. En las cuatro capas de placas de PCB diseñadas en este artículo, la capa superior e inferior están diseñadas para conectar la formación. De esta manera, independientemente de cuál de las capas intermedias sea la capa de alimentación, la relación física entre la capa de alimentación y la formación de tierra es muy cercana, formando un gran capacitor de desacoplamiento que reduce la interferencia causada por el cable de tierra. La formación de tierra utiliza una gran área de cobre. El recubrimiento de cobre a gran escala tiene principalmente las siguientes funciones: (1) compatibilidad electromagnética. Desempeñará un papel de blindaje en grandes áreas de cobre para la puesta a tierra o el suministro de energía. (2) requisitos del proceso de pcb. Por lo general, para garantizar el efecto de galvanoplastia o que las laminaciones no se deformen, se aplica cobre a las capas de PCB con menos cableado. (3) requisitos de integridad de la señal, proporcionar una ruta de retorno completa para la señal digital de alta frecuencia y reducir el cableado de la red de corriente continua. (4) la disipación de calor y la instalación de equipos especiales requieren chapado en cobre. Conclusión el sistema de bus VXI es un sistema de bus de instrumentos modulares completamente abierto en todo el mundo y adecuado para varios fabricantes. Este es el sistema de bus de instrumentos actual en el mundo. Lo anterior introduce principalmente el desarrollo del módulo de conmutación de radiofrecuencia basado en el bus vxi. Se introduce el diseño de la interfaz de bus del módulo de conmutación de radiofrecuencia y el diseño de PCB del circuito funcional. El interruptor de radiofrecuencia está controlado por el bus vxi, lo que aumenta la flexibilidad del funcionamiento del interruptor y es fácil de usar en el tablero de pcb.
