Technologie PCBA - Conception de carte de circuit imprimé fonctionnelle basée sur le module de commutation RF

Avec l'avènement de la carte de circuit imprimé pour les systèmes de communication sans fil modernes, les systèmes de communication tels que les communications mobiles, les radars, les communications par satellite, etc. ont des exigences plus élevées en matière de vitesse de commutation, de capacité de puissance, d'intégration, etc. le module de bus vxi est d'une grande importance pour les exigences spéciales du parti. Nous utiliserons l'idée de l'instrumentation virtuelle pour implémenter des circuits matériels sous forme de logiciels. Les commutateurs RF conçus ci - dessous peuvent être commandés directement par ordinateur et peuvent être facilement connectés au système de test de bus vxi. L'intégration et la maximisation de l'application des technologies informatiques et microélectroniques dans le domaine des tests d'aujourd'hui ont de vastes perspectives de développement.

Conception et mise en œuvre du circuit d'interface de bus vxi le bus vxi est une extension de vmebus dans le domaine de l'instrumentation et de l'instrumentation, un système d'instrumentation automatisé et modulaire géré par ordinateur. Il s'appuie sur une normalisation efficace avec une approche modulaire pour la sérialisation, la généralisation, l'interchangeabilité et l'interopérabilité des instruments de bus vxi. Son architecture ouverte et son approche plug - and - play répondent parfaitement aux exigences des produits d'information. Il a les avantages de la vitesse de transmission de données rapide, de la structure compacte, de la configuration flexible et de la bonne compatibilité électromagnétique, de sorte que la configuration et l'utilisation de ce système sont très pratiques, l'application est de plus en plus répandue et est progressivement devenue une sorte de bus d'intégration de système de test haute performance, Spécification de bus de fond de panier d'instrument modulaire pour divers fabricants d'instruments. Les périphériques de bus vxi sont principalement divisés en: périphériques à base de registres, périphériques à base de messages et périphériques à base de mémoire. Proportion de dispositifs à base de registres dans les applications actuelles (environ 70%). Un circuit d'interface basé sur un registre de bus vxi comprend principalement quatre parties: un pilote de tampon de bus, un circuit d'adressage et de décodage, une machine d'état de réponse de transfert de données, un ensemble de registres de configuration et de fonctionnement. Dans ces quatre parties, les autres sont implémentées par FPGA, à l'exception du pilote de tampon de bus implémenté par la puce 74als245. Une puce flex10k epf10k10qc208 - 3 et une puce EPROM epc1441p8 sont utilisées pour la conception et la mise en œuvre à l'aide du logiciel correspondant max + plus2. 1.1 pilote tampon de bus cette section complète la réception tampon ou le pilotage des lignes de données, d'adresse et de contrôle dans le bus de fond de panier vxi pour répondre aux exigences des signaux de spécification vxi. Pour les dispositifs A16 / D16, il suffit d'implémenter un pilote tampon pour le bus de données de fond de panier d00 ~ D15. Selon les exigences de la spécification de bus vxi, cette partie est implémentée par deux 74ls245 et sélectionnée avec un dben * (généré par une machine d'état de réponse de transmission de données). 1.2 circuits d'adressage et de décodage les lignes d'adressage comprennent les lignes d'adresse A01 - A31, les lignes de sélection de données ds0 * et ds1 * et les lignes de mots longs lword *. La ligne de commande comprend une ligne de sélection d'adresse as * et une ligne de signal de lecture / écriture write *. La conception de ce circuit utilise la méthode de conception schématique de Max + plus II. Conçu avec des composants existants dans la Bibliothèque de composants, deux 74688 et un 74138 ont été utilisés. Le module fonctionnel décode les lignes d'adresse A15 - A01 et les lignes de modification d'adresse am5 - am0. Lorsque le périphérique est adressé, il reçoit les informations d'adresse sur la ligne d'adresse et la ligne de modification d'adresse et les compare à l'adresse logique LA7 ~ La0 définie par le commutateur d'adresse matérielle sur le module. Si la valeur logique sur am5 ~ am0 est 29h ou 2dh (car il s'agit d'un périphérique A16 / D16), le périphérique est adressé et sélectionné (caddr * est vrai) Lorsque les lignes d'adresse A15 et A14 sont toutes deux 1 et que les valeurs logiques sur A13 - a06 sont égales à l'adresse logique du module. Le résultat est alors transmis à la commande de décodage inférieure et les registres du module dans l'espace d'adressage de 16 bits sont sélectionnés par décodage des adresses A01 - A05.

1.3 transmission de données le bus de transmission de données de la machine d'état de réponse est un ensemble de bus de transmission de données asynchrones et parallèles à grande vitesse qui constituent une composante majeure de l'échange d'informations du système vmebus. Les lignes de signal du bus de transmission de données peuvent être divisées en trois groupes: les lignes d'adressage, les lignes de données et les lignes de commande. La conception de cette section utilise la méthode de conception de saisie de texte de Max + plus2. Étant donné que la synchronisation de dtack * est complexe, elle est conçue et mise en œuvre à l'aide d'une machine d'état utilisant le langage AHDL. Ce module fonctionnel configure les signaux de commande dans le bus de fond de panier vxi et fournit des signaux de synchronisation et de commande de cycles de transmission de données standard (génération d'un signal d'autorisation de transmission de données dben *, d'un signal de réponse du bus dtack *, etc...), Et régler à un niveau actif les lignes de signalisation d'adresse as *, ds0 *, ds1 * et write * qui commandent le sens de transmission des données. Lorsque le module détecte une correspondance d'adresse et que chaque ligne de contrôle est valide, il pilote dtack * Au niveau bas pour confirmer au Contrôleur de bus que les données ont été placées sur le bus de données (cycle de lecture) ou qu'elles ont été reçues avec succès (cycle d'écriture). 1.4 registres de configuration chaque périphérique de bus vxi possède un ensemble de « registres de configuration » et le Contrôleur principal du système obtient certaines informations de configuration de base sur le périphérique de bus vxi, telles que le type de périphérique, le modèle, le fabricant, l'espace d'adressage (A16, A24, A32) et l'espace mémoire requis, en lisant le contenu de ces registres. Les registres de configuration de base d'un périphérique de bus vxi sont: un registre d'identification, un registre de type de périphérique, un registre d'état et un registre de contrôle. La conception de cette partie du circuit suit la méthode de conception schématique de Max + plus II et utilise la puce 74541 et les modules fonctionnels qu'elle crée. Les registres ID, dt et ST sont tous en lecture seule et les registres de contrôle en lecture seule. Dans cette conception, le bus vxi est principalement utilisé pour contrôler les interrupteurs de ces interrupteurs. Ainsi, il est possible de contrôler l'état de commutation de l'interrupteur du relais tant que les données sont écrites dans le registre de Canal. L'état du relais de requête est également lu dans le registre de Canal. Données Selon les exigences de conception du module, un contenu approprié est écrit dans chaque bit de données correspondent, ce qui permet de contrôler efficacement les interrupteurs RF du module fonctionnel. Conception de la carte PCB chaque périphérique de bus vxi dispose d'un ensemble de "registres de configuration" et le Contrôleur principal du système obtient certaines informations de configuration de base du périphérique de bus vxi, telles que le type de périphérique, le modèle, le fabricant, l'espace d'adressage (A16, A24, A32) et L'espace mémoire requis, etc., en lisant le contenu de ces registres. La gamme de fréquences des circuits RF est d'environ 10 kHz à 300 GHz. Au fur et à mesure que la fréquence augmente, les circuits radiofréquences présentent certaines caractéristiques différentes des circuits basse fréquence et des circuits continu. Par conséquent, lors de la conception d'une carte PCB d'un circuit radiofréquence, il est nécessaire d'accorder une attention particulière à l'influence du signal radiofréquence sur la carte PCB. Ce circuit de commutation radiofréquence est commandé par un bus vxi. Pour réduire les interférences dans la conception, des câbles sont utilisés pour connecter les circuits d'interface de bus et les circuits fonctionnels de commutation RF. Ce qui suit présente principalement la conception de la carte PCB pour les circuits fonctionnels de commutation RF. 2.1 configuration des composants la compatibilité électromagnétique (CEM) fait référence aux fonctions du système électronique

Généralement dans l'environnement électromagnétique spécifique de la conception. Pour la conception de circuits RF PCB, la compatibilité électromagnétique exige que chaque module de circuit ne génère pas autant de rayonnement électromagnétique que possible et possède une certaine résistance aux interférences électromagnétiques. La disposition des composants affecte directement les capacités d'interférence et d'anti - interférence du circuit lui - même. Cela a également un impact direct sur les performances du circuit conçu.principe général de la disposition: les éléments doivent être disposés dans la même direction autant que possible, en choisissant la direction dans laquelle le PCB entre dans le système de fusion de l'étain, le phénomène de mauvais soudage peut être réduit, voire évité; L'espacement entre les éléments doit être d'au moins 0,5 mm pour répondre aux exigences de fusion de l'étain des éléments. Si l'espace de la carte PCB le permet, l'espacement des éléments doit être aussi large que possible. Une disposition raisonnable des éléments est également une condition préalable à un câblage raisonnable et doit donc être considérée de manière intégrée. Dans cette conception, le relais est le canal utilisé pour convertir le signal RF, de sorte que le relais doit être aussi proche que possible de l'entrée et de la sortie du signal pour raccourcir la longueur de la ligne de Signal RF autant que possible et effectuer un câblage raisonnable pour l'étape suivante. Considérez De plus, les circuits de commutation RF sont commandés par le bus vxi et l'influence des signaux RF sur les signaux de commande du bus vxi est également une question à prendre en compte lors de l'agencement. 2.2 câblage une fois que l'agencement des composants est pratiquement terminé, le câblage doit commencer. Le principe de base du câblage est le suivant: lorsque la densité d'assemblage le permet, essayez de choisir une conception de câblage à faible densité, les traces de signal doivent être aussi épaisses que possible, favorisant l'adaptation de l'impédance. Pour les circuits radiofréquences, une conception irrationnelle de l'orientation, de la largeur et de l'espacement des lignes des lignes de signal peut entraîner des interférences croisées entre les lignes de transmission des signaux; En outre, l'alimentation du système lui - même a également des interférences de bruit, de sorte qu'il doit être pris en compte dans la conception de circuits RF PCB. Le câblage est raisonnable. Lors du câblage, toutes les traces doivent être éloignées du cadre de la carte PCB (environ 2 mm) pour éviter toute possibilité de déconnexion ou de déconnexion potentielle pendant la production de la carte PCB. Le cordon d'alimentation doit être aussi large que possible pour réduire la résistance de la boucle. Dans le même temps, la direction de la ligne d'alimentation et de la ligne de terre doit être cohérente avec la direction de transmission des données pour améliorer la capacité d'anti - brouillage. Les lignes de signal doivent être aussi courtes que possible et le nombre de trous de passage doit être minimisé; Les connexions entre les composants doivent être aussi courtes que possible afin de réduire les paramètres de distribution et les interférences électromagnétiques mutuelles; Pour les lignes de signal incompatibles, elles doivent être aussi éloignées les unes des autres que possible, Et essayez d'éviter le câblage parallèle, les lignes de signal à l'avant et à l'arrière des deux côtés doivent être perpendiculaires les unes aux autres: lors du câblage, un angle de 135 degrés doit être utilisé là où un angle est nécessaire, évitez d'utiliser un angle droit. Dans la conception ci - dessus, la carte PCB utilise un panneau à quatre couches. Afin de réduire l'impact des signaux RF sur les signaux de commande du bus vxi, deux lignes de signal sont placées dans les deux couches intermédiaires, les lignes de Signal RF étant masquées par des trous de passage. 2.3 lignes d'alimentation et lignes de masse câblage dans la conception des circuits RF PCB, il faut mettre l'accent sur le câblage correct des lignes d'alimentation.

E et le fil de terre. Le choix rationnel de la source d'alimentation et de la méthode de mise à la terre est une garantie importante pour garantir un fonctionnement fiable de l'instrument. Un nombre considérable de sources d'interférences sur les cartes PCB de circuits RF sont générées par l'alimentation et les lignes de masse, ainsi que par les interférences de bruit causées par les lignes de masse. Selon la taille du courant de la carte PCB, le cordon d'alimentation et le fil de terre doivent être conçus pour être aussi grossiers et courts que possible afin de réduire la résistance de la boucle. Dans le même temps, la direction des lignes d'alimentation et de terre est alignée sur la direction de transmission des données, ce qui contribue à améliorer la résistance au bruit. Lorsque les conditions le permettent, essayez d'utiliser des plaques multicouches. Le bruit d'un panneau à quatre couches est inférieur de 20 dB à celui d'un panneau à deux couches et de 10 dB à celui d'un panneau à six couches. Dans la carte PCB à quatre couches conçue dans cet article, la couche supérieure et la couche inférieure sont conçues comme des couches de mise à la terre. De cette façon, quelle que soit la couche intermédiaire qui est la couche d'alimentation, la relation physique entre la couche d'alimentation et la couche de terre est proche, formant un grand condensateur de découplage qui réduit les interférences causées par les lignes de terre. Une grande surface de cuivre est utilisée pour la couche de mise à la terre. Les grandes compresses de cuivre ont principalement les fonctions suivantes: (1) Compatibilité électromagnétique. Pour de grandes zones de mise à la terre ou de cuivre pour l'alimentation électrique, il fonctionnera comme un blindage. (2) Exigences de processus PCB. Généralement, pour assurer l'effet de placage, ou pour que l'empilement ne se déforme pas, du cuivre est appliqué sur une couche de PCB moins câblée. (3) exigences d'intégrité du signal, donner aux signaux numériques à haute fréquence un chemin de retour complet et réduire le câblage du réseau à courant continu. (4) la dissipation de chaleur, l'installation d'équipement spécial nécessite le placage de cuivre, etc. Conclusion le système de bus vxi est un système de bus d'instruments modulaire entièrement ouvert à l'échelle internationale et adapté à plusieurs fabricants. C'est actuellement le système de bus d'instrumentation dans le monde. Le développement d'un module de commutation RF basé sur un bus vxi est principalement présenté ci - dessus. La conception de l'interface de bus pour le module de commutation RF et la conception de PCB pour la partie circuit fonctionnel sont présentées. Les commutateurs RF sont contrôlés par un bus vxi, ce qui augmente la flexibilité des opérations de commutation et est facile à utiliser sur une carte PCB.