Tecnologia PCBA - Progettazione di circuiti stampati funzionali basati sul modulo di commutazione RF

Con i circuiti stampati dei moderni sistemi di comunicazione wireless, la comunicazione mobile, il radar, la comunicazione satellitare e altri sistemi di comunicazione hanno requisiti più elevati sulla velocità di commutazione, la capacità di alimentazione, l'integrazione, ecc. Il modulo bus VXI dei requisiti speciali del partito è di grande importanza. Useremo l'idea di strumento virtuale per realizzare il circuito hardware sotto forma di software. L'interruttore RF progettato qui sotto può essere controllato direttamente dal computer e può essere facilmente collegato con il sistema di test bus VXI. L'integrazione e la massimizzazione dell'applicazione della tecnologia informatica e microelettronica nel campo dei test di oggi ha ampie prospettive di sviluppo.

1.3 Macchina dello stato di risposta della trasmissione dei dati Il bus di trasmissione dei dati è un gruppo di bus di trasmissione parallela asincrona ad alta velocità, che è il componente principale dello scambio di informazioni del sistema VMEbus. Le linee di segnale del bus di trasmissione dati possono essere divise in tre gruppi: linee di indirizzamento, linee di dati e linee di controllo. Il design di questa parte adotta il metodo di progettazione di input di testo di MAX + PLUS2. Poiché la tempistica di DTACK* è più complicata, il linguaggio AHDL viene utilizzato per progettare e realizzare attraverso la macchina di stato. Questo modulo di funzione configura i segnali di controllo nel bus backplane VXI e fornisce segnali di temporizzazione e controllo per il ciclo di trasmissione dati standard (generando il segnale di trasmissione dati abilita DBEN*, il segnale di risposta bus DTACK* richiesto per la trasmissione dati, ecc.). e imposta le corrispondenti linee stroboscopiche AS*, linee stroboscopiche dati DS0*, DS1* e linee di segnale SCRITE* che controllano la direzione di trasmissione dei dati a livello valido. Quando il modulo rileva che l'indirizzo corrisponde e che ogni linea di controllo è valida, porta DTACK* a un livello basso per confermare al controllore del bus che i dati sono stati inseriti sul bus dati (ciclo di lettura) o che i dati sono stati ricevuti correttamente (ciclo di scrittura). ). 1.4 Registro di configurazioneOgni dispositivo VXI bus ha un set di "registri di configurazione", e il controller master di sistema ottiene alcune informazioni di configurazione di base del dispositivo VXI bus leggendo il contenuto di questi registri, come il tipo di dispositivo, il modello, il produttore, lo spazio di indirizzo (A16, A24, A32) e lo spazio di archiviazione richiesto, ecc. I registri di configurazione di base dei dispositivi bus VXI sono: registro di identificazione, registro del tipo di dispositivo, registro di stato e registro di controllo. La progettazione di questa parte del circuito adotta il metodo di progettazione schematico di MAX+PLUS II e utilizza il chip 74541, il modulo di funzione creato da esso. I registri ID, DT e ST sono tutti registri di sola lettura, e il registro di controllo è un registro di sola scrittura. In questo design, il bus VXI viene utilizzato principalmente per controllare l'accensione di questi interruttori. Pertanto, fintanto che i dati vengono scritti nel registro di canale, è possibile controllare lo stato di accensione o spegnimento dell'interruttore relè. Anche la query sullo stato del relè viene letta dal registro del canale. dati. Secondo i requisiti di progettazione del modulo, il contenuto appropriato è scritto in ogni bit di dati corrispondente, in modo che l'interruttore di radiofrequenza del modulo funzionale possa essere controllato efficacemente.2. Progettazione della scheda PCB del circuito funzionale del modulo Ogni dispositivo bus VXI ha una serie di "registri di configurazione", e il controller master di sistema ottiene alcune informazioni di configurazione di base del dispositivo bus VXI leggendo il contenuto di questi registri, come il tipo di dispositivo, il modello, il produttore, lo spazio di indirizzo (A16, A24, A32) e lo spazio di archiviazione richiesto, ecc. La gamma di frequenza dei circuiti RF è di circa 10kHz a 300GHz. Man mano che la frequenza aumenta, i circuiti di radiofrequenza presentano alcune caratteristiche che differiscono dai circuiti a bassa frequenza e dai circuiti CC. Pertanto, quando si progetta la scheda PCB del circuito RF, è necessario prestare particolare attenzione all'influenza del segnale RF sulla scheda PCB. Questo circuito di commutazione RF è controllato dal bus VXI. Al fine di ridurre le interferenze nella progettazione, un cavo è utilizzato per collegare il circuito di interfaccia bus e il circuito di funzione interruttore RF. Quanto segue introduce principalmente la progettazione della scheda PCB del circuito di funzione interruttore RF.2.1 Layout dei componentiCompatibilità elettromagnetica (EMC) si riferisce alla capacità di un sistema elettronico di funzionare

normalmente in un ambiente elettromagnetico specificato come progettato. Per la progettazione del PCB del circuito RF, la compatibilità elettromagnetica richiede che ogni modulo del circuito non generi radiazioni elettromagnetiche il più possibile e abbia una certa capacità di resistere alle interferenze elettromagnetiche. Il layout dei componenti influisce direttamente sull'interferenza e sulla capacità anti-interferenza del circuito stesso. Influenza anche direttamente le prestazioni del circuito progettato. Il principio generale del layout: i componenti devono essere disposti nella stessa direzione possibile e il fenomeno di scarsa saldatura può essere ridotto o addirittura evitato selezionando la direzione in cui il PCB entra nel sistema di fusione dello stagno; la distanza tra i componenti deve essere di almeno 0,5 mm per soddisfare i requisiti di fusione dello stagno dei componenti, se lo spazio della scheda PCB lo consente, la distanza tra i componenti deve essere il più ampia possibile. Il layout ragionevole dei componenti è anche un prerequisito per un cablaggio ragionevole, quindi dovrebbe essere considerato in modo completo. In questa progettazione, il relè è il canale utilizzato per convertire il segnale RF, quindi il relè dovrebbe essere posizionato il più vicino possibile all'ingresso e all'uscita del segnale, in modo da accorciare il più possibile la lunghezza della linea del segnale RF e fare un cablaggio ragionevole per il passo successivo. Considera. Inoltre, il circuito di commutazione RF è controllato dal bus VXI e l'influenza del segnale RF sul segnale di controllo del bus VXI è anche un problema che deve essere considerato durante il layout.2.2 Cablaggio Dopo che il layout dei componenti è fondamentalmente completato, il cablaggio dovrebbe essere avviato. Il principio di base del cablaggio è: quando la densità di assemblaggio lo consente, cercare di scegliere un design di cablaggio a bassa densità e le tracce del segnale dovrebbero essere il più spesse possibile, il che favorisce l'accoppiamento dell'impedenza. Per il circuito RF, la progettazione irragionevole della direzione, della larghezza e della spaziatura delle linee di segnale può causare interferenze incrociate tra le linee di trasmissione del segnale; Inoltre, l'alimentatore del sistema stesso ha anche interferenze acustiche, quindi deve essere considerato in modo completo quando si progetta il PCB del circuito RF. Cablaggio ragionevole. Durante il cablaggio, tutte le tracce devono essere tenute lontane dal telaio della scheda PCB (circa 2mm), in modo da evitare la possibilità di disconnessione o potenziale disconnessione durante la produzione della scheda PCB. La linea elettrica deve essere il più ampia possibile per ridurre la resistenza del ciclo. Allo stesso tempo, la direzione della linea elettrica e della linea di terra dovrebbe essere coerente con la direzione della trasmissione dei dati per migliorare la capacità anti-interferenza. Le linee di segnale dovrebbero essere il più brevi possibile e il numero di vias dovrebbe essere ridotto al minimo; il collegamento tra i componenti deve essere il più breve possibile per ridurre i parametri di distribuzione e le interferenze elettromagnetiche reciproche; per le linee di segnale incompatibili, esse dovrebbero essere tenute il più possibile lontane l'una dall'altra, e cercare di evitare il cablaggio parallelo, e le linee di segnale sui lati anteriore e posteriore dovrebbero essere perpendicolari l'uno all'altro: durante il cablaggio, dovrebbe essere utilizzato un angolo di 135 gradi dove è richiesto un angolo e dovrebbe essere evitato un angolo retto. Nel disegno di cui sopra, la scheda PCB adotta una scheda a quattro strati. Al fine di ridurre l'influenza del segnale di radiofrequenza sul segnale di controllo del bus VXI, le due tracce del segnale sono collocate nei due strati centrali e la linea del segnale di radiofrequenza è schermata con vias di terra.

e la linea di terra. La selezione ragionevole dell'alimentazione elettrica e del metodo di messa a terra è una garanzia importante per il funzionamento affidabile dello strumento. Molte fonti di interferenza sulla scheda PCB del circuito RF sono generate dall'alimentazione elettrica e dal cavo di terra e dall'interferenza acustica causata dal cavo di terra. Secondo le dimensioni della corrente della scheda PCB, le linee elettriche e le linee di terra dovrebbero essere progettate il più spesse e corte possibile per ridurre la resistenza del ciclo. Allo stesso tempo, la direzione della linea elettrica e della linea di terra è coerente con la direzione della trasmissione dei dati, che aiuta a migliorare la capacità anti-rumore. Quando le condizioni lo consentono, provare a utilizzare schede multistrato. Il rumore della scheda a quattro strati è 20dB inferiore a quello della scheda a doppio strato e il rumore della scheda a sei strati è 10dB inferiore a quello della scheda a quattro strati. Nella scheda PCB a quattro strati progettata in questa carta, gli strati superiore e inferiore sono entrambi progettati come strati di terra. In questo modo, non importa quale strato dello strato medio è lo strato di potenza, la relazione fisica tra lo strato di potenza e lo strato di terra è vicina l'una all'altra, formando un grande condensatore di disaccoppiamento e riducendo l'interferenza causata dal filo di terra. Lo strato di terra utilizza una grande area di rame. La posa di rame su larga scala ha principalmente le seguenti funzioni:(1) EMC. Per una grande area di terra o di alimentazione di rame, svolgerà un ruolo di schermatura. (2) Requisiti del processo PCB. Generalmente, al fine di garantire l'effetto galvanico, o la laminazione non è deformata, il rame viene applicato allo strato PCB con meno cablaggio. (3) I requisiti di integrità del segnale, danno ai segnali digitali ad alta frequenza un percorso di ritorno completo e riducono il cablaggio della rete CC. (4) dissipazione di calore, installazione speciale del dispositivo richiede placcatura di rame, ecc.3. ConclusioneIl sistema bus VXI è un sistema bus strumenti modulare completamente aperto nel mondo ed è adatto per i produttori multipli. È l'attuale sistema di bus strumenti nel mondo. Quanto sopra introduce principalmente lo sviluppo del modulo di commutazione RF basato sul bus VXI. Vengono introdotti il design dell'interfaccia bus e il design PCB della parte del circuito funzionale del modulo interruttore RF. L'interruttore RF è controllato dal bus VXI, che aumenta la flessibilità di funzionamento dell'interruttore ed è facile da usare sulla scheda PCB.