PCBA 기술 - 무선 주파수 스위치 모듈 기반의 기능성 인쇄 회로기판 설계

현대 무선 통신 시스템의 인쇄 회로 기판이 등장함에 따라 이동 통신, 레이더, 위성 통신 등의 통신 시스템은 전환 속도, 전력 용량, 집적도 등에 대해 더 높은 요구를 가지게 되었다. VXI 버스 모듈은 당의 특수 요구에 중요한 의미를 가진다.우리는 가상 기기의 사상을 이용하여 소프트웨어의 형식으로 하드웨어 회로를 실현할 것이다.아래에 설계된 무선 주파수 스위치는 컴퓨터에서 직접 제어할 수 있으며 VXI 버스 테스트 시스템에 쉽게 연결할 수 있습니다.컴퓨터와 마이크로 전자 기술의 현재 테스트 분야에서의 통합과 최대화 응용은 광범위한 발전 전망을 가지고 있다.

1. VXI 버스 인터페이스 회로의 설계와 VXI 버스 구현은 VMEbus가 계기 계기 분야에서 확장한 것으로 컴퓨터 조작의 모듈화 자동화 계기 계기 시스템이다.이는 효과적인 표준화에 의거하여 모듈화방법을 채용하여 VXI 버스계기의 직렬화, 통용화 및 교환성과 상호운용성을 실현한다.개방형 아키텍처와 플러그 앤 플레이 방식은 정보 제품의 요구 사항을 완벽하게 충족합니다.이 시스템은 데이터 전송 속도가 빠르고 구조가 치밀하며 구성이 유연하고 전자기 호환성이 좋다는 장점을 가지고 있기 때문에 이 시스템의 설치와 사용이 매우 편리하고 응용이 갈수록 광범위해져 고성능 테스트 시스템 통합 버스가 되었다.VXI 버스는 완전히 개방된 모듈식 기기 후면판 버스 사양으로 다양한 기기 제조업체에 적용됩니다.VXI 버스 장치는 주로 레지스터 기반 장치, 메시지 기반 장치, 스토리지 기반 장치로 나뉜다.현재 응용 프로그램의 레지스터 기반 장치 비율 (약 70%)VXI 버스 레지스터 기반 인터페이스 회로에는 버스 버퍼 구동, 주소 지정 및 디코딩 회로, 데이터 전송 응답 상태기, 레지스터 그룹 구성 및 작동 등 네 가지 부분이 포함됩니다.이 네 부분 중 버스 버퍼 드라이브가 74ALS245 칩에 의해 구현되는 것을 제외하고 나머지 부분은 FPGA에 의해 구현됩니다.FLEX10K 칩 EPF10K10QC208-3과 EPROM 칩 EPC1441P8을 사용하여 적절한 소프트웨어 MAX+PLUS2를 사용하여 설계 및 구현합니다.1.1 버스 버퍼 드라이브 이 섹션은 VXI 백플레인 버스에서 데이터 케이블, 주소 라인 및 제어 라인의 버퍼 수신 또는 구동을 완료하여 VXI 사양 신호의 요구 사항을 충족합니다.A16/D16 장치의 경우 백플레인 데이터 버스 D00~D15의 버퍼 구동을 구현하면 됩니다.VXI 버스 사양에 따라 이 섹션은 2개의 74LS245로 구현되며 DBEN*(데이터 전송 응답 상태기에서 생성됨)으로 선택됩니다. 1.2 주소 지정 및 디코딩 회로 주소 지정 라인에는 주소 라인 A01-A31, 데이터 선택 라인 DS0*, DS1*, 롱워드 라인 LWORD*가 포함됩니다.제어선에는 주소 선택 패스 AS*와 읽기/쓰기 신호선 write*가 포함됩니다.이 회로의 설계는 MAX + PLUS II의 원리도 설계 방법을 사용합니다.어셈블리 라이브러리의 기존 어셈블리를 사용하여 설계되었으며 두 개의 74688과 하나의 74138이 사용되었습니다.기능 모듈은 주소 라인 A15-A01 및 주소 수정 라인 AM5-AM0을 디코딩합니다.장치가 주소를 지정받으면 주소 선 및 주소 수정 선의 주소 정보를 받아 모듈의 하드웨어 주소 스위치에 설정된 논리적 주소 LA7~LA0과 비교합니다.AM5~AM0의 논리 값이 29H 또는 2DH이면 A16/D16 장치이므로 주소 케이블이 A15와 A14 모두 1이고 A13-A06의 논리 값이 모듈의 논리 주소와 같을 때 장치가 주소를 지정하고 선택됩니다(CADDR*는 진짜).그런 다음 결과는 낮은 디코딩 제어로 전송되고 주소 A01-A05를 디코딩하여 16비트 주소 공간에서 모듈의 레지스터를 선택합니다.

1.3 데이터 전송 응답 상태기 데이터 전송 버스는 고속 비동기 병렬 데이터 전송 버스 그룹으로 VMEbus 시스템 정보 교환의 주요 구성 부분이다.데이터 전송 버스의 신호선은 주소 지정 케이블, 데이터 케이블, 제어 케이블 등 세 그룹으로 나눌 수 있습니다.이 부분의 디자인은 MAX+PLUS2의 텍스트 입력 디자인 방법을 사용합니다.DTACK*의 타이밍이 더 복잡하기 때문에 AHDL 언어를 사용하여 상태 메커니즘을 통해 설계하고 구현합니다.이 기능 모듈은 VXI 백플레인 버스의 제어 신호를 구성하고 표준 데이터 전송 주기의 타이밍 및 제어 신호를 제공합니다 (데이터 전송에 필요한 데이터 전송 가능 신호 DBEN*, 버스 응답 신호 DTACK* 등).데이터 전송 방향을 제어하는 해당 주소 선택 패스 AS*, 데이터 선택 패스 DS0*, DS1* 및 WRITE* 신호선을 유효 레벨로 설정합니다.모듈이 주소 일치를 감지하고 각 제어선이 유효한 경우 DTACK*를 로우 레벨로 제어하여 버스 컨트롤러에 데이터가 데이터 버스에 배치되었는지 (읽기 주기) 또는 데이터가 성공적으로 수신되었는지 (쓰기 주기) 확인합니다.)1.4 프로비저닝 레지스터 각 VXI 버스 장치에는 프로비저닝 레지스터 세트가 있습니다. 시스템 마스터는 이러한 레지스터의 내용을 읽고 VXI 버스 기기의 일부 기본 프로비저닝 정보를 얻습니다. 예를 들어 장치 유형, 모델, 제조업체, 주소 공간(A16, A24, A32) 및 필요한 저장 공간 등입니다.VXI 버스 장치의 기본 구성 레지스터는 식별 레지스터, 장치 유형 레지스터, 상태 레지스터 및 제어 레지스터입니다.이 부분의 회로는 MAX+PLUS II의 원리도 설계 방법을 사용하도록 설계되었으며, 74541 칩과 그 생성된 기능 모듈을 사용한다. ID, DT, ST 레지스터는 모두 읽기 전용 레지스터이며, 제어 레지스터는 읽기 전용 레지스터이다.이 설계에서 VXI 버스는 이러한 스위치의 스위치를 제어하는 데 주로 사용됩니다.따라서 데이터를 채널 레지스터에 쓰기만 하면 계전기 스위치의 스위치 상태를 제어할 수 있다.쿼리 트렁크 상태도 채널 레지스터에서 읽습니다.데이터모듈의 설계 요구 사항에 따라 각 해당 데이터 비트에 적절한 내용을 기록하여 기능 모듈의 무선 주파수 스위치를 효과적으로 제어할 수 있습니다.모듈 기능 회로 PCB 보드의 설계 각 VXI 버스 장치에는 장치 유형, 모델, 제조업체, 주소 공간 (A16, A24, A32) 및 필요한 저장 공간 등 VXI 버스의 일부 기본 구성 정보를 얻기 위해"구성 레지스터"가 있습니다.무선 주파수 회로의 주파수 범위는 약 10kHz~300GHz입니다.주파수가 증가함에 따라 무선 주파수 회로는 저주파 회로와 직류 회로와는 다른 일부 특성을 나타낸다.그러므로 무선주파수회로의 PCB판을 설계할 때 무선주파수신호가 PCB판에 미치는 영향에 각별히 주의를 기울일 필요가 있다.이 무선 주파수 스위치 회로는 VXI 버스에 의해 제어됩니다.설계의 간섭을 줄이기 위해 케이블을 사용하여 버스 인터페이스 회로와 무선 주파수 스위치 기능 회로를 연결합니다.다음은 주로 RF 스위치 기능 회로의 PCB 보드 설계를 소개합니다. 2.1 어셈블리 레이아웃 전자기 호환성(EMC)은 전자 시스템의 기능을 말합니다.

일반적으로 설계된 특정 전자기 환경에서무선 주파수 회로 PCB의 설계에 대해 전자기 호환성은 각 회로 모듈이 가능한 한 전자기 복사를 일으키지 않고 일정한 전자기 간섭 방지 능력을 갖추어야 한다.부품의 레이아웃은 회로 자체의 간섭과 간섭 방지 능력에 직접적인 영향을 미친다.설계된 회로의 성능에도 직접적인 영향을 미칩니다.레이아웃의 일반적인 원칙: 컴포넌트는 가능한 한 같은 방향으로 배열되어야 하며, PCB가 용석 시스템에 들어가는 방향을 선택함으로써 용접 불량 현상을 줄이거나 심지어 피할 수 있다;컴포넌트 사이의 간격은 최소 0.5mm여야 컴포넌트의 주석 용해 요구 사항을 충족할 수 있습니다. PCB 보드의 공간이 허용되는 경우 컴포넌트의 간격은 최대한 넓어야 합니다.컴포넌트의 적절한 레이아웃도 적절한 경로설정의 전제이므로 종합적으로 고려해야 합니다.이러한 설계에서 계전기는 무선 주파수 신호를 변환하는 통로이므로 계전기는 가능한 한 신호 입력과 출력에 접근하여 무선 주파수 신호선의 길이를 가능한 한 단축하고 다음 단계를 위해 합리적으로 배선해야 한다.고려또한 무선 주파수 스위치 회로는 VXI 버스에 의해 제어되며, 무선 주파수 신호가 VXI 버스의 제어 신호에 미치는 영향도 배치할 때 반드시 고려해야 할 문제이다. 2.2 배선은 구성 요소 배치가 기본적으로 완료되면 배선을 시작해야 한다.배선의 기본 원리는 조립 밀도가 허용되는 상황에서 가능한 한 저밀도의 배선 설계를 선택하고, 신호 흔적선은 가능한 한 두꺼워야 하며, 임피던스 정합에 유리하다.무선주파수회로의 경우 신호선의 방향, 너비와 선간격의 불합리한 설계는 신호전송선간의 교차교란을 초래할수 있다.또한 시스템 전원 공급 장치 자체에도 노이즈 간섭이 있으므로 무선 주파수 회로 PCB를 설계할 때 종합적으로 고려해야 합니다.배선이 합리적이다.배선할 때 모든 흔적선은 PCB 보드의 프레임 (약 2mm) 에서 멀어져 PCB 보드의 생산 과정에서 끊어지거나 잠재적으로 끊어질 가능성을 피해야 한다.전원 코드는 회로 저항을 줄이기 위해 가능한 한 넓어야 합니다.이와 동시에 전원선과 지선의 방향은 데터전송의 방향과 일치하여 교란방지능력을 높여야 한다.신호선은 가능한 한 짧아야 하며 구멍을 통과하는 수량은 최소화해야 한다.부품 간의 연결은 분포 매개변수와 상호 전자기 간섭을 줄이기 위해 가능한 한 짧아야 합니다.호환되지 않는 신호선의 경우 가능한 한 서로 멀리 떨어져 있어야 합니다.평행으로 경로설정하는 것을 피하고 앞뒤 양쪽의 신호선은 서로 수직이어야 합니다. 경로설정할 때 코너가 필요한 곳은 135도 각도를 사용하고 직각을 피해야 합니다.위의 설계에서 PCB 보드는 4 계층 보드를 사용합니다.무선 주파수 신호가 VXI 버스 제어 신호에 미치는 영향을 줄이기 위해 두 개의 신호 흔적선을 중간 2층에 배치하고 접지 구멍으로 무선 주파수 신호선을 차단한다. 2.3 전원 및 접지선 RF 회로 PCB 설계의 배선은 전원 코드의 정확한 배선을 특별히 강조해야 한다.

e와 접지선.전원과 접지 방식을 합리적으로 선택하는 것은 기기의 신뢰할 수 있는 운행을 보장하는 중요한 보증이다.무선 주파수 회로 PCB 보드의 상당수 간섭 소스는 전원 공급 장치와 지선 및 지선으로 인한 소음 간섭입니다.PCB 보드 전류의 크기에 따라 전원 코드와 바닥 케이블은 회로 저항을 줄이기 위해 가능한 한 굵고 짧게 설계되어야합니다.또한 전원 코드와 지선의 방향이 데이터 전송의 방향과 일치하여 소음 방지 능력을 향상시키는 데 도움이 됩니다.조건이 허락하는 한 가능한 한 다중 레이어를 사용하십시오.4 층판의 소음은 2 층판보다 20dB 낮고 6 층판의 소음은 4 층판보다 10dB 낮습니다.본고에서 설계한 4층 PCB 보드에서 최상층과 하층은 모두 접지층으로 설계되었다.이렇게 하면 중간층의 어느 층이 전원층이든 전원층과 접지층 사이의 물리적 관계가 매우 가까워 큰 디커플링 콘덴서를 형성하여 접지선으로 인한 간섭을 감소시킨다.접지층은 넓은 면적의 구리를 사용했다.대형 구리 찜질은 주로 다음과 같은 기능을 제공합니다. (1) EMC.대면적의 접지나 전력공급용 구리에 대해서는 차폐작용을 한다.(2) PCB 공정 요구사항.일반적으로 도금 효과를 보장하거나 레이어가 변형되지 않도록 케이블이 적은 PCB 레이어에 구리를 넣습니다.(3) 신호 무결성은 고주파 디지털 신호에 완전한 반환 경로를 주고 직류 네트워크의 배선을 줄여야 한다.(4) 발열, 특수 설비 설치는 구리 도금 등이 필요하다.결론적으로 VXI 버스 시스템은 국제적으로 완전히 개방된 모듈식 기기 버스 시스템으로 여러 제조업체에 적용된다.그것은 현재 세계의 계기 버스 시스템이다.이상은 주로 VXI 버스 기반의 무선 주파수 스위치 모듈의 개발을 소개한다.무선 주파수 스위치 모듈의 버스 인터페이스 설계와 기능 회로 부분의 PCB 설계를 소개했다.VXI 버스에 의해 제어되는 무선 주파수 스위치는 PCB 보드에서 쉽게 사용할 수 있도록 스위치 조작의 유연성을 증가시킵니다.