PCB Teknik - Design of PCB board based on RF switch module function circuit

Modern kablosuz iletişim sistemlerinin geliştirilmesiyle, mobil iletişim, radar, uydu iletişim sistemlerinin ve diğer iletişim sistemlerinin değiştirme hızı, güç kapasitesi ve transceiver değiştirmesinin integrasyonu için daha yüksek ihtiyaçları vardır. Bu yüzden VXI otobüs teknolojisi askerin ihtiyaçlarını yerine getirmek için araştırıldı ve geliştirildi. Partinin özellikle ihtiyacı olan VXI otobüs modülü çok önemli bir önemi var. Yazılımdaki donanım devrelerini fark etmek için sanal alet fikrini kullanacağız. Aşağıdaki RF değiştirmesi bilgisayar tarafından doğrudan kontrol edilebilir ve VXI otobüs test sistemiyle kolayca bağlanabilir. Bugünkü testi alanında bilgisayar ve mikro elektronik teknolojinin uygulamasını en büyüklenmek için büyük gelişme ihtimalleri var.

1 Design and implementation of VXI bus interface circuit

VXIbus enstrümasyon alanında VMEbus'un uzantısıdır ve bilgisayar tarafından çalıştırılan modular otomatik enstrüman sistemi. O etkileyici standardizasyona bağlı ve VXIbus enstrümanlarının serializasyon, generalizasyon ve değiştirebilirliğini ve işlemezliğini sağlamak için modüler bir yaklaşım ediniyor. Açık mimar ve PlugPlay modu bilgi ürünlerinin ihtiyaçlarına tamamen uyuyor. It has the advantages of high-speed data transmission, compact structure, flexible configuration, and good electromagnetic compatibility. Bu yüzden sistem ayarlamak ve kullanmak için çok uygun ve uygulamaları daha genişletiyor. Yüksek performanslı test sistemi integrasyonunun tercih edilen otobüs oldu.

VXI otobüsü, çeşitli alet üreticileri için uygun bir türlü a çık modüler araç arka uçak otobüs belirlenmesidir. VXI otobüs aygıtları genellikle: kayıt tabanlı aygıtlar, mesaj tabanlı aygıtlar ve hafıza tabanlı aygıtlar tarafından ayrılır. Kayıt tabanlı aygıtlar şu anda en büyük uygulamaların bölümünü (yaklaşık 70%) hesaplıyor. The VXIbus register base interface circuit mainly includes four parts: bus buffer drive, addressing and decoding circuit, data transmission response state machine, configuration and operation register group. Dört bölgede, otobüs buffer sürücüsü 74ALS245 çip tarafından fark edildiği dışında, kalanı FPGA tarafından fark edilir. FLEX10K chip EPF10K10QC208-3 parçası ve EPROM chip EPC1441P8 parçası kullanılır ve uyumlu yazılım MAX+PLUS2 tasarım ve uygulama için kullanılır.

1. 1 Otobüs buferi sürücüsü

Bu bölüm VXI standart sinyallerinin ihtiyaçlarını yerine getirmek için veri hatlarını, adres hatlarını ve kontrol hatlarını VXI arka uçak otobüsünde alıp veya sürüştürüğünü tamamlayır. A16/D16 aygıtları için, arka uçak veri otobüsü D00 ～D15 buferlanmış ve sürüklenmiş sürece. VXI otobüs belirlenmesinin ihtiyaçlarına göre, bu bölüm DBEN* (veri gönderme durum makinesi tarafından üretilen iki 74LS245 ile uygulanır).

1. 2 Adres ve kodlama devreleri

Adres çizgileri A01 ile A31 adres çizgileri, veri çizgileri DS0* ve DS1*, ve uzun kelime çizgileri LWORD*. The control lines include the address strobe line AS* and the read/write signal line WRITE*.

Bu devre tasarımı MAX+PLUS2'nin şematik tasarım yöntemini kabul ediyor. Design using the existing components in the component library, using two 74688 and one 74138.

Bu fonksiyonel modül adres hatlarını A15 ～A01 ve adres değiştirme hatlarını AM5 ～AM0 kodlayır. Aygıt adresinde adres ve adres değiştirme çizgisindeki adres bilgilerini alır ve bu modülün donanım adresi değiştirmesi tarafından ayarlanan lojik adresi LA7 ～LA0 ile karşılaştırır. Eğer AM5 ～AM0'nın lojik değeri 29H veya 2DH'dir (Çünkü bu A16/D16 aygıtıdır), adres çizgileri A15 ve A14'nin ikisi de 1 olduğunda ve A13 ～A06'daki lojik değeri modülin lojik adresine eşit olursa, aygıt adres çubuğu (CADDR* doğrudur). Sonra sonuç dekodin kontrolünün sonraki seviyesine gönderilir, ve 16 bit adres alanındaki modülin kayıtlarını A01 ～A05 adreslerini kodlamak üzere seçildir.

1.3 Veri gönderme cevabı durum makinesi

Veri yayınlama otobüsü yüksek hızlı asynchronous paralel veri yayınlama otobüslerinin grupudur ve VMEbus sisteminin bilgi alanının ana komponenti. Veri gönderme otobüsünün sinyal çizgileri üç grupa bölünebilir: hatları, veri çizgileri ve kontrol çizgileri.

Bu kısmın tasarımı MAX+PLUS2 metin girdi tasarımı yöntemini kabul ediyor. DTACK*'nin karmaşık zamanları yüzünden AHDL dili devlet makinelerinden tasarlamak ve fark etmek için kullanılır.

Bu fonksiyonel modül VXI arka uçak otobüsünün kontrol sinyallerini yapılandırır ve standart veri transmisi döngüsü için zamanlama ve kontrol sinyallerini sağlar (veri transmisini oluşturur DBEN*, otobüs tarafından istediği cevap sinyali DTACK* veri transmisini tamamlamak için, etc.). Veri gönderme sırasında sistem denetleyici modulu ilk olarak adres strobe çizgilerini AS*, veri strobe çizgileri DS0*, DS1*, ve WRITE* veri gönderme yönünü geçerli Seviye olarak kontrol eden sinyal çizgilerini ayarlar. Modül adresin eşleştiğini ve kontrol hatlarının geçerli olduğunu keşfettiğinde, verilerin veri otobüste (okuma döngüsü) veya verilerin başarıyla (yazma döngüsü) alındığını (yazma döngüsü) doğrulamak için DTACK* düşük seviye sürücü.

1. 4 Yapılandırma kayıt

Her VXI otobüs aygıtı "yapılandırma kayıtları" bir takımı var. Sistem ana kontrolörü, bu kayıtların içeriklerini okuyarak VXI otobüs aygıtının bazı temel yapılandırma bilgilerini alır, mesela cihaz türü, modeli, üretici, adres alanı (A16, A24) gibi. A32) ve gerekli depo alanı, etc.

VXI otobüs aygıtlarının temel yapılandırma kayıtları: kimlik kayıtları, aygıt türü kayıtları, durum kayıtları ve kontrol kayıtları içeriyor.

Bu devreğin dizaynı, 74541 çip ve bunun yarattığı fonksiyonel modüller kullanarak MAX+PLUS2 şematik tasarım yöntemini kabul ediyor.

The ID, DT, and ST registers are all read-only registers, and the control registers are write-only registers. Bu tasarımda, VXI otobüsü genellikle bu değiştirme toplumunu kontrol etmek ve kapatmak için kullanılır. Kanal kayıtlarına verileri yazdığınız sürece, relay değiştirme durumunu kontrol edebilirsiniz ve relay durumunu de kanal kayıtlarından okuyabilirsiniz Veriler iyidir. Modülün tasarlama gerekçelerine göre, fonksiyonel modülin radyo frekans değişimini etkili olarak kontrol etmek için uygun bir içerik yazın.

2 Modül fonksiyonel devre PCB masasının tasarımı

Her VXI otobüs aygıtı "yapılandırma kayıtları" bir takımı var. Sistem ana kontrolörü, bu kayıtların içeriklerini okuyarak VXI otobüs aygıtının bazı temel yapılandırma bilgilerini alır, mesela cihaz türü, modeli, üretici, adres alanı (A16, A24) gibi. A32) ve gerekli depo alanı, etc.

Radyo frekansı devresinin frekans menzili yaklaşık 10kHz ile 300GHz. Frekans yükseldiğinde, radyo frekans devreleri düşük frekans devrelerinden ve DC devrelerinden farklı özellikleri gösterir. Therefore, when designing the PCB board of the radio frequency circuit, it is necessary to pay special attention to the influence of the radio frequency signal on the PCB board. Radyo frekansı değiştirme devri VXI otobüsü tarafından kontrol edilir. Tasarımda araştırmaları azaltmak için, otobüs arayüzü devre parçası ve radyo frekans değiştirme fonksiyonu devre düz bir kable ile bağlanıyor. Şimdeki bölüm genellikle radyo frekans değiştirme fonksiyonu devre bölümünün PCB tahtasını tanıtır.

2. 1 Komponentlerin düzeni

Electromagnetic compatibility (EMC) refers to the ability of an electronic system to work normally in accordance with design requirements in a specified electromagnetic environment. Radyo frekansiyeti devre PCB tasarımı için elektromagnet uyumluluğu her devre modülü elektromagnet radyasyonu mümkün olduğunca kadar üretilmeyecek ve elektromagnet karşılığı yeteneğinin belli derecesi vardır. Komponentlerin düzenlemesi devre kendisine karıştırıcı ve karıştırıcı yeteneğini doğrudan etkiler. Bu da tasarlanmış devre performansını doğrudan etkiler.

Düzenin genel prensipi: komponentleri mümkün olduğunca kadar aynı yönde düzenlenmeli ve kötü çözümler azaltılabilir ya da PCB'nin çözümleme sistemine giren yönünü seçerek bile kaçırabilir; Komponentlerin çözüm taleplerini yerine getirmek için en azından 0,5 mm aralığı olmalı. Eğer PCB tahtasının boşluğu izin verirse, komponentlerin boşluğu mümkün olduğunca geniş olmalı.

Komponentlerin mantıklı düzenlemesi de mantıklı düzenleme için bir ön şarttır, böylece bunun tamamen mantıklı olarak kabul edilmesi gerekir. Bu tasarımda, relay radyo frekans sinyalini dönüştürmek için kullanılır, bu yüzden relay sinyal giriş sonu ve çıkış sonu için mümkün olduğunca yakın yerleştirilmeli, radyo frekans sinyal çizgisinin uzunluğunu azaltmak ve sonraki adım için mantıklı bir dizim yapmak için. düşünün.

Ayrıca, radyo frekans değiştirme devresi VXI otobüsü tarafından kontrol ediliyor ve VXI otobüs kontrol sinyalindeki radyo frekans sinyalinin etkisi de düzenleme sırasında düşünmeli bir mesele.

2. 2 Wiring

Komponentlerin düzeni tamamlandıktan sonra, düzenleme başlatmalı. Düzenlemenin temel prensipi ise: toplantı yoğunluğu izin verirse, düşük yoğunluğu düzenleme tasarımı kullanmaya çalışın, ve sinyal düzenlemesi mümkün olduğunca kadar kalın, bu da impedance eşleşmesine yararlı.

Radyo frekansiyeti devreleri için sinyal hattı yöntemi, genişliğini ve hatta uzanımın mantıksız tasarımı sinyal transmisi hatlarının arasındaki karışık araştırmalarına sebep olabilir; in addition, the system power supply itself also has noise interference, so comprehensive consideration must be taken when designing the radio frequency circuit PCB. Düzenli bir sürücük.

Dönüştüğünde, PCB tahtasının sınırından (yaklaşık 2mm) tüm izler, PCB tahtası yapıldığında kablo kırılması veya gizli tehlikelerinden uzak olmalı. The power cord should be as wide as possible to reduce the loop resistance. Aynı zamanda, güç kablosunun ve yeryüzü kablosunun yönünü veri iletişimini geliştirmek için kullanma yeteneğini geliştirmek için uyumlu tutun. Sinyal çizgileri mümkün olduğunca kısa olmalı ve vial sayısı mümkün olduğunca kısa olmalı; komponentler arasındaki düzenleme, dağıtım parametrelerini ve karşılaştığı elektromagnet interferini azaltmak için mümkün olduğunca kısa olmalı; Mümkün olduğunca karşılaştırılmaz sinyal çizgileri birbirlerinden uzak tutmalı ve paralel yönlendirmekten kaçırmaya çalışmalı ve ön ve arka tarafındaki sinyal çizgiler birbirlerine perpendikül olmalıdır: yönlendiğinde köşeler 135 derece olmalı, sağ açıdan dönüşmekten kaçırmalıdır.

Yukarıdaki tasarımda, PCB tahtası dört katı tahtasını kullanır. VXI otobüs kontrol sinyalindeki radyo frekansı sinyalinin etkisini azaltmak için iki sinyal çizgileri orta iki katta yerleştirilir ve radyo frekans sinyal çizgileri kaset üzerinden yerleştirilir.

2.3 Güç kablosu ve yer kablosu

Radyo frekans devresinin PCB tasarımında çalışma özellikle önemli olması gerekiyor. Elektrik hatının ve yeryüzünün doğru düzenlemesi. Elektrik tasarımının mantıklı seçimi ve yeryüzü kabloları, aletin güvenilir operasyonu için önemli bir garantidir. Radyo frekans devresinin PCB kurulundaki çok fazla araştırma kaynağı enerji teslimatı ve yerel kablo tarafından oluşturulmuş ve yerel kablo tarafından sebep olan gürültü araştırmaları en büyük. PCB tahtasının ağırlığı boyutuna göre, güç çizgi ve toprak çizgisini mümkün olduğunca kalın ve kısa olarak dizayn edilmeli. At the same time, make the direction of the power line and the ground line consistent with the direction of data transmission, which helps to enhance the anti-noise ability. Şartlar izin verildiğinde, çoklu katı tahtaları kullanmaya çalışın, dört katı tahtaları iki tarafından 20 dB aşağıdır ve altı katı tahtaları dört katı tahtalarından 10dB aşağıdır.

Bu madde tasarlanmış dört katlı PCB tahtasında, üst ve alt katları da yerleştirme katları olarak tasarlanmış. Bu şekilde, orta katının hangi katı güç katı olmasına rağmen, güç katı ve toprak katı arasındaki fiziksel ilişki birbirlerine yakın, yeryüzü kablosu tarafından gelen araştırmaları azaltıyor.

Yer katı için büyük bir bakır alanı kullanılır. Büyük bölge bakra kulübesi, genellikle bu fonksiyonları var:

(1) EMC. Büyük bölge toprakları ya da güç sağlaması bakıcısı için koruması rolü oynayacak.

(2) PCB process requirements. Genelde, elektroplatıcının ya da laminasyonun etkisini değiştirmemesini sağlamak için, bakır PCB katlarına daha az sürücü şekilde yerleştirilir.

(3) Sinyal bütünlüğü yüksek frekans dijital sinyaller için tam bir dönüş yolu sağlamak ve DC a ğının dönüşünü azaltmak için gerekli.

(4) Sıcak dağıtımı, özel aygıtlar kurulması için bakra patlaması gerekiyor.

3 Sonuç

VXI otobüs sistemi dünyada tamamen a çık ve çoklu üreticiler için uygun bir modüler araç otobüs sistemidir. Bu dünyadaki en son araç otobüs sistemi. Yukarıdaki en önemli olarak VXI otobüsüne dayanan radyo frekans değiştirme modulu geliştirmesini tanıtır. Otobüs arayüzünün tasarımı ve radyo frekans değiştirme modulunun fonksiyonel devre parçasının PCB tahtasının tasarımı ortaya çıkardı. The radio frequency switch is controlled by the VXI bus, which increases the flexibility of the switch operation and is convenient to use.