АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 9
1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 11
2 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ 12
3 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 13
4 СИНТЕЗ 14
4.1 Структурная схема 14
4.2 Принцип работы 17
4.3 Выбор элементной базы 19
4.4 Расчет основных параметров 35
4.5 Принципиальная схема 36
4.6 Расчет элементов схемы 37
4.7 Сравнение отечественных и зарубежных ВЧ коммутаторов 39
5. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ 44
5.1 Построение 3D моделей элементов 44
5.2 Электромонтаж 50
5.3 Выбор материалов печатной платы 51
5.4 Разработка конструкции печатного узла 52
5 5 Компоновка печатного узла 53
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 54
7. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 55
8. ПРИЛОЖЕНИЕ
В настоящее время, при проектировании СВЧ-аппаратуры разного рода назначения, в одном ряду с СВЧ-генераторами, осциллографами, анализаторами сигналов и анализаторами спектра и цепей, зачастую являются необходимы дополнительные аксессуары, которые применяются вместе с данными приборами. В состав аксессуаров входят коаксиальные разъемы и кабели, коммутаторы и конверторы (преобразователи) сигналов, аттенюаторы, линии передачи и задержки и т.д.
Особой областью применения высокоскоростных твердотельных коммутаторов является переключение СВЧ и широкополосных цепей и сигналов. Тут себя хорошо показали КМОП микросхемы. Малая паразитная индуктивность (доли нГн) и емкость (доли пФ) обуславливают возможность применения таких микросхем в СВЧ и широкополосных устройствах малой мощности.
Одной из важнейших характеристик является быстродействие ключа. При работе на максимальной частоте он по-прежнему должен проводить сигнал. Границы диапазона работы усилителя определяются частотами, при которых коэффициент усиления уменьшается на 3 дБ. В случае ключа этим критерием воспользоваться, к сожалению, нельзя, поскольку на полосу пропускания ключа влияют и другие параметры, в т.ч. характеристическое сопротивление, коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН), перекрестные помехи и изоляция
Относительно недавно, в 2006 году появилась технология МЭМС ключей. Данная технология может обеспечить более высокое быстродействие в сравнении с ключами на объёмном кремнии. Однако в сравнении с КМОП технологией, она до сих пор имеет большую стоимость и достаточно ограниченный срок службы. В свою очередь КМОП ключи более долговечны, при соблюдении температурного режима. Однако главное преимущество - это устойчивость прямого воздействия электростатического разряда.
В данном случае плата ВЧ-коммутатора для расширителя портов будет построена на КМОП микросхемах RF3025 и RF1604. Он предназначается для увеличения количества измерительных портов векторного анализатора цепей (ВАЦ), и в данной модификации представляет собой полную матрицу, которая имеет два входа и восемь выходов.
В спектр использования данного расширителя портов входит одновременное измерение многопортовых устройств, возможность подключения нескольких приборов на конвейерном производстве и т.д.
Данный расширитель портов будет выпускаться на предприятии ООО "ПЛАНАР" с целью расширение линейки продукции и увеличение конкурентоспособности с зарубежными производителями ВЧ измерительных приборов. Ниша производства данного аксессуара крайне ограничена на отечественном рынке и при острой необходимости, данный аксессуар, либо комплектующие для его производства, приходится заказывать из-за рубежа. Так же есть сложности по поводу совместимости зарубежных ВЧ расширителей портов с отечественным оборудованием, как физически (несовместимые разъёмы), так и программно.
В данной выпускной квалификационной работе выполнена разработка высокочастотного расширителя портов. Разработан печатный узел, основываясь на требование технического задания, и подготовлена конструкторская документация, а именно:
- структурная схема;
- принципиальная схема;
- перечень элементов;
- сборочный чертеж;
- чертёж фотошаблонов;
- карта сверловки
- спецификация;
Создана 3D модель печатного узла в программе Autodesk Inventor. Произведена компоновка и его маркировка.
Все требования технического задания полностью учтены.
При проектировании платы ВЧ коммутатора была получена удовлетворительная развязка (не менее 100 дБ) и потери, согласно ТЗ. А также получены минимальные размеры платы получились 132мм на 88мм
