混合集成特定頻率信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)

3.2 isp1016E-2芯片設(shè)計(jì)

isp 1016E-2芯片用于完成第二、第三級(jí)保險(xiǎn)解除控制邏輯、時(shí)序判斷、特定頻率信號(hào)的產(chǎn)生等功能?？刹捎猛瑯拥姆诸l與累計(jì)計(jì)數(shù)方法,來(lái)對(duì)二、三級(jí)解保信號(hào)進(jìn)行抗干擾濾波處理。若接收到第二級(jí)解保信號(hào)且判斷一、二級(jí)解保信號(hào)時(shí)序正確,則發(fā)驅(qū)動(dòng)信號(hào)并變?yōu)榈碗娖?同時(shí)驅(qū)動(dòng)第二級(jí)保險(xiǎn)動(dòng)作;若判斷時(shí)序不對(duì),則封閉第二級(jí)解保信號(hào)接收通路(不再接收);在接收到控制系統(tǒng)給出的第三級(jí)解保信號(hào)并確認(rèn)這三級(jí)解保信號(hào)的時(shí)序關(guān)系正常后,系統(tǒng)將輸出特定頻率和占空比的5 V特定頻率信號(hào)。

4 系統(tǒng)可靠性及版圖設(shè)計(jì)

為了使電路能更安全可靠的工作,各路的開(kāi)關(guān)信號(hào)都先經(jīng)過(guò)光耦再輸入電路。輸人地與輸出地嚴(yán)格分開(kāi)可保證電路電子元器件的安全;為了減小外界對(duì)電源的干擾,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在供電電源與地之間、芯片的工作電源上都接入濾波電容以進(jìn)行濾波處理,從而保證電路正常工作。

電路程序設(shè)計(jì)包含了對(duì)各種環(huán)境信息的綜合判斷,如抗干擾、抗抖動(dòng)處理、時(shí)序判斷等功能。采用“時(shí)間窗、時(shí)序判斷”等技術(shù)措施進(jìn)行綜合控制設(shè)計(jì)可濾除ms級(jí)的干擾信號(hào),從而保證系統(tǒng)安全可靠地工作。

此外,該電路還具有單檢與重新解保功能。程控采用雙套備份、冗余設(shè)計(jì)。需要單套檢驗(yàn)與聯(lián)試時(shí),可以給一套程控的isp芯片一直加上復(fù)位信號(hào),這樣可檢驗(yàn)另一套引信的功能;在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,如在三級(jí)解保后發(fā)現(xiàn)目標(biāo)跟蹤有誤,可以接收復(fù)位信號(hào),并通過(guò)程控重新進(jìn)行解保動(dòng)作。

在版圖設(shè)計(jì)時(shí),器件的放置和分布既要考慮電路合理布局,散熱均勻,也應(yīng)考慮工藝加工過(guò)程中的組裝生產(chǎn)。具體可將元件按照功能相對(duì)集中放置;輸入、輸出線(xiàn)分開(kāi)放置,并按工作順序排列;布線(xiàn)時(shí),電源線(xiàn)和地線(xiàn)均應(yīng)短而粗,要盡量減少相互之間的電磁干擾。

該電路共采用兩片邏輯器件來(lái)完成邏輯功能。每一片芯片有44只管腳(PLCC封裝)。兩片芯片之間、芯片與外圍電路之間都會(huì)相互提供信號(hào),連線(xiàn)縱橫交錯(cuò),交叉往來(lái)連線(xiàn)復(fù)雜,且電路體積要求也比較嚴(yán)格,這都會(huì)在版圖設(shè)計(jì)過(guò)程中增加布版的難度。因此,在設(shè)計(jì)時(shí),兩只芯片的放置位置與方向要用畫(huà)圖軟件反復(fù)比較和驗(yàn)證,以盡量減少相互之間走線(xiàn)的交錯(cuò)和復(fù)雜度;布線(xiàn)時(shí)最好將縱線(xiàn)在同一層面,橫線(xiàn)在另一層面,并用介質(zhì)絕緣。在線(xiàn)路走線(xiàn)上,連線(xiàn)應(yīng)盡可能短,并使布線(xiàn)盡可能優(yōu)化。

5 工藝制作及加工

本產(chǎn)品的工藝加工沒(méi)有選用PCB板表面貼裝技術(shù),主要是因?yàn)镻CB板組裝時(shí)過(guò)多的焊接連線(xiàn)、焊點(diǎn)、接插件等嚴(yán)重阻礙了生產(chǎn)率和可靠性的進(jìn)一步提高;另外,電路的工作頻率和速度的提高也要求盡量縮短信號(hào)在系統(tǒng)內(nèi)的傳輸延遲。為此,電路專(zhuān)門(mén)選用了厚膜混合集成工藝,即用厚膜多層布線(xiàn)工藝來(lái)制作導(dǎo)電帶和電阻器;晶體管、單片集成電路等則采用裸芯片組裝金絲球焊鍵合,封口采用平行縫焊技術(shù)充氮?dú)饷芊?。厚膜工藝可減少電路體積,提高精度、穩(wěn)定性和產(chǎn)品可靠性,且利于批量生產(chǎn)。

在厚膜工藝中,電容器應(yīng)采用粘接工藝;光藕、MOS管等器件應(yīng)采用載流焊工藝。PLCC封裝的可編程邏輯器件加工相對(duì)比較少。在初期載流焊組裝邏輯器件過(guò)程中,由于邏輯器件管腳較多且細(xì)短(焊區(qū)面積僅1.8mm×0.4mm,相鄰管腳的間距約0.3mm),故在點(diǎn)焊料時(shí),因焊料流量不容易控制,焊料極易將相鄰管腳粘連在一起而造成短路現(xiàn)象。加工時(shí)經(jīng)常要擦除短路處的焊料并重新點(diǎn)膠反復(fù)操作,這都會(huì)極大地影響效率。經(jīng)過(guò)摸索實(shí)驗(yàn)。筆者專(zhuān)門(mén)配置了直徑較小的點(diǎn)焊劑的針孔來(lái)減小流量和焊接面積,圖2給出了該產(chǎn)品的主要工藝流程圖。

6 結(jié)束語(yǔ)

混合集成特定頻率信號(hào)發(fā)生器是某軍事系統(tǒng)中常用的組件之一。本文通過(guò)在軟件、制版、工藝等方面的一系列設(shè)計(jì),最終實(shí)現(xiàn)了該器件邏輯功能的集成化、小型化。經(jīng)多次聯(lián)機(jī)測(cè)試證明,該器件性能穩(wěn)定、工作正常、其電性能指標(biāo)完全滿(mǎn)足系統(tǒng)和用戶(hù)的要求。目前,用戶(hù)已連續(xù)小批量訂貨。此外,該產(chǎn)品還可以根據(jù)系統(tǒng)需要修改程序軟件,以輸出不同頻率、不同占空比的信號(hào)。由此可見(jiàn),該產(chǎn)品具有易于擴(kuò)展和設(shè)計(jì)升級(jí)等優(yōu)點(diǎn)。而且電路體積小、精度高、重量輕,使用靈活,具有重要的使用價(jià)值和良好的應(yīng)用前景。