多功能结构系统设计及其MCM实现

发布时间：2017-10-30 08:06

  本文关键词：多功能结构系统设计及其MCM实现

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【摘要】：近年来随着航天技术的发展，航天测试领域弹箭内部的大量不规则结构、大规模体积块设备给飞行器的设计、组装、整理以及纠错带来了诸多困难。传统的飞行器中，各功能单元结构之间主要由大体积连接器与无数成捆电缆连接而成，这样使飞行器内部空间拮据，不仅限制了各功能块功能的减少，而且使得弹箭臃肿，带来很多不利因素。因此选择一种轻型化、小型化、高可靠性的设备是现代航天飞行器的一种发展方向。 本文首先介绍了多功能测量系统的技术指标以及样机整体功能的设计与实现，其中包括对样机系统整体功能的分析、整体方案的设计（中心检测单元、控制测试单元的设计）、原型样机硬件电路的设计（数字量、模拟量的设计，总线接口模块的设计，）、逻辑控制模块的设计、电源模块的设计以及可靠性技术等几方面，全面论述概括了基于多功能测量系统样机的多芯片组件的设计方案及该集成电路的功能与特点，概述了集成电路的优势及适用范围，提出了多芯片模块的制作以及产品性能的验证试验，给出了多芯片组件的优化设计方案以及MFS多功能结构的设计与关键技术，主要包括了柔性电路层的设计、高密度总线互联技术、热控制技术、电磁兼容及电磁屏蔽优化技术以及可靠性与抗干扰技术。 本文描述了基于多功能结构、厚膜集成电路、柔性电路板等众多新技术的新型测量系统设计，实现了系统微型化设计、微型系统热功耗设计，，以及AD采集、GPIO口输入输出光耦的隔离、CAN总线隔离传输、LVDS接口、RS422信号差分传输等电器功能。通过原型样机与多功能机的外型、热控制性能、安装性能及维修性能及抗振动性能等的比较，验证了多功能结构技术的可靠性，并展示出样机在振动环境和高低温环境中的性能提升情况。测试与数据分析结果表明，系统信号传输性能稳定、可靠。
【关键词】：中心测试单元 控制检测单元 多功能结构 柔性电路 多芯片组件
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V441
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-15
• 1.1 课题性质、研究目的及意义10
• 1.2 国内外发展现状10-12
• 1.2.1 国内研究现状10-11
• 1.2.2 国外研究现状11-12
• 1.3 多功能（MFS）结构的设计思想12-14
• 1.4 论文的内容及特色14-15
• 2 多功能系统样机总体设计与分析15-36
• 2.1 系统功能分析15-16
• 2.1.1 中心测试单元15-16
• 2.1.2 控制检测单元16
• 2.1.3 样机壳体尺寸16
• 2.2 测试系统的设计流程16-17
• 2.3 总体方案设计17-20
• 2.3.1 中心测试单元概述18-19
• 2.3.2 控制检测单元概述19-20
• 2.4 原型样机硬件电路设计20-35
• 2.4.1 线性光耦隔离设计20-21
• 2.4.2 模拟量采集设计21-22
• 2.4.3 GPIO 口隔离及输入输出设计22-23
• 2.4.4 RS422 接口模块设计23-24
• 2.4.5 LVDS 接口电路设计24-27
• 2.4.6 CAN 总线功能设计27-31
• 2.4.7 逻辑控制模块设计31-33
• 2.4.8 电源模块设计33-35
• 2.5 本章小结35-36
• 3 基于 MCM 技术的电路微型化设计36-46
• 3.1 多芯片组件技术与集成电路设计36-38
• 3.1.1 多芯片组件的概述（MCM-C）36-37
• 3.1.2 集成电路概述37
• 3.1.3 厚膜集成电路设计技术优势及适用范围37-38
• 3.2 系统电路微型化设计与 MCM 集成设计38-39
• 3.3 多芯片模块组件制作39
• 3.4 多芯片模块封装及产品展示39-41
• 3.4.1 MCM 模块封装及设计39-40
• 3.4.2 产品实际电路展示40-41
• 3.5 多芯片组件与传统样机的性能对比41-43
• 3.5.1 原型样机与多功能结构实体外形比较41
• 3.5.2 热控制及功耗性能提升情况41-43
• 3.5.3 安装性能及抗振动性能提升43
• 3.6 课题的技术难点及实现途径43-44
• 3.7 本章小结44-46
• 4 多功能结构的优化设计及关键技术46-55
• 4.1 MFS 多功能结构设计46-47
• 4.2 MFS 柔性电路层设计47-48
• 4.3 MFS 多功能关键技术设计48-54
• 4.3.1 高密度总线互联技术48-49
• 4.3.2 热控制技术49-50
• 4.3.3 电磁兼容及电磁屏蔽优化技术50-51
• 4.3.4 可靠性和抗干扰技术51-54
• 4.4 本章小结54-55
• 5 系统总体功能测试及验证55-61
• 5.1 系统测试概述55
• 5.2 系统功能测试55-59
• 5.2.1 12 路模拟量测试56-57
• 5.2.2 56 路 GPIO 口测试57-59
• 5.3 系统测试过程中遇到的问题及解决办法59-60
• 5.3.1 USB 接口不稳定现象59-60
• 5.3.2 命令与信号传输不稳定现象60
• 5.4 本章小结60-61
• 6 总结与展望61-62
• 6.1 工作总结61
• 6.2 工作展望61-62
• 参考文献62-66
• 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果66-68
• 致谢68-69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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4 胡永达;氮化铝共烧基板金属化及其薄膜金属化特性研究[J];电子元件与材料;2003年02期

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本文编号：1116800