Аналоговый процессор (сердце ЯМР спектрометра)

Ключевая плата – аналоговый процессор, потребовала трассировки в шести слоях и двустороннего монтажа. Основная трудность при её проектировании – необходимость совмещения на ограниченной площади высокочувствительных аналоговых и цифровых цепей. Устройства включает в себя широкодиапазонный приёмник с двойным преобразованием частоты, прецизионный АЦП, многоканальный синтезатор синусоидальных сигналов на основе DDS.
Алгоритм работы устройства требует высокой стабильности и чёткой синфазности сигналов всех четырёх задающих синусоидальных генераторов. Высокая разрешающая способность прибора может быть достигнута только благодаря накоплению результатов нескольких повторных измерений, для чего необходимо достичь максимальной повторяемости импульсной последовательности цифровых управляющих сигналов.
При этом центральный микроконтроллер должен управляет широким классом приборов с разнотипными интерфейсами. АЦП, память, USB контроллер, цифровые синтезаторы, фазовый детектор, аттенюаторы, коммутаторы ВЧ сигналов. Плюс к этому, учитывая сложность ПО и размещение во взрывозащищённом корпусе, необходимо было обеспечить возможность дистанционной перепрошивки микрокода.
Основные проблемы схемотехники и трассировки – большое тепловыделение модулей усилителей ВЧ, необходимость развязки высокочувствительных аналоговых и цифровых цепей, а так же минимизация помех, вызванных применением импульсного источника питания.