[發(fā)明專利]一種基于Compact PCI總線的信號(hào)采集板卡

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110209532.2
• 申請(qǐng)日: 2011-07-22
• 公開（公告）號(hào): CN102890726A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張程;薛征;凌曉辰;應(yīng)越
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海航天控制工程研究所
• 主分類號(hào): G06F17/40
• 分類號(hào): G06F17/40
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 馮和純

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)箱板卡，尤其是一種Compact?PCI總線的采集板卡，應(yīng)用于自動(dòng)化采集測試系統(tǒng)中。?

背景技術(shù)

公知的Compact?PCI總線的采集板卡大多采用單層印制電路板結(jié)構(gòu)。由于現(xiàn)有CPCI總線板卡分為3U和6U兩種結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，而3U板卡的面板的長×寬規(guī)定為110毫米×20毫米，與3U板卡面板垂直裝配的單層印制電路板標(biāo)準(zhǔn)長×寬尺寸為160毫米×100毫米。隨著電路功能增加，電路復(fù)雜程度相應(yīng)提高，電路元件仍在一塊印制電路板內(nèi)放置會(huì)有困難，很多電路設(shè)計(jì)人員不得不分成多塊單層的板卡。這樣板卡數(shù)量增加使機(jī)箱數(shù)量過多，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)帶來復(fù)雜、成本提高、導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定性降低，易受干擾等現(xiàn)象。而且信號(hào)采集板卡無法將高精度、高速采樣、高共模輸入以及地線隔離等性能集于同一塊板卡中，往往需要用戶作前端信號(hào)處理和接口匹配，增加系統(tǒng)內(nèi)部的電纜連接，在實(shí)際應(yīng)用中受到較大的限制。?

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于Compact?PCI總線的信號(hào)采集板卡，它能夠?qū)⒏呔取⒏咚俨蓸印⒏吖材］斎胍约暗鼐€隔離四大性能完全融入到一塊采集板卡中。減少系統(tǒng)內(nèi)部的電纜連接，降低系統(tǒng)的復(fù)雜程度，提高可靠性和抗干擾能力。?

本發(fā)明的構(gòu)思：根據(jù)板卡面板寬度尺寸20毫米及印制電路板長×寬尺寸為160毫米×100毫米的規(guī)定，設(shè)想一種結(jié)構(gòu)，將現(xiàn)有分散放置?在多塊單層板卡上的電路分層集合在一塊板卡上，電路不變，分層放置。如果板卡面板寬度尺寸20毫米范圍內(nèi)將印制電路板分平行三層，每層印制電路板尺寸大小不一，層與層之間用接插件連接。這樣能夠克服電路分散放置在多塊單層板卡上存在的缺陷，能緊湊結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)性能。?

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種基于Compact?PCI總線的信號(hào)采集板卡，包括尺寸限定的板卡面板，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是在一塊尺寸限定的板卡面板上設(shè)有三層印制電路板，分別為一層協(xié)議載板、一層信號(hào)調(diào)理板、一層信號(hào)采集板；協(xié)議載板與板卡面板垂直相連接；信號(hào)采集板設(shè)于協(xié)議載板上方，通過三件接插件與協(xié)議載板相連接；信號(hào)調(diào)理板設(shè)于信號(hào)采集板下方，通過二件接插件與信號(hào)采集板相連接。?

所述的協(xié)議載板設(shè)有總線協(xié)議轉(zhuǎn)換電路、FPGA配置電路、時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)電路、電源管理電路；信號(hào)調(diào)理板上設(shè)有高共模差分單端信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、濾波電路；信號(hào)采集板上設(shè)有輸入阻抗匹配電路、八階有源低通濾波器電路、緩沖電路、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、高精度基準(zhǔn)生成電路、數(shù)字信號(hào)隔離電路、掉電存儲(chǔ)電路。協(xié)議轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行CPCI總線的協(xié)議解析，將復(fù)雜的CPCI總線協(xié)議轉(zhuǎn)換成透明的本地總線，實(shí)現(xiàn)與FPGA的數(shù)據(jù)通訊功能；FPGA連到板對(duì)板接插件上，用于信號(hào)采集板的信號(hào)傳輸；信號(hào)采集板將外部的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后傳輸?shù)紽PGA；信號(hào)調(diào)理板實(shí)現(xiàn)降低外部信號(hào)共模電壓以及將電流轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的功能。?

所述的協(xié)議載板與信號(hào)采集板上下之間的間距不大于10毫米，信號(hào)調(diào)理板與信號(hào)采集板上下之間間距不大于6.5毫米。使三層總高在板卡面板寬度限定范圍內(nèi)。?

本發(fā)明采用在一塊尺寸限定的板卡面板上設(shè)有三層印制電路板，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)和有益效果是：?

1)在一塊20毫米寬的板卡面板上裝有三層長×寬不大于160毫米×?100毫米印制電路板。不但節(jié)省了機(jī)箱和卡板的數(shù)量、降低了成本，提高了系統(tǒng)質(zhì)量和精度。?

2)能將高精度、高速采樣、高共模輸入以及地線隔離等四大性能完全融入到一塊采集板卡中，提高了電性能。?

3)減少了系統(tǒng)內(nèi)部的電纜連接，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜程度，提高電路可靠性和抗干擾能力。?

附圖說明

以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。?

圖1是本發(fā)明Compact?PCI總線信號(hào)采集板卡的結(jié)構(gòu)示意圖；?

圖2是圖1的俯視圖。?

圖中：?

1.協(xié)議載板、2.信號(hào)調(diào)理板、3.信號(hào)采集板、4.接插件(用于連接信號(hào)調(diào)理板與信號(hào)采集板)、5.接插件(用于連接信號(hào)協(xié)議載板與信號(hào)采集板)。?

具體實(shí)施方式