專利名稱：高性能信號轉(zhuǎn)接板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信號轉(zhuǎn)接板,特別涉及一種應(yīng)用于HD-68 (High Density 68-pin) 高密度接頭的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中以連接輸入信號與數(shù)據(jù)采集卡間的轉(zhuǎn)接板。
背景技術(shù)：
數(shù)據(jù)采集(DAQ)是指從傳感器和其它待測量模擬和數(shù)字被測單元中自動采集非電信號或電信號，送到上位機(jī)分析、處理。數(shù)據(jù)采集卡，即實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集(DAQ)功能的計算機(jī)擴(kuò)展卡。目前市面主流高性能數(shù)據(jù)采集卡和眾多專業(yè)應(yīng)用中采集卡接口技術(shù)中小型計算機(jī)系統(tǒng)接口 (SCSI, Small Computer System Interface)占據(jù)主導(dǎo)地位。SCSI是一種特殊的總線結(jié)構(gòu)，可以對計算機(jī)中多個設(shè)備進(jìn)行動態(tài)分工操作，目前主流高性能SCSI數(shù)據(jù)采集卡連線上基本采用HD-68高密接頭。通常其信號接入方式是將HD-68接頭中68路針腳對應(yīng)轉(zhuǎn)接到68個接線端子上，輸入信號在68個接線端子上找到對應(yīng)針腳。接線端子排緊密， 空間狹窄，同時無法全部滿足采集板上每組信號的兩根信號線均接入相鄰的接線端子，信號線經(jīng)常需要在相距較遠(yuǎn)的端子間跨接，信號接入十分繁瑣，信號間相互干擾嚴(yán)重；同時不同類型的信號源接線方式(如差分、單端、偽差分)又有所不同，在緊密排列的接線端子上不易靈活調(diào)整。特別是對于采集信號數(shù)量較多的工業(yè)應(yīng)用或科研領(lǐng)域，采集信號的接入工作管理異常麻煩。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述，本發(fā)明的目的在于提供一種高性能轉(zhuǎn)接板，使得在工程現(xiàn)場能夠?qū)⒋郎y量信號方便靈活的接入數(shù)據(jù)采集卡接口，解決目前接線方式復(fù)雜、干擾嚴(yán)重等問題。實現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的具體技術(shù)方案為一種信號轉(zhuǎn)接板，設(shè)置在待采集的信號線路與數(shù)據(jù)采集卡的HD-68接頭之間，用以將采集信號傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集卡上，其特征在于，該轉(zhuǎn)接板包括PCB板和覆蓋在其上的面板，其中，所述PCB板包括依次疊放的第一布線層、信號地層、系統(tǒng)地層和第二布線層，所述第一布線層上布置有多個雷莫插座，用于作為信號的輸入端口，所述信號地層和系統(tǒng)地層分別作為輸入信號端的接地層和數(shù)據(jù)采集端的接地層，所述第二布線層上布置有HD-68接頭，該HD-68接頭中的各路信號輸入端與多個雷莫插座分別一一對應(yīng)連接，該HD-68接頭的信號輸出端與數(shù)據(jù)采集卡連接。作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述的第一布線層上對應(yīng)每個雷莫插座相應(yīng)布置有一對高精偏置電阻，各偏置電阻的一端均與對應(yīng)的雷莫插座的信號輸入端連接，兩電阻另一端分別連接到信號地層，用于作為輸入端的偏置電阻。作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述第二布線層上對應(yīng)每路信號輸入端口還布置有一對保護(hù)二極管，兩保護(hù)二極管一端分別與對應(yīng)的雷莫插座的信號輸入端連接，兩保護(hù)二極管另一端分別連接到系統(tǒng)地層，用于作為輸入端的保護(hù)。作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述的第一布線層上對應(yīng)每路信號輸入端口還設(shè)置有一組信
3號地與系統(tǒng)地調(diào)節(jié)孔，用于調(diào)節(jié)信號的接地方式，該信號地與系統(tǒng)地調(diào)節(jié)孔貫穿PCB板的全部四層。作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述的第一布線層上還設(shè)置有系統(tǒng)地安裝孔，作為PCB板與系統(tǒng)地層連接的接口。作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述面板上對應(yīng)各個莫雷插座開有相應(yīng)的插座安裝孔，用來容納所述莫雷插座，該面板兩側(cè)還開有面板安裝孔，以用于將所述轉(zhuǎn)接板固定安裝到機(jī)柜中。本發(fā)明的轉(zhuǎn)接板為標(biāo)準(zhǔn)2U尺寸，方便在機(jī)柜中安裝。轉(zhuǎn)接板將數(shù)據(jù)采集卡HD-68 接口的64只針腳按采集卡定義分為32組，構(gòu)成32路信號輸入端口，采用機(jī)械性能優(yōu)異的雷莫插座方便信號接入、同時提高了其抗干擾能力。同時PCB板采用四層設(shè)計，兩層布線層之間設(shè)置接地層，減小線路間干擾。在頂層和底層布線層分別為每路端口預(yù)留了調(diào)整接線方式的偏置電阻安裝孔、調(diào)整信號接地方式的調(diào)節(jié)孔和二極管保護(hù)電路。信號轉(zhuǎn)接板通過 HD-68接頭與數(shù)據(jù)采集卡連接。本發(fā)明將數(shù)據(jù)采集卡HD-68針腳按信號分組，信號通過雷莫插頭接入輸入端雷莫插座，信號接線十分美觀。雷莫插頭具有良好的拔插機(jī)械性能，既方便信號管理和接入，又提高了通道抗干擾能力。PCB板采用標(biāo)準(zhǔn)2U面板設(shè)計，方便現(xiàn)場安裝和接線。同時PCB板采用四層設(shè)計，將兩層接線層通過兩層接地層隔離，進(jìn)一步減小采集信號之間相互干擾。此外，為每路信號預(yù)留了偏置電阻安裝孔和信號地與系統(tǒng)地調(diào)節(jié)孔的獨特設(shè)計，可根據(jù)信號源要求靈活調(diào)整信號接入方式和接地方式。最后，每路輸入信號均配置了二極管保護(hù)電路， 防止外部干擾傳入信號線路而導(dǎo)致昂貴的數(shù)據(jù)采集卡損壞。


圖I為本發(fā)明之高性能信號轉(zhuǎn)接板的結(jié)構(gòu)示意圖，顯示了面板與PCB板的組裝關(guān)圖2為本發(fā)明之高性能信號轉(zhuǎn)接板組裝完畢后的側(cè)面示意圖；圖3為本發(fā)明PCB板正面視圖，顯示了雷莫插座、偏置電阻預(yù)留孔、信號地與系統(tǒng)地調(diào)節(jié)孔等部件的布置情況；圖4為本發(fā)明PCB板背面視圖，顯示了 HD-68接頭安裝位置和貼片二極管位置；圖5為本發(fā)明面板的正面視圖。其中1. PCB板；11.雷莫插座；12.偏置電阻安裝孔；13.貼片二極管；14. HD-68 接頭；15.信號地與系統(tǒng)地調(diào)節(jié)孔；16.系統(tǒng)地安裝孔；101.布線層I ;102.信號地層；103. 系統(tǒng)地層；104.布線層2 ；2.標(biāo)準(zhǔn)2U面板；21. PCB信號輸入端插座安裝孔；22.面板安裝孔。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。參閱附圖I所示，其為本發(fā)明之高性能信號轉(zhuǎn)接板的結(jié)構(gòu)示意圖，轉(zhuǎn)接板包括PCB 板I和標(biāo)準(zhǔn)2U面板2。參閱附圖2所示，為本發(fā)明之高性能信號轉(zhuǎn)接板的側(cè)面示意圖。PCB板I由依次疊放的第一布線層101、信號地層102、系統(tǒng)地層103和第二布線層104四層組成。兩層布線層被中間兩地層隔離。PCB板I第一布線層101上(正面)布置有雷莫插座11 ；PCB板I 第二布線層104 (背面)上布置貼片二極管13和HD-68接頭14。信號地層102作為輸入信號端的接地層，系統(tǒng)地層103作為數(shù)據(jù)采集端的接地層， 信號地層102和系統(tǒng)底層103之間布置有信號地與系統(tǒng)地調(diào)節(jié)孔15，可根據(jù)信號的實際要求(接地信號或浮地信號)調(diào)節(jié)信號接地方式。參閱附圖3所示，其為PCB板I的正面示意圖。PCB板I正面布置的32路雷莫插座11用于作為信號輸入端口，在PCB板I正面上，對應(yīng)每路信號輸入端口相應(yīng)布置有一對高精偏置電阻12(阻值可以為100歐姆)，各偏置電阻12的一端均與對應(yīng)的雷莫插座的信號輸入端連接，兩電阻另一端分別連接到信號地層102，用于作為輸入端的偏置電阻。在PCB板I正面上，對應(yīng)每路信號輸入端口還設(shè)置有一組信號地與系統(tǒng)地調(diào)節(jié)孔 15，用于調(diào)節(jié)信號的接地方式(浮地或接地)，該信號地與系統(tǒng)地調(diào)節(jié)孔15貫穿PCB板I的全部四層，以滿足對于不同的信號對接地方式要求。PCB板I正面上還設(shè)置有系統(tǒng)地安裝孔16作為PCB板與系統(tǒng)地層103連接的接□。參閱附圖4所示，PCB板I的背面示意圖。PCB板I背面布置HD-68接頭14，其與 PCB板I正面布置的32路雷莫插座11對應(yīng)連接，HD-68接頭的輸出口通過電纜與數(shù)據(jù)采集卡連接。輸入信號經(jīng)雷莫插座11輸入至HD-68接頭，并通過該HD-68接頭輸入到數(shù)據(jù)采集卡中。PCB板I背面上對應(yīng)每路信號輸入端口，還布置有一對保護(hù)二極管13，兩保護(hù)二極管13 —端分別與對應(yīng)的雷莫插座的信號輸入端連接，兩保護(hù)二極管13另一端分別連接到系統(tǒng)地層103，用于作為輸入端的保護(hù)，當(dāng)輸入信號超過二極管截止電壓時，二極管導(dǎo)通接地，防止干擾信號進(jìn)入采集系統(tǒng)損壞設(shè)備。面板2為標(biāo)準(zhǔn)2U面板，其上均勻?qū)?yīng)開有32個插座安裝孔21，用來安裝PCB板I。 標(biāo)準(zhǔn)2U面板2兩側(cè)的面板安裝孔22用于將面板整體固定安裝到機(jī)柜中。PCB信號輸入端插座安裝孔21和面板安裝孔22布置如圖5所示。工作時，傳感器引出的信號直接接入本發(fā)明的轉(zhuǎn)接板雷莫插座，通過轉(zhuǎn)接板轉(zhuǎn)換， 由HD-68端口經(jīng)過電纜與采集卡連接，構(gòu)成數(shù)據(jù)采集電路。本發(fā)明之轉(zhuǎn)換板能夠根據(jù)采集信號和采集系統(tǒng)的要求，靈活調(diào)整接線方式，如通過兩個偏置電阻可使信號接入方式在差分、偽差分、單端等方式之間靈活調(diào)節(jié)；通過信號地與系統(tǒng)地調(diào)節(jié)孔15可使信號在浮地和接地方式間調(diào)節(jié)；并利用保護(hù)二極管對每路采集通道進(jìn)行保護(hù)，防止采集卡損壞。
權(quán)利要求
1.一種信號轉(zhuǎn)接板，設(shè)置在待采集的信號線路與數(shù)據(jù)采集卡的HD-68接頭之間，用以將采集信號傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集卡上，其特征在于，該轉(zhuǎn)接板包括PCB板(I)和覆蓋在其上的面板⑵，其中，所述PCB板(I)包括依次疊放的第一布線層(101)、信號地層(102)、系統(tǒng)地層(103) 和第二布線層(104)，所述第一布線層(101)上布置有多個雷莫插座(11)，用于作為信號的輸入端口，所述信號地層(102)和系統(tǒng)地層(103)分別作為輸入信號端的接地層和數(shù)據(jù)采集端的接地層，所述第二布線層(104)上布置有HD-68接頭(14)，該HD-68接頭(14)中的各路信號輸入端與多個雷莫插座(11)分別對應(yīng)連接，該HD-68接頭(14)的信號輸出端與數(shù)據(jù)采集卡連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高性能轉(zhuǎn)接板，其特征在于，所述的第一布線層(101)上對應(yīng)每個雷莫插座相應(yīng)布置有一對高精偏置電阻(12)，各偏置電阻(12)的一端均與對應(yīng)的雷莫插座的信號輸入端連接，兩電阻另一端分別連接到信號地層(102)，用于作為輸入端的偏置電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種高性能轉(zhuǎn)接板，其特征在于，所述第二布線層(104) 上對應(yīng)每路信號輸入端口還布置有一對保護(hù)二極管(13)，兩保護(hù)二極管(13) —端分別與對應(yīng)的雷莫插座的信號輸入端連接，兩保護(hù)二極管(13)另一端分別連接到系統(tǒng)地層 (103)，用于作為輸入端的保護(hù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的一種高性能轉(zhuǎn)接板，其特征在于，所述的第一布線層 (101)上對應(yīng)每路信號輸入端口還設(shè)置有一組信號地與系統(tǒng)地調(diào)節(jié)孔(15)，用于調(diào)節(jié)信號的接地方式，該信號地與系統(tǒng)地調(diào)節(jié)孔(15)貫穿PCB板⑴的全部四層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的一種高性能轉(zhuǎn)接板，其特征在于，所述的第一布線層 (101)上還設(shè)置有系統(tǒng)地安裝孔(16)，作為PCB板與系統(tǒng)地層(103)連接的接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的一種高性能轉(zhuǎn)接板，其特征在于，所述面板(2)上對應(yīng)各個莫雷插座開有相應(yīng)的插座安裝孔(21)，用來容納所述莫雷插座，該面板(2)兩側(cè)還開有面板安裝孔(22)，以用于將所述轉(zhuǎn)接板固定安裝到機(jī)柜中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高性能信號轉(zhuǎn)接板，設(shè)置在待采集的信號線路與數(shù)據(jù)采集卡的HD-68接頭之間，用以將采集信號傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集卡上，該轉(zhuǎn)接板包括PCB板(1)和覆蓋在其上的面板(2)，其中，所述PCB板(1)包括依次疊放的第一布線層(101)、信號地層(102)、系統(tǒng)地層(103)和第二布線層(104)，所述第一布線層(101)上布置有多個雷莫插座(11)，作為信號輸入端口，所述第二布線層(104)上布置有HD-68接頭(14)，其分別與每一個雷莫插座(11)對應(yīng)連接。本發(fā)明將數(shù)據(jù)采集卡HD-68針腳按信號分組，信號通過雷莫插頭接入輸入端雷莫插座，信號接線十分美觀。雷莫插頭具有良好的拔插機(jī)械性能，既方便信號管理和接入，又提高了通道抗干擾能力。
文檔編號H01R31/06GK102593678SQ201210056920
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月6日
發(fā)明者張明, 鄭瑋, 黃福強 申請人:華中科技大學(xué)