专利名称：高性能信号转接板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种信号转接板,特别涉及一种应用于HD-68 (High Density 68-pin) 高密度接头的数据采集系统中以连接输入信号与数据采集卡间的转接板。
背景技术：
数据采集(DAQ)是指从传感器和其它待测量模拟和数字被测单元中自动采集非电信号或电信号，送到上位机分析、处理。数据采集卡，即实现数据采集(DAQ)功能的计算机扩展卡。目前市面主流高性能数据采集卡和众多专业应用中采集卡接口技术中小型计算机系统接口 (SCSI, Small Computer System Interface)占据主导地位。SCSI是一种特殊的总线结构，可以对计算机中多个设备进行动态分工操作，目前主流高性能SCSI数据采集卡连线上基本采用HD-68高密接头。通常其信号接入方式是将HD-68接头中68路针脚对应转接到68个接线端子上，输入信号在68个接线端子上找到对应针脚。接线端子排紧密， 空间狭窄，同时无法全部满足采集板上每组信号的两根信号线均接入相邻的接线端子，信号线经常需要在相距较远的端子间跨接，信号接入十分繁琐，信号间相互干扰严重；同时不同类型的信号源接线方式(如差分、单端、伪差分)又有所不同，在紧密排列的接线端子上不易灵活调整。特别是对于采集信号数量较多的工业应用或科研领域，采集信号的接入工作管理异常麻烦。
发明内容
鉴于上述，本发明的目的在于提供一种高性能转接板，使得在工程现场能够将待测量信号方便灵活的接入数据采集卡接口，解决目前接线方式复杂、干扰严重等问题。实现本发明的目的所采用的具体技术方案为一种信号转接板，设置在待采集的信号线路与数据采集卡的HD-68接头之间，用以将采集信号传输到数据采集卡上，其特征在于，该转接板包括PCB板和覆盖在其上的面板，其中，所述PCB板包括依次叠放的第一布线层、信号地层、系统地层和第二布线层，所述第一布线层上布置有多个雷莫插座，用于作为信号的输入端口，所述信号地层和系统地层分别作为输入信号端的接地层和数据采集端的接地层，所述第二布线层上布置有HD-68接头，该HD-68接头中的各路信号输入端与多个雷莫插座分别一一对应连接，该HD-68接头的信号输出端与数据采集卡连接。作为本发明的改进，所述的第一布线层上对应每个雷莫插座相应布置有一对高精偏置电阻，各偏置电阻的一端均与对应的雷莫插座的信号输入端连接，两电阻另一端分别连接到信号地层，用于作为输入端的偏置电阻。作为本发明的改进，所述第二布线层上对应每路信号输入端口还布置有一对保护二极管，两保护二极管一端分别与对应的雷莫插座的信号输入端连接，两保护二极管另一端分别连接到系统地层，用于作为输入端的保护。作为本发明的改进，所述的第一布线层上对应每路信号输入端口还设置有一组信
3号地与系统地调节孔，用于调节信号的接地方式，该信号地与系统地调节孔贯穿PCB板的全部四层。作为本发明的改进，所述的第一布线层上还设置有系统地安装孔，作为PCB板与系统地层连接的接口。作为本发明的改进，所述面板上对应各个莫雷插座开有相应的插座安装孔，用来容纳所述莫雷插座，该面板两侧还开有面板安装孔，以用于将所述转接板固定安装到机柜中。本发明的转接板为标准2U尺寸，方便在机柜中安装。转接板将数据采集卡HD-68 接口的64只针脚按采集卡定义分为32组，构成32路信号输入端口，采用机械性能优异的雷莫插座方便信号接入、同时提高了其抗干扰能力。同时PCB板采用四层设计，两层布线层之间设置接地层，减小线路间干扰。在顶层和底层布线层分别为每路端口预留了调整接线方式的偏置电阻安装孔、调整信号接地方式的调节孔和二极管保护电路。信号转接板通过 HD-68接头与数据采集卡连接。本发明将数据采集卡HD-68针脚按信号分组，信号通过雷莫插头接入输入端雷莫插座，信号接线十分美观。雷莫插头具有良好的拔插机械性能，既方便信号管理和接入，又提高了通道抗干扰能力。PCB板采用标准2U面板设计，方便现场安装和接线。同时PCB板采用四层设计，将两层接线层通过两层接地层隔离，进一步减小采集信号之间相互干扰。此外，为每路信号预留了偏置电阻安装孔和信号地与系统地调节孔的独特设计，可根据信号源要求灵活调整信号接入方式和接地方式。最后，每路输入信号均配置了二极管保护电路， 防止外部干扰传入信号线路而导致昂贵的数据采集卡损坏。
图I为本发明之高性能信号转接板的结构示意图，显示了面板与PCB板的组装关图2为本发明之高性能信号转接板组装完毕后的侧面示意图；图3为本发明PCB板正面视图，显示了雷莫插座、偏置电阻预留孔、信号地与系统地调节孔等部件的布置情况；图4为本发明PCB板背面视图，显示了 HD-68接头安装位置和贴片二极管位置；图5为本发明面板的正面视图。其中1. PCB板；11.雷莫插座；12.偏置电阻安装孔；13.贴片二极管；14. HD-68 接头；15.信号地与系统地调节孔；16.系统地安装孔；101.布线层I ;102.信号地层；103. 系统地层；104.布线层2 ；2.标准2U面板；21. PCB信号输入端插座安装孔；22.面板安装孔。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。参阅附图I所示，其为本发明之高性能信号转接板的结构示意图，转接板包括PCB 板I和标准2U面板2。参阅附图2所示，为本发明之高性能信号转接板的侧面示意图。PCB板I由依次叠放的第一布线层101、信号地层102、系统地层103和第二布线层104四层组成。两层布线层被中间两地层隔离。PCB板I第一布线层101上(正面)布置有雷莫插座11 ；PCB板I 第二布线层104 (背面)上布置贴片二极管13和HD-68接头14。信号地层102作为输入信号端的接地层，系统地层103作为数据采集端的接地层， 信号地层102和系统底层103之间布置有信号地与系统地调节孔15，可根据信号的实际要求(接地信号或浮地信号)调节信号接地方式。参阅附图3所示，其为PCB板I的正面示意图。PCB板I正面布置的32路雷莫插座11用于作为信号输入端口，在PCB板I正面上，对应每路信号输入端口相应布置有一对高精偏置电阻12(阻值可以为100欧姆)，各偏置电阻12的一端均与对应的雷莫插座的信号输入端连接，两电阻另一端分别连接到信号地层102，用于作为输入端的偏置电阻。在PCB板I正面上，对应每路信号输入端口还设置有一组信号地与系统地调节孔 15，用于调节信号的接地方式(浮地或接地)，该信号地与系统地调节孔15贯穿PCB板I的全部四层，以满足对于不同的信号对接地方式要求。PCB板I正面上还设置有系统地安装孔16作为PCB板与系统地层103连接的接□。参阅附图4所示，PCB板I的背面示意图。PCB板I背面布置HD-68接头14，其与 PCB板I正面布置的32路雷莫插座11对应连接，HD-68接头的输出口通过电缆与数据采集卡连接。输入信号经雷莫插座11输入至HD-68接头，并通过该HD-68接头输入到数据采集卡中。PCB板I背面上对应每路信号输入端口，还布置有一对保护二极管13，两保护二极管13 —端分别与对应的雷莫插座的信号输入端连接，两保护二极管13另一端分别连接到系统地层103，用于作为输入端的保护，当输入信号超过二极管截止电压时，二极管导通接地，防止干扰信号进入采集系统损坏设备。面板2为标准2U面板，其上均匀对应开有32个插座安装孔21，用来安装PCB板I。 标准2U面板2两侧的面板安装孔22用于将面板整体固定安装到机柜中。PCB信号输入端插座安装孔21和面板安装孔22布置如图5所示。工作时，传感器引出的信号直接接入本发明的转接板雷莫插座，通过转接板转换， 由HD-68端口经过电缆与采集卡连接，构成数据采集电路。本发明之转换板能够根据采集信号和采集系统的要求，灵活调整接线方式，如通过两个偏置电阻可使信号接入方式在差分、伪差分、单端等方式之间灵活调节；通过信号地与系统地调节孔15可使信号在浮地和接地方式间调节；并利用保护二极管对每路采集通道进行保护，防止采集卡损坏。
权利要求
1.一种信号转接板，设置在待采集的信号线路与数据采集卡的HD-68接头之间，用以将采集信号传输到数据采集卡上，其特征在于，该转接板包括PCB板(I)和覆盖在其上的面板⑵，其中，所述PCB板(I)包括依次叠放的第一布线层(101)、信号地层(102)、系统地层(103) 和第二布线层(104)，所述第一布线层(101)上布置有多个雷莫插座(11)，用于作为信号的输入端口，所述信号地层(102)和系统地层(103)分别作为输入信号端的接地层和数据采集端的接地层，所述第二布线层(104)上布置有HD-68接头(14)，该HD-68接头(14)中的各路信号输入端与多个雷莫插座(11)分别对应连接，该HD-68接头(14)的信号输出端与数据采集卡连接。
2.根据权利要求I所述的一种高性能转接板，其特征在于，所述的第一布线层(101)上对应每个雷莫插座相应布置有一对高精偏置电阻(12)，各偏置电阻(12)的一端均与对应的雷莫插座的信号输入端连接，两电阻另一端分别连接到信号地层(102)，用于作为输入端的偏置电阻。
3.根据权利要求I或2所述的一种高性能转接板，其特征在于，所述第二布线层(104) 上对应每路信号输入端口还布置有一对保护二极管(13)，两保护二极管(13) —端分别与对应的雷莫插座的信号输入端连接，两保护二极管(13)另一端分别连接到系统地层 (103)，用于作为输入端的保护。
4.根据权利要求1-3之一所述的一种高性能转接板，其特征在于，所述的第一布线层 (101)上对应每路信号输入端口还设置有一组信号地与系统地调节孔(15)，用于调节信号的接地方式，该信号地与系统地调节孔(15)贯穿PCB板⑴的全部四层。
5.根据权利要求1-4之一所述的一种高性能转接板，其特征在于，所述的第一布线层 (101)上还设置有系统地安装孔(16)，作为PCB板与系统地层(103)连接的接口。
6.根据权利要求1-5之一所述的一种高性能转接板，其特征在于，所述面板(2)上对应各个莫雷插座开有相应的插座安装孔(21)，用来容纳所述莫雷插座，该面板(2)两侧还开有面板安装孔(22)，以用于将所述转接板固定安装到机柜中。
全文摘要
本发明公开了一种高性能信号转接板，设置在待采集的信号线路与数据采集卡的HD-68接头之间，用以将采集信号传输到数据采集卡上，该转接板包括PCB板(1)和覆盖在其上的面板(2)，其中，所述PCB板(1)包括依次叠放的第一布线层(101)、信号地层(102)、系统地层(103)和第二布线层(104)，所述第一布线层(101)上布置有多个雷莫插座(11)，作为信号输入端口，所述第二布线层(104)上布置有HD-68接头(14)，其分别与每一个雷莫插座(11)对应连接。本发明将数据采集卡HD-68针脚按信号分组，信号通过雷莫插头接入输入端雷莫插座，信号接线十分美观。雷莫插头具有良好的拔插机械性能，既方便信号管理和接入，又提高了通道抗干扰能力。
文档编号H01R31/06GK102593678SQ201210056920
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月6日 优先权日2012年3月6日
发明者张明, 郑玮, 黄福强 申请人:华中科技大学