转接设备及转接系统的制作方法

本申请涉及信号测试技术领域，具体而言，涉及一种转接设备及转接系统。

背景技术：

在信号测试领域，常通过基于PXI(PCI eXtensions for Instrumentation，面向仪器系统的PCI扩展)技术的模块化自动测试平台对被测系统进行测试。PXI模块的功能一般比较单一，每个PXI模块的I/O接口或同轴线缆接口的数量是固定的通用配置，并且采用专用的线缆，这导致在测试过程中一些本可以通用的信号难以被共用。并且在实际应用中，一些特别的被测系统的各类信号和电源可能采用同一电缆接口接入，这使得需要通过PXI测试平台对被测系统进行测试时，无法通过适配线缆直接连接，被测系统和测试平台的连接操作非常复杂。

技术实现要素：

为了至少克服现有技术中的上述不足，本申请的目的在于提供一种转接设备，所述转接设备包括一端开口的机笼及设置于所述机笼内部并朝向所述开口的底板；

所述底板上设置有多组总线，所述多组总线包括模拟信号总线、数字信号总线及供电总线；

所述底板上还设置有多个用于与测试平台转接板电连接的第一插接单元，所述第一插接单元朝向所述机笼的开口；所述第一插接单元包括多个插槽，所述多个插槽中的每个插槽与所述模拟信号总线、数字信号总线以及供电总线中的任意一个电连接。

可选地，在上述装置中，所述供电总线与所述模拟信号总线之间的距离大于所述数字信号总线与所述模拟信号总线之间的距离。

可选地，在上述装置中，所述供电总线包括电压等级各不相同的多个组合电源总线，所述多个组合电源总线中，电压等级较高的组合电源总线与所述模拟信号总线之间的距离大于电压等级较低的组合电源总线与所述模拟信号总线之间的距离。

可选地，在上述装置中，所述多组总线还包括时钟同步信号总线、上位机通信总线，所述数字信号总线、时钟同步信号总线、上位机通信总线设置于所述模拟信号总线与所述供电总线之间。

可选地，在上述装置中，所述模拟信号总线为多组，分别用于传输不同频率模拟信号；传输信号频率较低的模拟信号总线与所述供电总线之间的距离大于传输信号频率较高的模拟信号总线与供电总线之间的距离。

可选地，在上述装置中，所述模拟信号总线上覆盖有屏蔽结构。

可选地，在上述装置中，与所述模拟信号总线连接的多个插槽覆盖有屏蔽层。

可选地，在上述装置中，所述底板包括多个走线层，所述模拟信号总线与所述供电总线位于不同的走线层，所述模拟信号总线所在的走线层与所述供电总线所在的走线层之间包括至少一个屏蔽层。

可选地，在上述装置中，所述底板包括多个走线层，不同走线层之间设置有屏蔽层，所述模拟信号总线分多组设置于不同的走线层。

本申请的另一目的在于提供一种转接系统，包括至少一种类型的接口板及本申请提供的所述的转接设备；所述接口板包括：

用于与所述第一插接单元电连接的第二插接单元；

用于与从其他设备电连接的外连端口；

连接于所述第二插接单元与所述外连端口之间，用于实现所述外连端口与所述多组总线之间的信号或电能转换的转换电路；

其中，插入所述第一插接单元的接口板通过多组总线相互电连接。

相对于现有技术而言，本申请具有以下有益效果：

本申请实施例提供了一种转接设备及转接系统，通过底板上设置的总线使插入机笼的不同接口板可以互联，共享总线信号，从而可以根据不同的实际需求选择不同的测试平台转接板组成转接系统，使测试平台可以进行更多样化的测试，并且可使被测系统和测试平台之间的连接更加方便。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1、图2为本申请实施例提供的转接设备的示意图；

图3为本申请实施例提供的底板的示意图之一；

图4为本申请实施例提供的转接系统的示意图；

图5为本申请实施例提供的接口板的示意图；

图6为本申请实施例提供的多组总线分布示意图；

图7为本申请实施例提供的底板的示意图之二；

图8为本申请实施例提供的底板多层结构示意图；

图9为本申请实施例提供的被测系统适配板的电路模块示意图。

图标：10-转接系统；100-转接设备；110-机笼；120-底板；121-第一插接单元；122-插槽；123-金属敷层；126-多组总线；1261-模拟信号总线；1262-供电总线；128-屏蔽层；200-接口板；210-第二插接单元；220-外连端口；230-转换电路。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参照图1及图2，本实施例提供一种转接设备100的示意图，该转接设备100主要可以包括机笼110及底板120。机笼110的可以为一端开口的结构，形成一个容置腔体，底板120可以设置于机笼110的容置腔体内，并朝向机笼110的开口。

请参照图3，底板120可以为印刷线路板(Printed Circuit Board，PCB)，底板120上可以设置有多组总线126，例如，多组总线126可以包括多组信号总线和多组供电总线等，多组总线可以大致平行地分布在底板120上。

底板120还可以设置有多个第一插接单元121，每个第一插接单元121可以包括多个插槽122，多个插槽122中的每个插槽122与多组信号总线以及多组供电总线1262中的任意一个电连接，与同一总线连接的插槽122相互电性连通。

请参照图4，本实施例还提供与转接设备100配套使用的至少一种类型接口板200，接口板200可以包括用于与测试平台连接的至少一种类型的测试平台转接板及用于与被测系统连接的至少一种类型的被测系统适配板。接口板200和转接设备100共同形成转接系统10。

请参照图5，接口板200可以为PCB板，接口板200相对的两端分别设置有第二插接单元210和外连端口220，第二插接单元210、外连端口220及转换电路230，第二插接单元210用于与第一插接单元121电性连接，外连端口220与从其他设备电连接。第二插接单元210与外连端口220之间通过转换电路230连接，转换电路230用于实现所述外连端口220与所述多组总线126之间的信号或电能转换。

接口板200可以从机笼110的开口处插入机笼110，使第二插接单元210与第一插接单元121连接。第二插接单元210可以包括多个插针，第二插接单元210的插针插入第一插接单元121的插槽122时，转换电路230上与不同插针对应的电路部分挂接至相应的总线上。

本实施例中，转接设备100的信号总线可以包括用于实现不同接口板200之间的模拟信号共享的模拟信号总线、用于实现不同接口板200之间的数字信号共享的数字信号总线、用于实现时钟同步信号共享的时钟同步信号总线及用于与上位机进行过通信的上位机通信总线等。

被测系统或者测试平台可以通过各种信号线缆与外连端口220中的信号端口连接，通过信号端口将数字信号或模拟信号发送至接口板200或从接口板200获取信号。转换电路230可以将从外连端口220接收到的信号转换后通过第二插接单元210发送至相应的总线上，或将通过第二插接单元210从总线上获取的信号转化后通过外连端口220发送给被测系统或测试平台。

由于挂接至同一信号总线上的接口板200可以共享信号总线上的信号。通过与测试平台转接板相连，测试平台的一个测试模块可以向一个测试平台转接板输出测试信号，与其他测试平台转接板连接的测试模块或与不同被测系统适配板连接的被测系统均可以通过信号总线获得该测试信号。如此，在不需要改变测试平台自身接口的情况下，不需要复杂的接线处理即信号资源的公用。

在本实施例中，转接设备100的供电总线可以包括多组组合电源总线及系统电源总线。系统电源总线用于为测试平台提供电源，多组用于输送不同电压等级电能(如±5V、±6.3V、±12.6V、±27V等)的组合电源总线用于为不同的被测系统提供电能。

被测系统或者测试平台还可以通过各种电源线缆与测试平台转接板连接的电源端口连接，已从电源端口获取电能或将电能输送至电源端口。转换电路230可以将从供电总线上获取的电能通过电源端口输送给测试平台或被测系统，或将从电源端口获取到的电能输送至电源总线。不同类型的测试平台转接板可以用于将不同的一个或多个供电总线提供的电能转化输出到电源端口。

在一个例子中，转接设备100自身可以包括用于进行电压等级转换的电压转换电路230，该电压转换电路230可以将外部输入的电能转化为测试平台或被测系统需要的电压等级后输送到供电总线上。在另一个例子中，接口板200中可以包括专门用于提供电能的供电板，该供电板可以与外部电能输入连接，通过该供电板将外部输入的电能转化为测试平台或被测系统需要的电压等级后输送到供电总线上。其中，通常转接设备100或供电板需要在向系统电源总线提供电能的功能正常的情况下才向组合电源总线提供电能。

不同的测试平台或被测系统需要工作电压可能不同，通过选择不同的接口板200可以从不同的供电总线获取相应的电压等级的电能。如此，可以通过更换接口板200实现为测试平台或被测系统提供多样化的电能供应，不需要额外的电能转换设备。

相较于数字信号，模拟信号更容易受到电磁干扰。可选地，在本实施例中，为了尽量减少供电总线对模拟信号总线产生的影响，当多组总线126平行设置时，模拟信号总线与供电总线之间的距离大于数字信号总线与模拟信号总线之间的距离。例如，请参照图6，数字信号总线、时钟同步信号总线、上位机通信总线设置于所述模拟信号总线与所述供电总线之间

进一步地，在本实施例中，由于电压越高产生的电磁场越大，为了尽可能地减少供电总线对模拟信号总线的，可选地，在本实施例中，多个组合电源总线中，输送电能的电压等级较高的组合电源总线与模拟信号总线之间的距离大于输送电能的电压等级较低的组合电源总线与模拟信号总线之间的距离。

在本实施例中，模拟信号总线为多组，分别用于传输不同频率模拟信号。对于不同频率的模拟信号，低频模拟信号相较于高频模拟信号更容易受到供电总线的干扰，因此，在本实例中，可以将模拟信号总线布置为传输信号频率较低的模拟信号总线与供电总线之间的距离大于传输信号频率较高的模拟信号总线与供电总线之间的距离。

可选地，在本实施例中，可以在模拟信号总线上覆盖屏蔽结构，该屏蔽结构可以为覆盖模拟信号总线并接地的屏蔽罩或屏蔽网。

可选地，请参照图7，在本实施例中，还可以在与模拟信号总线连接的多个插槽122覆盖有屏蔽结构，该屏蔽结构可以为接地的金属敷层123。

可选地，请参照图8，在本实施例中，底板120可以为多层PCB板，包括多个走线层。模拟信号总线1261与供电总线1262可以位于不同的走线层，模拟信号总线1261所在的走线层与供电总线1262所在的走线层之间包括至少一个屏蔽层128。如此，由供电总线1262的产生的电磁干扰可以被屏蔽层128所屏蔽，从而不会影响到模拟信号总线1261上的信号传输。

可选地，在本实施例中，模拟信号总线可能包括多组，为了防止不同模拟信号总线之间(特别是传输信号频率相近的模拟信号总线之间)的相互干扰，在本实施例中底板120可以为多层PCB板，包括多个走线层。多组不同的模拟信号总线分别设置于不同的走线层，不同走线层之间设置有屏蔽层。

可选地，在本实施例中，第一插接单元121与供电总线连接插槽122设置有过流保护组件。该过流保护组件可以为保险丝、熔断器等，以防止在测试平台转接板短路时在供电总线上引起大电流冲其他测试平台转接板造成冲击。

可选地，在本实施例中，机笼110上可以设置有用于引导测试平台转接板插入第一插接单元121的导轨，以使测试平台转接板可以从正确的位置与第一插接单元121连接。机笼110上还可设置有用于固定所述测试平台转接板的固定组件，以保证测试平台转接板在使用过程中与第一插接单元121稳定连接。

可选地，在本实施例中，底板120上的时钟同步信号总线还可以与信号增幅电路连接，信号增幅电电路用于增强所述时钟同步信号总线上的信号强度。

可选地，在本实施例中，接口板200还可以包括用于产生测试所需的各类模拟信号(如24MHz中频信号)的信号产生及处理板。

测试平台不同的测试模块采用的接口类型、接口数量不同，并且提供或需求的信号种类及数量繁多。在本实施例中，提供了多种类型的测试平台转接板，针对不同的测试模块，可以选用相应的测试平台转接板进行信号转换。以测试平台为美国国家仪器(National Instruments，NI)公司的PXI测试平台为例，NI PXI平台可以包括可以选用的测试平台转接板如下表所示。

请参照图9，图9示出了对于一种NI PXI测试平台的模块组合与本实施例提供的转接设备100的连接关系示意图。其中，信号产生及处理板用于产生测试所用的模拟信号。测试平台转接板B可以向底板120输出时钟和同步信号，统一的时钟和同步信号有利于多个被测系统适配板的同步工作和信号检测工作；测试平台转接板B还可以提供上位机与上位机通信总线之间的信号连接，使主控计算机(NI PXI8106)作为上位机可以通过上位机通信总线经转接系统10内的其它测试平台转接板、被测系统适配板等控制各外接设备的工作状态，监测和提取各外接设备的信息等。测试平台转接板E用于将多路数字信号总线与逻辑分析仪(NI PXI6541)相连，通过数字信号总线都可以对被测系统的输入、输出信号进行观察和检测，分析被测系统的工作状态。测试平台转接板A可以将模拟信号总线1261上的信号送至示波器(NI PXI5124)进行观测。

被测系统通常是多种电子组件或电子设备的组合，不同组合需求或提供的信号类型和数量也各不相同，需要按照不同的信号特性(中频模拟信号和数字信号)来设计不同的被测系统适配板，被测系统适配板通常需要满足以下功能：

(1)根据被测系统需求有选择地将底板120上的电源、数字信号、时钟同步等信号资源集中起来，转换成被测系统需求的线缆接口形式提供给被测系统，从而减小适配电缆的复杂度和电缆的数量。

(2)对信号进行电平转换，以满足被测系统工作需要，例如增加输出驱动和短路保护等功能，防止由于短路造成设备损坏。

(3)在被测系统适配板上设置得工作状态控制电路，产生被测系统工作所需的一些固定信号和状态量，以减少对测试平台的依赖，降低测试平台的资源占用及检测软件的设计、使用复杂度。

请参照图8，被测系统适配板的大致电路设计采用CPU芯片+FPGA芯片的形式，其中，CPU芯片负责与主控计算机进行通讯，接收主控计算机的控制指令，控制插件的工作状态。FPGA芯片根据控制指令产生和控制被测系统工作所需的各类时序状态信号，经信号驱动电路输出以激励被测系统工作。被测系统工作所需的电源经转接系统10的底板120到高密度连接器进入被测系统适配板，被测系统适配板对获得电能进行监测，电能与激励信号从输出接口以被测系统需求的形式输入到被测系统。从被测系统输出的信号经电缆送被测系统适配板后，由FPGA内部电路进行采集和检测，并将检测结果经CPU芯片送至上位计算机，被测系统输出信号也可经数据接口送至逻辑分析仪进行观察。

综上所述，本申请实施例提供了一种转接设备及转接系统，通过底板上设置的总线使插入机笼的不同测试平台转接板可以互联，共享总线信号，从而可以根据不同的实际需求选择不同的测试平台转接板组成转接系统，使测试平台可以进行更多样化的测试，并且可使被测系统和测试平台之间的连接更加方便。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本申请的各种实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。