[发明专利]一种基于Compact PCI总线的信号采集板卡

说明书

技术领域

本发明涉及机箱板卡，尤其是一种Compact PCI总线的采集板卡，应用于自动化采集测试系统中。 

背景技术

公知的Compact PCI总线的采集板卡大多采用单层印制电路板结构。由于现有CPCI总线板卡分为3U和6U两种结构标准，而3U板卡的面板的长×宽规定为110毫米×20毫米，与3U板卡面板垂直装配的单层印制电路板标准长×宽尺寸为160毫米×100毫米。随着电路功能增加，电路复杂程度相应提高，电路元件仍在一块印制电路板内放置会有困难，很多电路设计人员不得不分成多块单层的板卡。这样板卡数量增加使机箱数量过多，对系统内部结构带来复杂、成本提高、导致系统稳定性降低，易受干扰等现象。而且信号采集板卡无法将高精度、高速采样、高共模输入以及地线隔离等性能集于同一块板卡中，往往需要用户作前端信号处理和接口匹配，增加系统内部的电缆连接，在实际应用中受到较大的限制。 

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种基于Compact PCI总线的信号采集板卡，它能够将高精度、高速采样、高共模输入以及地线隔离四大性能完全融入到一块采集板卡中。减少系统内部的电缆连接，降低系统的复杂程度，提高可靠性和抗干扰能力。 

本发明的构思：根据板卡面板宽度尺寸20毫米及印制电路板长×宽尺寸为160毫米×100毫米的规定，设想一种结构，将现有分散放置 在多块单层板卡上的电路分层集合在一块板卡上，电路不变，分层放置。如果板卡面板宽度尺寸20毫米范围内将印制电路板分平行三层，每层印制电路板尺寸大小不一，层与层之间用接插件连接。这样能够克服电路分散放置在多块单层板卡上存在的缺陷，能紧凑结构，提高系统性能。 

为解决上述技术问题，本发明是通过以下的技术方案实现的，一种基于Compact PCI总线的信号采集板卡，包括尺寸限定的板卡面板，其结构要点是在一块尺寸限定的板卡面板上设有三层印制电路板，分别为一层协议载板、一层信号调理板、一层信号采集板；协议载板与板卡面板垂直相连接；信号采集板设于协议载板上方，通过三件接插件与协议载板相连接；信号调理板设于信号采集板下方，通过二件接插件与信号采集板相连接。 

所述的协议载板设有总线协议转换电路、FPGA配置电路、时钟驱动电路、电源管理电路；信号调理板上设有高共模差分单端信号转换电路、滤波电路；信号采集板上设有输入阻抗匹配电路、八阶有源低通滤波器电路、缓冲电路、高速模数转换电路、高精度基准生成电路、数字信号隔离电路、掉电存储电路。协议转换电路进行CPCI总线的协议解析，将复杂的CPCI总线协议转换成透明的本地总线，实现与FPGA的数据通讯功能；FPGA连到板对板接插件上，用于信号采集板的信号传输；信号采集板将外部的模拟信号转换为数字信号后传输到FPGA；信号调理板实现降低外部信号共模电压以及将电流转换为电压信号的功能。 

所述的协议载板与信号采集板上下之间的间距不大于10毫米，信号调理板与信号采集板上下之间间距不大于6.5毫米。使三层总高在板卡面板宽度限定范围内。 

本发明采用在一块尺寸限定的板卡面板上设有三层印制电路板，与现有技术相比，其优点和有益效果是： 

1)在一块20毫米宽的板卡面板上装有三层长×宽不大于160毫米× 100毫米印制电路板。不但节省了机箱和卡板的数量、降低了成本，提高了系统质量和精度。 

2)能将高精度、高速采样、高共模输入以及地线隔离等四大性能完全融入到一块采集板卡中，提高了电性能。 

3)减少了系统内部的电缆连接，降低了系统的复杂程度，提高电路可靠性和抗干扰能力。 

附图说明

以下将结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 

图1是本发明Compact PCI总线信号采集板卡的结构示意图； 

图2是图1的俯视图。 

图中： 

1.协议载板、2.信号调理板、3.信号采集板、4.接插件(用于连接信号调理板与信号采集板)、5.接插件(用于连接信号协议载板与信号采集板)。 

具体实施方式