CN103491458B - 支持OpenVPX标准的无配线通信模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种支持OpenVPX标准的无配线通信模块，包括：背板、外部接口连接器以及设置于所述背板和所述外部接口连接器之间的转接板；所述背板与所述转接板之间通过装设于所述转接板上的板间连接器连接；所述外部接口连接器与所述转接板之间通过焊针连接。本发明使背板和外部接口连接器之间通过转接板和板间连接器连接，并在转接板上布置电路，从而实现背板与外部接口连接器之间的信号传输，以取代背板与外部接口连接器之间的配线，充分节约设备的可用空间，精简设备的尺寸，从而可以实现设备的小型化、精简化。
Description
技术领域
本发明涉及电子通信设备技术领域，尤其涉及一种支持OpenVPX标准的无配线通信模块。
背景技术
现有技术中，电子通信模块一般包括背板、子板和外部接口连接器，其中，外部接口连接器与外部接口连接，以实现与外部电子通信设备连接；背板作为母板，负责将信号输出到外部接口和接收外部接口输入的信号；子板均连接于背板的一个板面上。背板上远离子板的一侧设置有背板连接器，背板连接器与外部接口连接器之间通过配线连接，以实现背板到外部接口之间的信号传输。
目前，配线技术被广泛地应用于各个领域的电子通信设备中。随着电子通信设备中的接口信号增多、设备尺寸精简，导致配线线束拥挤、交错复杂，设备的配线遇到越来越多的技术问题。大量的配线在减少设备的可用空间的同时，阻碍设备向小型化、精简化发展。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种支持OpenVPX标准的无配线通信模块，以解决上述问题。
为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：
一种支持OpenVPX标准的无配线通信模块，包括：背板、外部接口连接器以及设置于所述背板和所述外部接口连接器之间的转接板；
所述背板与所述转接板之间通过装设于所述转接板上的板间连接器连接；
所述外部接口连接器与所述转接板之间通过焊针连接。
优选地，所述转接板为一块。
优选地，所述转接板为多块；
所述背板与所有所述转接板中最靠近所述背板的一块以及所述转接板之间均通过板间连接器连接；
所述外部接口连接器与所有所述转接板中最靠近所述外部接口连接器的一块通过焊针连接。
优选地，所述背板和所述转接板之间还连接有导销和导套；
所述导销的一端设有第一销轴，其另一端和所述背板相连接；
所述导套的一端设有第一套孔，其另一端和所述转接板相连接；
所述第一销轴和所述第一套孔插接。
优选地，所述背板和所述转接板之间还连接有导销和导套；
所述导销的一端设有第一销轴，其另一端和所述转接板相连接；
所述导套的一端设有第一套孔，其另一端和所述背板相连接；
所述第一销轴和所述第一套孔插接。
优选地，所述背板和所述转接板之间还连接有导销、导套和连接件；
所述导销的一端设有第一销轴，其另一端和所述背板相连接；
所述导套的一端设有第一套孔，其另一端和所述转接板相连接；
所述连接件穿过所有所述转接板中除去最靠近所述背板的一块和最靠近所述外部接口连接器的一块之外的其余所述转接板，并与其余所述转接板均固定连接；
所述连接件的一端设有第二销轴，其另一端设有第二套孔；
所述第一销轴和所述第二套孔插接，所述第二销轴和所述第一套孔插接。
优选地，所述背板和所述转接板之间还连接有导销、导套和连接件；
所述导销的一端设有第一销轴，其另一端和所述转接板相连接；
所述导套的一端设有第一套孔，其另一端和所述背板相连接；
所述连接件穿过所有所述转接板中除去最靠近所述背板的一块和最靠近所述外部接口连接器的一块之外的其余所述转接板，并与其余所述转接板均固定连接；
所述连接件的一端设有第二销轴，其另一端设有第二套孔；
所述第一销轴和所述第二套孔插接，所述第二销轴和所述第一套孔插接。
优选地，本发明实施例的无配线通信模块还包括：子板；
所述子板和所述背板通过装设于所述背板上的背板连接器相连接。
优选地，所述背板沿垂直于所述背板的板面方向设置有子板定位导销。
优选地，所述背板连接器上设置有探针，所述子板与所述探针插接。
优选地，所述板间连接器与所述转接板之间为直插焊接；
所述板间连接器与所述背板之间为表贴连接。
优选地，位于所述转接板和所述背板之间的所述板间连接器与所述转接板之间为直插焊接，与所述背板之间为表贴连接；
位于所述转接板之间的每个所述板间连接器的一端与所述转接板之间为直插焊接，另一端与所述转接板之间为表贴连接。
优选地，所述导销与所述背板之间通过螺母固定连接，所述导套与所述转接板之间通过螺母固定连接。
优选地，所述导销与所述转接板之间通过螺母固定连接，所述导套与所述背板之间通过螺母固定连接。
优选地，所述导销与所述背板之间通过螺母固定连接，所述导套与所述转接板之间通过螺母固定连接。
优选地，所述导销与所述转接板之间通过螺母固定连接，所述导套与所述背板之间通过螺母固定连接。
优选地，所述子板、所述背板和所述转接板平行设置。
本发明的有益效果为，使背板和外部接口连接器之间通过转接板和板间连接器连接，并在转接板上布置电路，从而实现背板与外部接口连接器之间的信号传输，以取代背板与外部接口连接器之间的配线，充分节约设备的可用空间，精简设备的尺寸，从而可以实现设备的小型化、精简化。
除此之外，复杂的配线工艺无法实现设备质量的一致性，同时给设备的维修带来了困难；而且，大量的线束拥挤，也会产生信号的干扰、损耗、衰减等问题。通过设置板间连接器和转接板的方式来替代配线技术，不仅可以避免线束拥挤产生的信号干扰、衰减等问题，而且保证信号传输的高可靠性，达到设备质量的一致性。
1、子板定位导销可以起到定位及导向的作用，避免子板插接于背板上时，由于用力方向不对或子板上的接口与探针没有对齐，而导致子板或探针损坏。
2、转接板与背板之间的板间连接器采用表贴方式，可以提供充分的管脚资源，同时充分节约设备空间，加大了PCB可布置的空间。
3、导套和导销的设置对板间连接器的插接起到定位及导向的作用。在只有一块转接板时，导套和导销分别固定于背板和转接板上，在插接板间连接器时，只需将导销与导套相插接即可，实现可盲插，从而提高板间连接器的可靠性。
4、在有多块转接板时，导套、导销和连接件的设置对板间连接器的插接起到定位及导向的作用。导套和导销分别固定于背板和最靠近外部接口连接器的一块转接板上，连接件与其余转接板固定连接。在插接板间连接器时，只需将导销与导套分别与连接件相插接即可，实现可盲插，从而提高板间连接器的可靠性。
5、板间连接器采用表贴板间连接器，可以实现多层转接板的叠加，从而实现更多的功能，如增加一些功能板、对信号进行前期直接处理等。
附图说明
图1为本发明实施例一的支持OpenVPX标准的无配线通信模块结构示意图；
图2为本发明实施例二的支持OpenVPX标准的无配线通信模块结构示意图；
图3a为本发明实施例一及实施例二中的导销结构示意图；
图3b为本发明实施例一及实施例二中的导套结构示意图;
图4为本发明实施例二的连接件结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过具体实施例并参见附图，对本发明进行详细说明。
实施例一
本发明实施例一为一块转接板4的支持OpenVPX标准的无配线通信模块，其结构示意图如图1所示，包括：背板2、外部接口连接器6以及设置于背板2和外部接口连接器6之间的转接板4，背板2与转接板4之间通过装设于转接板4上的板间连接器3连接；外部接口连接器6与转接板4之间通过焊针连接。
本实施例中的无配线通信模块，使背板2和外部接口连接器6之间通过转接板4和板间连接器3连接，并在转接板4上布置电路，从而实现背板2与外部接口连接器6之间的信号传输，以取代背板2与外部接口连接器6之间的配线，充分节约设备的可用空间，精简设备的尺寸，从而可以实现设备的小型化、精简化。
同时，大量的点对点的配线，增加工艺复杂性、降低设备可靠性，而且增加成本的估算；复杂的配线工艺无法实现设备质量的一致性，同时给设备的维修带来了困难；而且，大量的线束拥挤，也会产生信号的干扰、损耗、衰减等问题。通过设置板间连接器3和转接板4的方式来替代配线技术，集成layout高质量布线及信号处理方式，不仅可以解决线束拥挤产生的高速、差分、射频等信号传输的损耗、衰减、干扰等问题，而且保证信号传输的高可靠性，达到设备质量的一致性。
本实施例中，无配线通信模块还包括：子板1。子板1、背板2、转接板4和外部接口连接器6依次设置，且子板1、背板2、转接板4互相平行。
其中，所述子板1与背板2的一个板面连接。其连接方式有多种，如直插焊接、配线连接等，本实施例中，背板2的一个板面上设置有背板连接器10，背板连接器10上设置有探针，子板1通过设置于其上的接口与探针插接，从而实现与背板2的连接。此种插接方式拆卸方便，而且便于检修。
另外，如图1所示，背板2沿垂直于所述背板2的板面方向设置有子板定位导销11，可以起到定位及导向的作用，避免子板1插接于背板2上时，由于用力方向不对或子板1上的接口与探针没有对齐，而导致子板1或探针损坏。
本实施例中，板间连接器3与转接板4通过探针插接，板间连接器3与背板2表贴连接。转接板4与背板2之间的板间连接器3采用表贴方式，可以提供充分的管脚资源，同时充分节约设备空间，加大了PCB可布置的空间。
参见图1、图3a和图3b，背板2和转接板4之间除去板间连接器3之外，还连接有定位防护件5。针对本实施例中只有一层转接板4的结构，定位防护件5包括导销52和导套51，如图3a和图3b所示；导销52的一端设有第一销轴502，导套51的一端设有第一套孔501；第一销轴502和第一套孔501插接。此结构拆卸方便。
实际使用时，可以采用导销52远离第一销轴502的一端与背板2连接，导套51远离第一套孔501的一端与转接板4相连接的方式；也可以采用导销52远离第一销轴502的一端与转接板4连接，导套51远离第一套孔501的一端与背板2相连接的方式。本实施例中，导销52与背板2连接，导套51与转接板4连接。
导销52与背板2、导套51与转接板4的连接方式有多种，包括焊接、插接、螺母连接等，本实施例中采用螺母连接，拆卸方便且节省成本。
定位防护件5的设置对板间连接器3的插接起到定位及导向的作用，导套51和导销52分别固定于转接板4和背板2上，在插接板间连接器3时，只需将导销52与导套51相插接即可，可实现盲插，从而提高板间连接器3的可靠性。
为了保证信号的高质量传输，本实施例在转接板4上集成了高质量布线及信号处理方式。外部接口连接器6与转接板4之间通过焊针焊接，这样可以直接在转接板4上对信号进行处理，使总的信号传输线路尽可能短；而且可以实现高电压、大电流信号与低电压、小电流的弱信号完全分开；模拟信号与数字信号分开；高频信号与低频信号分开；进行底层隔离、阻抗的匹配等等，实现高可靠连接。
本实施例中的无配线通信模块可用于多种通信设备中，例如基于OpenVPX标准的高可靠通用计算机通信。
OpenVPX总线是VME技术的自然进化，它采用高速串行总线替代并行总线是其最主要变化。OpenVPX采用RapidIO和Advanced Switching Interconnect等现代工业标准的串行交换结构，来支持更高的背板带宽。这些高速串行交换可以提供每个差分对250MBytes/sec的数据传输率。如果4个信道最高可达1GBytes/sec的理论速率。OpenVPX的核心交换提供32个差分对，组成4个4信道端口，每个信道都是双向的（一发送差分对，一接收差分）。OpenVPX模块的理论合计带宽为8GB/sec。
OpenVPX连接器的传输速率在最高6.25Gb/sec下，串扰小于3%。
OpenVPX总线接口的这些特性使得高频率和高带宽传输得以实现，这为实现计算机系统复杂的计算处理提供了前提。
实施例二
本发明实施例二为两块转接板4的支持OpenVPX标准的无配线通信模块，其结构示意图如图2所示，包括：背板2、外部接口连接器6以及设置于背板2和外部接口连接器6之间的转接板4，背板2与转接板4之间通过装设于转接板4上的板间连接器3连接；外部接口连接器6与转接板4之间通过焊针连接。
本实施例中的无配线通信模块，使背板2和外部接口连接器6之间通过转接板4和板间连接器3连接，并在转接板4上布置电路，从而实现背板2与外部接口连接器6之间的信号传输，以取代背板2与外部接口连接器6之间的配线，充分节约设备的可用空间，精简设备的尺寸，从而可以实现设备的小型化、精简化。
同时，大量的点对点的配线，增加工艺复杂性、降低设备可靠性，而且增加成本的估算；复杂的配线工艺无法实现设备质量的一致性，同时给设备的维修带来了困难；而且，大量的线束拥挤，也会产生信号的干扰、损耗、衰减等问题。通过设置板间连接器3和转接板4的方式来替代配线技术，集成layout高质量布线及信号处理方式，不仅可以解决线束拥挤产生的高速、差分、射频等信号传输的损耗、衰减、干扰等问题，而且保证信号传输的高可靠性，达到设备质量的一致性。
本实施例中，无配线通信模块还包括：子板1。子板1、背板2、转接板4和外部接口连接器6依次设置，且子板1、背板2、转接板4互相平行。
其中，子板1与背板2的一个板面连接。其连接方式有多种，如直插焊接、配线连接等，本实施例中，背板2的一个板面上设置有背板连接器10，背板连接器10上设置有探针，子板1通过设置于其上的接口与探针插接，从而实现与背板2的连接。此种插接方式拆卸方便，而且便于检修。
另外，如图2所示，背板2沿垂直于所述背板2的板面方向设置有子板定位导销11，可以起到定位及导向的作用，避免子板1插接于背板2上时，由于用力方向不对或子板1上的接口与探针没有对齐，而导致子板1或探针损坏。
参见图2、图3a、图3b和图4，背板2和转接板4之间以及转接板4之间连接有定位防护件5。针对多层转接板的结构（本实施例中有两块转接板4），定位防护件5包括导销52、导套51和连接件53，分别如图3a、图3b和图4所示。导销52的一端设有第一销轴502，导套51的一端设有第一套孔501。连接件53的一端为第二销轴504，另一端为第二套孔503；第二销轴504与第一套孔501插接，第二套孔503与第一销轴502插接。此结构拆卸方便。
实际使用时，可以采用导销52远离第一销轴502的一端与背板2连接，导套51远离第一套孔501的一端与最靠近外部接口连接器6的一块转接板4相连接的方式；也可以采用导销52远离第一销轴502的一端与最靠近外部接口连接器6的一块转接板4连接，导套51远离第一套孔501的一端与背板2相连接的方式。本实施例中，导销52与背板2连接，导套51与最靠近外部接口连接器6的一块转接板4连接。
连接件53穿过除去最靠近外部接口连接器6的一块转接板4的其余转接板4，并与转接板4均固定连接。
其中，导销52与背板2、导套51与转接板4的连接方式有多种，包括焊接、插接、螺母连接等，本实施例中采用螺母连接，拆卸方便且节省成本。
连接件53与转接板4之间的连接方式有多种，包括焊接、插接、螺母连接等，本实施例中采用螺母连接，拆卸方便且节省成本。
定位防护件5的设置对板间连接器3的插接起到定位及导向的作用。在插接板间连接器3时，分别将导销52与导套51与连接件53相插接，可实现盲插，从而提高板间连接器3的可靠性。板间连接器3采用表贴板间连接器，可以实现多层转接板4的叠加，从而实现更多的功能，如增加一些功能板、对信号进行前期直接处理等。
本实施例中，转接板4和背板2之间的板间连接器3与转接板4之间为直插焊接，与背板2之间为表贴连接；位于转接板4之间的每个板间连接器3的一端与转接板4之间为直插焊接，另一端与转接板4之间为表贴连接。
为了保证信号的高质量传输，本实施例在转接板4上集成了高质量布线及信号处理方式。外部接口连接器6与转接板4之间通过焊针焊接，这样可以直接在转接板4上对信号进行处理，使总的信号传输线路尽可能短；而且可以实现高电压、大电流信号与低电压、小电流的弱信号完全分开；模拟信号与数字信号分开；高频信号与低频信号分开；进行底层隔离、阻抗的匹配等等，实现高可靠连接。
本实施例中的无配线通信模块可用于多种通信设备中，例如基于OpenVPX标准的高可靠通用计算机通信。
OpenVPX总线是VME技术的自然进化，它采用高速串行总线替代并行总线是其最主要变化。OpenVPX采用RapidIO和Advanced Switching Interconnect等现代工业标准的串行交换结构，来支持更高的背板带宽。这些高速串行交换可以提供每个差分对250MBytes/sec的数据传输率。如果4个信道最高可达1GBytes/sec的理论速率。OpenVPX的核心交换提供32个差分对，组成4个4信道端口，每个信道都是双向的（一发送差分对，一接收差分）。OpenVPX模块的理论合计带宽为8GB/sec。
OpenVPX连接器的传输速率在最高6.25Gb/sec下，串扰小于3%。
OpenVPX总线接口的这些特性使得高频率和高带宽传输得以实现，这为实现计算机系统复杂的计算处理提供了前提。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (17)
1.一种支持OpenVPX标准的无配线通信模块，其特征在于，包括：背板、外部接口连接器以及设置于所述背板和所述外部接口连接器之间的转接板；
所述背板与所述转接板之间通过装设于所述转接板上的板间连接器连接；
所述外部接口连接器与所述转接板之间通过焊针连接；
所述转接板上布置有电路，以实现背板与外部接口连接器之间的信号传输。
2.根据权利要求1所述的支持OpenVPX标准的无配线通信模块，其特征在于，所述转接板为一块。
3.根据权利要求1所述的支持OpenVPX标准的无配线通信模块，其特征在于，所述转接板为多块；
所述背板与所有所述转接板中最靠近所述背板的一块以及所述转接板之间均通过板间连接器连接；
所述外部接口连接器与所有所述转接板中最靠近所述外部接口连接器的一块通过焊针连接。
4.根据权利要求2所述的支持OpenVPX标准的无配线通信模块，其特征在于，所述背板和所述转接板之间还连接有导销和导套；
所述导销的一端设有第一销轴，其另一端和所述背板相连接；
所述导套的一端设有第一套孔，其另一端和所述转接板相连接；
所述第一销轴和所述第一套孔插接。
5.根据权利要求2所述的支持OpenVPX标准的无配线通信模块，其特征在于，所述背板和所述转接板之间还连接有导销和导套；
所述导销的一端设有第一销轴，其另一端和所述转接板相连接；
所述导套的一端设有第一套孔，其另一端和所述背板相连接；
所述第一销轴和所述第一套孔插接。
6.根据权利要求3所述的支持OpenVPX标准的无配线通信模块，其特征在于，所述背板和所述转接板之间还连接有导销、导套和连接件；
所述导销的一端设有第一销轴，其另一端和所述背板相连接；
所述导套的一端设有第一套孔，其另一端和所述转接板相连接；
所述连接件穿过所有所述转接板中除去最靠近所述外部接口连接器的一块之外的其余所述转接板，并与其余所述转接板均固定连接；
所述连接件的一端设有第二销轴，其另一端设有第二套孔；
所述第一销轴和所述第二套孔插接，所述第二销轴和所述第一套孔插接。
7.根据权利要求3所述的支持OpenVPX标准的无配线通信模块，其特征在于，所述背板和所述转接板之间还连接有导销、导套和连接件；
所述导销的一端设有第一销轴，其另一端和所述转接板相连接；
所述导套的一端设有第一套孔，其另一端和所述背板相连接；
所述连接件穿过所有所述转接板中除去最靠近所述外部接口连接器的一块之外的其余所述转接板，并与其余所述转接板均固定连接；
所述连接件的一端设有第二销轴，其另一端设有第二套孔；
所述第一销轴和所述第二套孔插接，所述第二销轴和所述第一套孔插接。
8.根据权利要求1所述的支持OpenVPX标准的无配线通信模块，其特征在于，还包括：子板；
所述子板和所述背板通过装设于所述背板上的背板连接器相连接。
9.根据权利要求8所述的支持OpenVPX标准的无配线通信模块，其特征在于，所述背板沿垂直于所述背板的板面方向设置有子板定位导销。
10.根据权利要求8所述的支持OpenVPX标准的无配线通信模块，其特征在于，所述背板连接器上设置有探针，所述子板与所述探针插接。
11.根据权利要求2所述的支持OpenVPX标准的无配线通信模块，其特征在于，所述板间连接器与所述转接板之间为直插焊接；
所述板间连接器与所述背板之间为表贴连接。
12.根据权利要求3所述的支持OpenVPX标准的无配线通信模块，其特征在于，位于所述转接板和所述背板之间的所述板间连接器与所述转接板之间为直插焊接，与所述背板之间为表贴连接；
位于所述转接板之间的每个所述板间连接器的一端与所述转接板之间为直插焊接，另一端与所述转接板之间为表贴连接。
13.根据权利要求4所述的支持OpenVPX标准的无配线通信模块，其特征在于，所述导销与所述背板之间通过螺母固定连接，所述导套与所述转接板之间通过螺母固定连接。
14.根据权利要求5所述的支持OpenVPX标准的无配线通信模块，其特征在于，所述导销与所述转接板之间通过螺母固定连接，所述导套与所述背板之间通过螺母固定连接。
15.根据权利要求6所述的支持OpenVPX标准的无配线通信模块，其特征在于，所述导销与所述背板之间通过螺母固定连接，所述导套与所述转接板之间通过螺母固定连接。
16.根据权利要求7所述的支持OpenVPX标准的无配线通信模块，其特征在于，所述导销与所述转接板之间通过螺母固定连接，所述导套与所述背板之间通过螺母固定连接。
17.根据权利要求8所述的支持OpenVPX标准的无配线通信模块，其特征在于，所述子板、所述背板和所述转接板平行设置。
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