CN103648250A - 一种飞行参数采集器机箱布线方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于航空电子技术领域，特别是涉及到一种飞行参数采集器机箱布线方法。本方法在对信号进行分类的基础上，对航空连接器进行定义，并对刚性印制板和挠性印制板进行分层。本方法能够较好地解决产品交直流信号、低速数字信号、高速数字信号混用的兼容性问题，减少了信号间的相互干扰，保证了高速数字信号的差分设计要求和阻抗连续性要求。装配产品时不需要考虑如何将各种类型的线捆绑成束，如何走线的问题，直接将刚挠性印制板的两端分别与航空连接器和母板上的插座对接上即可，节省了机箱内的空间，减少了机箱的重量。
Description
技术领域
本发明属于航空电子技术领域，特别是涉及到一种飞行参数采集器机箱布线方法。
背景技术
为满足机载设备可靠性、维修性的要求，一般机载电子设备，特别是飞行参数采集器，都采用分区设计和模块化设计相结合的方式。通常在飞行参数采集器内部设计一块母板（类似于电脑的主板），在母板上分了两个区：接线区和板卡区，母板作为桥梁首先是将与外部连接的输入、输出信号线通过产品面板航空连接器接到母板接线区，再通过母板内部印制板走线将信号传输到各功能板卡上（送板卡区）。此种方式实现了产品的可靠性、维修性及扩展性的目的，且原理简单可靠。
此种电路结构的薄弱环节在其接线区。目前国内二代、三代飞机上配装的飞行参数采集器接口相对较少，设备采集接口有模拟量、开关量、频率量等交直流信号，有RS422A、ARINC429等低速数字信号，信号种类少、数量少，对差分和阻抗无要求或要求不高，产品也能正常工作无任何影响。
随着机载航电技术的不断发展，各种高速总线信号得以广泛应用，并与普通交直流信号、低速总线信号混合在一起使用的情况较普遍。以航电系统具有代表性的飞行参数采集器为例，其与机上多系统进行交联，互联的信号种类多。有模拟量、开关量、频率量、音频、视频等交直流信号，有RS422A、ARINC429等低速数字信号，有以太网总线、高清数字视频、1553B总线、1394b总线等高速数字信号。对于高速数字信号以太网总线输速率可达100Mbps、1394b总线传输速率可达800Mbps。为保证信号传输质量对高速数字信号传输线路要求是差分走线，不同的传输总线对传输线路有不同的阻抗要求，比如以太网传输阻抗要求100Ω、1394b信号传输阻抗要求110Ω。
因此，在面板航空连接器引出的信号线种类多、数量多的情况下，传统的走线非常困难，为保证产品接线的可靠及耐振动，需对各种信号类型的导线进行捆绑成束后焊接到接线区。此方式将不同信号类型的线都捆绑到了一起，高速信号与低速信号间易产生相互干扰，对高速信号的差分和阻抗要求得不到保证，影响信号的传输质量，且占用了机箱内大量的空间（见图2），增加了机箱的重量。
发明内容
发明目的：提供一种飞行参数采集器机箱布线方法，能够避免高速信号与低速信号间产生相互干扰，保证高速信号的差分和阻抗要求。
技术方案：一种飞行参数采集器机箱布线方法，包括以下步骤：
步骤一、对信号进行初步分类，将与飞行参数采集器相连的信号分成交流信号、直流信号、低速总线信号、高速总线信号四大类；
步骤二、对交流信号和直流信号按照电压值进行进一步分类，分别分成若干小类的电信号，对低速总线信号和高速总线信号按照速率进行进一步分类，分别分成若干小类的总线信号；
步骤三、根据分类情况，对航空连接器进行定义，使其与各小类的电信号和各小类的总线信号对应；
步骤四、根据分类情况，将航空连接器后端及母板连接端制作成刚性印制板，航空连接器后端与母板连接端的中间制作成挠性印制板，不同小类的信号在刚性印制板及挠性印制板上分层走线；
步骤五、将航空连接器后端连接到航空连接器上，将母板连接端通过微矩形连接器连接到母板上。
刚性印制板选用S1000-2型环氧玻璃阻燃覆箔板和S1000-2B型粘结片，外层铜箔厚35μm；挠性印制板材料选用牌号为AP9121的杜邦聚酰亚胺，内部铜导线厚度为35μm，中间挠性部分各层之间不粘合。
在刚性印制板和挠性印制板制作时用保护胶做平滑过渡处理，保护胶宽度不小于1.5mm。
对不同小类的高速总线信号可增加数字地屏蔽层。
有益效果：本方法能够较好地解决产品交直流信号、低速数字信号、高速数字信号混用的兼容性问题，减少了信号间的相互干扰，保证了高速数字信号的差分设计要求和阻抗连续性要求。装配产品时不需要考虑如何将各种类型的线捆绑成束，如何走线的问题，直接将刚挠性印制板的两端分别与航空连接器和母板上的插座对接上即可，节省了机箱内的空间，减少了机箱的重量。
附图说明
图1为飞行参数采集器电路结构功能框图；
图2为传统布线方法效果示意图；
图3为本发明布线方法效果示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细描述，请参阅图2至图3。
如图2所示，为传统布线方法效果示意图。在面板航空连接器引出的信号线种类多、数量多的情况下，传统的走线非常困难，一方面由于信号线总类繁多，数量庞大，在狭小的飞行参数采集器机箱内分别进行连接，非常容易出现连接错误的情况；另一方面，为保证产品接线的可靠及耐振动，经常需要对各种信号类型的导线进行捆绑成束处理，占用机箱体积，增加了机箱的重量，影响机箱的散热效果；此外，传统的布线方式将不同信号类型的线都捆绑到了一起，高速信号与低速信号间易产生相互干扰，交流信号容易对直流信号产生干扰，电信号对总线信号产生干扰，导致各种信号之间的互相干扰严重，高速信号的差分和阻抗要求得不到有效地保证，严重影响信号的传输质量。
实施例：如图3所示，为本发明布线方法效果示意图，一种飞行参数采集器机箱布线方法，包括以下步骤：
步骤一、对信号进行初步分类，将与飞行参数采集器相连的信号分成交流信号、直流信号、低速总线信号、高速总线信号四大类；对与飞行参数采集器相连信号的分析，目前主要存在以上四大类信号。低速总线信号和高速总线信号根据实际速率进行区分，本实施例中，以100Mbps为界区分低速总线信号和高速总线信号。
步骤二、对交流信号和直流信号按照电压值进行进一步分类，分别分成若干小类的电信号，对低速总线信号和高速总线信号按照速率进行进一步分类，分别分成若干小类的总线信号；本实施例中，对于交流信号，以电压值10V为界对交流信号及直流信号进行分类，以速率1Mbps为界对低速总线信号进行分类，以1Gbps为界对高速总线信号进行分类。分类情况如下：
步骤三、根据分类情况，对航空号连接器进行定义，使其与各小类的电信号和各小类的总线信号对应；根据实际情况，飞行参数采集器把交直流信号定义在一个航空连接器，再对该航空连接器进行分区定义，交流小信号、交流大信号、直流小信号、直流大信号定义在不同的分区；把数字信号定义在一个航空连接器，再对航空连接器进行分区定义，低速信号定义在一个分区，高速信号定义在一个分区。本实施例中，根据小类分类情况，对应地将航空连接器定义成8个分区。
步骤四、根据分类情况，将航空连接器后端及母板连接端制作成刚性印制板，航空连接器后端与母板连接端的中间制作成挠性印制板，不同小类的信号在刚性印制板及挠性印制板上分层走线；本实施例中，8小类信号在刚性印制板和挠性印制板上分别分为8层进行走线，对有差分要求的信号在印制板制作是要进行差分设计，对有阻抗要求的以太网信号需要进行100Ω阻抗设计，1394b信号信号需要进行110Ω阻抗设计等。
步骤五、将航空连接器后端刚性印制板连接到航空连接器上，将母板连接端通过微矩形连接器连接到母板上。
刚性印制板选用S1000-2型环氧玻璃阻燃覆箔板和S1000-2B型粘结片，外层铜箔厚35μm；挠性印制板材料选用牌号为AP9121的杜邦聚酰亚胺，内部铜导线厚度为35μm，中间挠性部分各层之间不粘合。
在刚性印制板和挠性印制板制作时用保护胶做平滑过渡处理，保护胶宽度不小于1.5mm。以保护刚性印制板和挠性印制板结合部位，在弯折时留有应力，不会折断挠性印制板制里的印制线。
对不同小类的高速总线信号可增加数字地屏蔽层，进一步防止信号层之间的干扰，起到更好的屏蔽作用。
本方法能够较好地解决产品交直流信号、低速数字信号、高速数字信号混用的兼容性问题，减少了信号间的相互干扰，保证了高速数字信号的差分设计要求和阻抗连续性要求。装配产品时不需要考虑如何将各种类型的线捆绑成束，如何走线的问题，直接将刚挠性印制板的两端分别与航空连接器和母板上的插座对接上即可，节省了机箱内的空间，减少了机箱的重量。
Claims (4)
1.一种飞行参数采集器机箱布线方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、对信号进行初步分类，将与飞行参数采集器相连的信号分成交流信号、直流信号、低速总线信号、高速总线信号四大类；
步骤二、对交流信号和直流信号按照电压值进行进一步分类，分别分成若干小类的电信号，对低速总线信号和高速总线信号按照速率进行进一步分类，分别分成若干小类的总线信号；
步骤三、根据分类情况，对航空连接器进行定义，使其与各小类的电信号和各小类的总线信号对应；
步骤四、根据分类情况，将航空连接器后端及母板连接端制作成刚性印制板，航空连接器后端与母板连接端的中间制作成挠性印制板，不同小类的信号在刚性印制板及挠性印制板上分层走线；
步骤五、将航空连接器后端连接到航空连接器上，将母板连接端通过微矩形连接器连接到母板上。
2.根据权利要求1所述的一种飞行参数采集器机箱布线方法，其特征在于，刚性印制板选用S1000-2型环氧玻璃阻燃覆箔板和S1000-2B型粘结片，外层铜箔厚35μm；挠性印制板材料选用牌号为AP9121的杜邦聚酰亚胺，内部铜导线厚度为35μm，中间挠性部分各层之间不粘合。
3.根据权利要求1所述的一种飞行参数采集器机箱布线方法，其特征在于，在刚性印制板和挠性印制板制作时用保护胶做平滑过渡处理，保护胶宽度不小于1.5mm。
4.根据权利要求1所述的一种飞行参数采集器机箱布线方法，其特征在于，对不同小类的高速总线信号可增加数字地屏蔽层。
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2013
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