CN105783611A - 一种基于vpx标准的弹载高速背板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于VPX标准的弹载高速背板，该背板包括具有信号层、电源层和平面层的PCB电路板；该PCB电路板上固定有用于提供外部电源系统的电源输入的第一电源连接器和第二电源连接器；该PCB电路板上还固定有多个模块槽位，各模块槽位之间的间距采用VPX标准的25.4mm，各模块槽位通过加固混装型电连接器与外部设备通信。本方案具有装配复杂度低、信号传输高速稳定、扩展升级简便、可靠度高、成本低等特点，适用于一体化、通用化和小型化设计的导弹。

Description

一种基于VPX标准的弹载高速背板

技术领域

本发明涉及导弹弹上设备，特别是涉及一种适用于轻小型化导弹的基于VPX标准的弹载高速背板。

背景技术

随着导弹研制过程的发展，高可靠、低成本、升级简便成为导弹研制新的挑战，为了适应导弹轻小型化设计的要求，需要将弹上设备通过整合、资源共享实现一个设备具备多个设备的电气功能，打破弹上设备的独立结构，用电路板或模块实现其原有功能，而导弹的信息交互则通过弹载背板实现。

传统的弹上设备通过弹上电缆网进行信息的传输，而电缆的传输性能受到接插件、导线等方面影响，更受到电缆制作工艺的制约，从而造成了电缆本身在尺寸重量和结构强度等方面的一系列问题。在导弹总装过程中，传统电缆的固有特性极大地影响了装配效率，增加了装配难度，并降低了导弹的可靠性。更为重要的是，随着微系统的发展，电缆网成为制约导弹微小型化设计的一大关键因素。同时，信号传输过程中为了减少电磁干扰的影响，电缆的屏蔽设计也需要进一步提高。普通电缆更是无法满足高速信号传输的速率要求。

因此，需要设计了一种基于VPX标准的弹载高速背板，以满足弹上复杂的力学特性，并保证系统的电磁兼容性要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于VPX标准的弹载高速背板，用以实现导弹设备模块间的无缆化弹上信息交互。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种基于VPX标准的弹载高速背板，该背板包括具有信号层、电源层和平面层的PCB电路板；

该PCB电路板上固定有用于提供外部电源系统的电源输入的第一电源连接器和第二电源连接器；

该PCB电路板上还固定有多个模块槽位，各模块槽位之间的间距采用VPX标准的25.4mm，各模块槽位通过加固混装型电连接器与外部设备通信。

优选的，所述多个模块槽位包括电源模块槽位、交换模块槽位、主控模块槽位、电气接口模块槽位、第一功能模块槽位、第二功能模块槽位、第三功能模块槽位、第四功能模块槽位、第五功能模块槽位和第六功能模块槽位；

所述第一电源连接器为电源模块槽位供电，所述第二电源连接器为第五功能模块槽位单独提供一路一次电源供电；

所有槽位均通过所述电源模块槽位上的电源模块进行二次供电。

优选的，所述加固混装型连接器的接口处均配有VPX标准规定的定位销。

优选的，该背板进一步包括设置在第一电源连接器和第二电源连接器与供电槽位之间的滤波电路。

优选的，每个模块槽位均设置一个地址选通电路和拨码开关。

优选的，所述主控模块槽位通过PMBus总线通讯电路对其他槽位进行电源管控。

优选的，所述第二功能模块槽位上设置有时钟电路。

优选的，所述第一功能模块槽位通过集成电路总线与第三功能槽位和主控模块进行信息通讯；

所述第六功能模块槽位通过485总线接口与主控模块槽位通信。

优选的，各模块之间是以交换模块槽位作为枢纽，采用星型连接方式，实现各模块槽位上的模块设备的高速信号交互。

优选的，第二功能模块槽位和第四功能模块槽位进一步设有射频信号传输电路。

本发明的有益效果如下：

本发明所述技术方案的优点在于：

1、本发明提出的一种基于VPX标准的弹载高速背板代替传统弹上电缆网，尺寸重量减少、信号种类丰富、功能齐全、成本低、可靠性高；

2、该弹载高速背板引入符合VPX标准的高速串行总线信号，满足导弹信息高速传输要求，同时，保留了传统导弹总线信号，并增加了信号类型，方便系统升级更新；

3、弹载高速背板采用定位销防插错和槽位地址两种槽位识别方式，提高了弹上设备模块的安装可靠度，消除了结构装配带来的风险；

4、弹载高速背板采用供电电路一体化设计，保证了系统的电磁兼容性，同时采用加固型连接器，更加适应弹上复杂的力学特性。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明；

图1示出本方案所述基于VPX标准的弹载高速背板的示意图；

图2示出本方案所述弹载高速背板上的PCB电路板的设计示意图。

附图标号

1、PCB电路板，2、第一电源输入微型矩形电连接器，3、第二电源输入微型矩形电连接器，4、电源模块加固混装型电连接器，5、第一功能模块槽位的加固混装型电连接器，6、第二功能模块槽位的加固混装型电连接器，7、第三功能模块槽位的加固混装型电连接器，8、交换模块槽位的加固混装型电连接器，9、主控模块槽位的加固混装型电连接器，10、第四功能模块槽位的加固混装型电连接器，11、第五功能模块槽位的加固混装型电连接器，12、第六功能模块槽位的加固混装型电连接器，13、电气接口模块槽位的加固混装型电连接器，14、0°定位销，15、45°定位销，16、90°定位销，17、270°定位销，18、315°定位销。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

如图2所示，本发明公开了一种基于VPX标准的弹载高速背板，该背板包括具有信号层、电源层和平面层的PCB电路板1；该PCB电路板上固定有用于提供外部电源系统的电源输入的第一电源连接器2和第二电源连接器3；该PCB电路板上还固定有多个模块槽位，各模块槽位之间的间距采用VPX标准的25.4mm，如图1中标号4至13所示，各模块槽位通过加固混装型电连接器与外部设备通信。本方案中，所述多个模块槽位包括电源模块槽位、交换模块槽位、主控模块槽位、电气接口模块槽位、第一功能模块槽位、第二功能模块槽位、第三功能模块槽位、第四功能模块槽位、第五功能模块槽位和第六功能模块槽位；所述第一电源连接器为电源模块槽位供电，所述第二电源连接器为第五功能模块槽位单独提供一路一次电源供电；

所有槽位均通过所述电源模块槽位上的电源模块进行二次供电。本方案中，为了防止模块误差的问题，在所述加固混装型连接器的接口处均配有VPX标准规定的定位销，并采用VPX标准规定的五种定位销角度进行设计，如图1标号14至18所示。本方案中，为了减少外部电源的纹波和噪声，在该弹载高速背板的PCB板上进一步设置有在第一电源连接器和第二电源连接器与供电槽位之间的滤波电路。为方便用户改变槽位的逻辑地址，每个模块槽位均设置一个地址选通电路和拨码开关。本方案中的时钟信号，统一通过设置在第二功能模块采薇上的时钟电路提供。本方案中，所述主控模块槽位通过PMBus总线通讯电路对其他槽位进行电源管控；所述第一功能模块槽位通过集成电路总线与第三功能槽位和主控模块进行信息通讯；所述第六功能模块槽位通过485总线接口与主控模块槽位通信。本方案中，该各模块之间是以交换模块槽位作为枢纽，采用星型连接方式，实现各模块槽位上的模块设备的高速信号交互。第二功能模块槽位和第四功能模块槽位同时通过设置在其上的射频传输电路和接口兼顾射频信号的传输功能。

下面通过一组实施例对本发明做进一步说明：

如图1所示，本方案主要包括：一块14层厚的PCB电路板，包含信号层、电源层和平面层；两个微型矩形电连接器，作为外部供电系统的电源输入，分别提供给电源模块和第五功能模块；十个符合VPX标准的加固混装型电连接器，本实例中具有十个模块槽位，分别是电源模块槽位、交换模块槽位、主控模块槽位、电气接口模块槽位和六个功能模块槽位，每个槽位间距采用VPX标准的25.4mm；二十个定位销，根据VPX标准规定的五种定位销角度，对每个槽位的定位销进行组合设计，以满足模块防插错的要求。

如图2所示是PCB电路板的设计示意图：两个电源输入微型矩形电连接器旁边设计滤波电路，用于减少外部电源的纹波和噪声；二次电源供电信号通过PCB板的电源层传输，由电源模块槽位提供给其他九个模块槽位；每个槽位设置地址选通电路，通过拨码开关，可以自由改变槽位的逻辑地址；主控模块槽位旁设计PMBus总线通讯电路，主控模块作为主机，对其他模块进行电源管控；第二功能模块槽位设置时钟电路，并提供给弹上各模块设备，统一弹上时钟信号；第一功能模块槽位设置IIC通讯总线电路，与第三功能模块槽位和主控模块槽位进行信息通讯；高速信号传输采用星型连接方式，交换模块槽位作为枢纽，实现各模块设备的高速信号交互，主要包括X4SRIO和SGMII信号；第二功能模块槽位和第四功能模块槽位同时兼顾设计射频信号的传输功能；主控模块槽位和第六功能模块槽位之间具有485总线接口电路；电气接口模块槽位可以接收多种类型信号，如模拟量、数字量、422信号、232信号等。

综上所述，本发明所述技术方案，可以传递符合VPX标准的高速串行总线信号、光纤信号、导弹传统总线信号、供电及其他类型信号，具备较强的数据处理能力、较高的可靠性、多功能、低成本等特点，同时，能够满足弹上复杂的力学特性，并保证系统的电磁兼容性要求，具有极其重要的研究价值和应用价值。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种基于VPX标准的弹载高速背板，其特征在于，该背板包括具有信号层、电源层和平面层的PCB电路板；

该PCB电路板上固定有用于提供外部电源系统的电源输入的第一电源连接器和第二电源连接器；

该PCB电路板上还固定有多个模块槽位，各模块槽位之间的间距采用VPX标准的25.4mm，各模块槽位通过加固混装型电连接器与外部设备通信。

2.根据权利要求1所述的弹载高速背板，其特征在于，所述多个模块槽位包括电源模块槽位、交换模块槽位、主控模块槽位、电气接口模块槽位、第一功能模块槽位、第二功能模块槽位、第三功能模块槽位、第四功能模块槽位、第五功能模块槽位和第六功能模块槽位；

所述第一电源连接器为电源模块槽位供电，所述第二电源连接器为第五功能模块槽位单独提供一路一次电源供电；

所有槽位均通过所述电源模块槽位上的电源模块进行二次供电。

3.根据权利要求1所述的弹载高速背板，其特征在于，所述加固混装型连接器的接口处均配有VPX标准规定的定位销。

4.根据权利要求1所述的弹载高速背板，其特征在于，该背板进一步包括设置在第一电源连接器和第二电源连接器与供电槽位之间的滤波电路。

5.根据权利要求1所述的弹载高速背板，其特征在于，每个模块槽位均设置一个地址选通电路和拨码开关。

6.根据权利要求2所述的弹载高速背板，其特征在于，所述主控模块槽位通过PMBus总线通讯电路对其他槽位进行电源管控。

7.根据权利要求2所述的弹载高速背板，其特征在于，所述第二功能模块槽位上设置有时钟电路。

8.根据权利要求2所述的弹载高速背板，其特征在于，所述第一功能模块槽位通过集成电路总线与第三功能槽位和主控模块进行信息通讯；

所述第六功能模块槽位通过485总线接口与主控模块槽位通信。

9.根据权利要求2所述的弹载高速背板，其特征在于，各模块之间是以交换模块槽位作为枢纽，采用星型连接方式，实现各模块槽位上的模块设备的高速信号交互。

10.根据权利要求2所述的弹载高速背板，其特征在于，第二功能模块槽位和第四功能模块槽位进一步设有射频信号传输电路。