CN109951988A - 一种多级无缆连接测试平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多级无缆连接测试平台，包括箱体、接口盒、风机组合、后IO板、散热翅片、背板、电源子卡及功能子卡；本发明采用将箱体分隔为上层的3U插卡区及下层的1U风冷区；将电源子卡、功能子卡连同背板及后IO板依次设于箱体的3U插卡区内，构成功能系统；将风机组合与散热翅片设于箱体下层1U风冷区内，构成风冷系统；背板与后IO板间采用第一、第二板间插头、插座插接；后IO板与接口盒之间采用总板间插头、插座插接；接口盒内设第一转接板及第二转接板，第一转接板及第二转接板间采用第三板间插头、插座插接；实现了测试信号由“分到总、再由总到分”的转接流向。本发明使得VPX测试平台具有高速交换与多级无缆化传输，多次高可靠性转接、良好散热与电磁屏蔽的特性，为VPX测试平台的应用拓展了全新的接口无缆互连领域。

Description

一种多级无缆连接测试平台

技术领域

本发明涉及通讯与计算机技术领域，基于VPX架构的测试系统，尤其是一种多级无缆连接测试平台。

背景技术

随着航空、航天、电子信息等领域的发展，都要求基于VPX架构的测试系统具有高带宽、多槽位、可扩展、通用性好、散热性能好等特点。目前的VPX测试系统通常包含电源模块、主控模块、交换模块、接口模块、信号采集模块以及图像处理模块等，有的系统还要求具有冗余功能，更加大了背板槽位数量。槽位数量越多，需要引出的测试信号就越多；这些信号种类繁多，例如电源信号、1553B、VGA、以太网、LVDS等，如何可靠的将这些信号从背板转接到对外接口上，且保证信号的传输质量，减小彼此的串扰，提高系统模块化和通用化水平以及抗冲击振动的能力，越来越成为VPX测试系统无缆化传输的设计难点。

专利CN104304541B中公开了一种无缆电连接装置，专利中采用的板间连接器的A凸接口与A凹接口，为直插焊接印制板式，直插式连接器占用了大量的布板资源，对于传输点位密集，有大电流信号需要大面积覆铜时优势不大。存在的问题是，背板2反面的2个电连接A插孔均分布在背板正面没有插槽的槽位上，若要求背板上全部槽位用满，则板间连接器找不到合适的摆放位置。

专利CN108566756A中公开了一种无线扎连结构，直接通过母板与背板之间的插装连接器，完成信号的转接。从专利中图1可以看出，母板1通过板间连接器13与14分别与背板a6、背板b10、背板c11对接。虽然采用三块独立背板分别对接，能减小9个连接器同时对接的难度。存在的问题是，从成本的角度考虑，把一块背板分为三块设计，增加了印制板生产的开模费，若三款独立背板之间转接信号有交叉，则这种分区域定位转接反而增加了转接复杂度。

发明内容

本发明的目的针对现有技术的不足而提供的一种多级无缆连接测试平台，本发明采用将箱体分隔为上层的3U插卡区及下层的1U风冷区；将电源子卡、功能子卡连同背板及后IO板依次设于箱体的3U插卡区内，构成功能系统；将风机组合与散热翅片设于箱体下层1U风冷区内，构成风冷系统；背板与后IO板间采用第一、第二板间插头、插座插接；后IO板与接口盒之间采用总板间插头、插座插接；接口盒内设第一转接板及第二转接板，第一转接板及第二转接板间采用第三板间插头、插座插接；实现了测试信号由“分到总、再由总到分”的转接流向。本发明使得VPX测试平台具有高速交换与多级无缆化传输，多次高可靠性转接、良好散热与电磁屏蔽的特性，为VPX测试平台的应用拓展了全新的接口互连领域。

实现本发明目的的具体技术方案是：

一种多级无缆连接测试平台，其特点包括箱体、接口盒、风机组合、后IO板、散热翅片、背板、电源子卡及功能子卡；

所述箱体由六个面构成，其中正面设有风口、背面设有窗口，箱体内设有中间隔板，将箱体分隔为上层的3U插卡区及下层的1U风冷区；

所述背板正面设有数个电源子卡槽位及数个功能子卡槽位，背板反面设有第一板间插座及第二板间插座；

所述电源子卡为数件，依次插接于背板的数个电源子卡槽位内，功能子卡为数件，依次插接于背板的数个功能子卡槽位内；

所述后IO板的正面设有第一板间插头及第二板间插头，反面设有总板间插座，且第一板间插头及第二板间插头与总板间插座电连接；

所述背板的背面与后IO板的正面叠加，背板的第一板间插座及第二板间插座分别与后IO板的第一板间插头及第二板间插头插接；

所述电源子卡、功能子卡连同背板及后IO板依次设于箱体的3U插卡区内；

所述接口盒由接口盒体、接口盖板、第一转接板、第二转接板构成，所述接口盒体上设有连接器开口；所述第一转接板正面设有总板间插头，反面设有第三板间插座及数个对外接口，所述第二转接板正面设有第三板间插头及数个继电器；

所述第二转接板、第一转接板及接口盖板依次设于接口盒体内，第二转接板正面的第三板间插头与第一转接板反面的第三板间插座插接，第一转接板反面的数个对外接口由接口盒体的开口伸出；

所述接口盒设于后IO板的背面，接口盒的总板间插头与后IO板的总板间插座插接；

所述散热翅片设于箱体下层的1U风冷区并与箱体正面的风口贯通，风机组合设于箱体正面的风口上。

所述第一板间插座、第二板间插座及第一板间插头、第二板间插头均为两件。

本发明采用将箱体分隔为上层的3U插卡区及下层的1U风冷区；将电源子卡、功能子卡连同背板及后IO板依次设于箱体的3U插卡区内，构成功能系统；将风机组合与散热翅片设于箱体下层1U风冷区内，构成风冷系统；背板与后IO板间采用第一、第二板间插头、插座插接；后IO板与接口盒之间采用总板间插头、插座插接；接口盒内设第一转接板及第二转接板，第一转接板及第二转接板间采用第三板间插头、插座插接；实现了测试信号由“分到总、再由总到分”的转接流向。本发明使得VPX测试平台具有高速交换与多级传输，多次高可靠性转接、良好散热与电磁屏蔽的特性，为VPX测试平台的应用拓展了全新的接口互连领域。

本发明通过四次转接，将背板上十五个槽位J2模块的测试信号汇集到总板间插头与总板间插座上，再通过接口盒引出到不同类型的对外接口上，接口盒可从机箱主体上拆卸；四次转接完全实现无缆化传输，使后期装配和检测效率大幅度提升，解决了传统机箱采用电缆焊接互连方式，带来的费人费时且可靠性低不易维修的问题。

本发明机箱针对四次转接设计导向结构实现精确快速插接，接口盒与后IO板通过总板间插头与总板间插座的插接；背板与后IO板通过第一板间插座及第二板间插座与第一板间插头及第二板间插头的插接；第一转接板与第二转接板通过第三板间插座及第三板间插头的插接，实现对PWM信号与开关量信号互连。本发明在板间连接器对接高度留了一定浮动空间，避免因印制板厚度加工误差±10%带来的装配问题。

附图说明

图1为本发明结构的爆炸示意图；

图2为本发明接口盒爆炸示意图；

图3为本发明后IO板、背板及转接板的连接示意图；

图4为本发明接口盒的总板间插头与后IO板的总板间插座插接的示意图；

图5为本发明后IO板、背板、电源子卡及功能子卡对接的结构示意图。

具体实施方式

参阅图1、图3、图5，本发明包括箱体1、接口盒2、风机组合3、后IO板4、散热翅片5、背板6、电源子卡7及功能子卡8；

所述箱体1由六个面构成，其中正面设有风口、背面设有窗口，箱体1内设有中间隔板11，将箱体1分隔为上层的3U插卡区12及下层的1U风冷区13；

所述背板6正面设有数个电源子卡槽位及数个功能子卡槽位，背板6反面设有第一板间插座61及第二板间插座62；

所述电源子卡7为数件，依次插接于背板6的数个电源子卡槽位内，功能子卡8为数件，依次插接于背板6的数个功能子卡槽位内；

所述后IO板4的正面设有第一板间插头41及第二板间插头42，反面设有总板间插座43，且第一板间插头41及第二板间插头42与总板间插座43电连接；

所述背板6的背面与后IO板4的正面叠加，背板6的第一板间插座61及第二板间插座62分别与后IO板4的第一板间插头41及第二板间插头42插接；

所述电源子卡7、功能子卡8连同背板6及后IO板4依次设于箱体1的3U插卡区12内。

参阅图1、图2、图3、图4，所述接口盒2由接口盒体21、接口盖板22、第一转接板23、第二转接板24构成，所述接口盒体21上设有连接器开口；所述第一转接板23正面设有总板间插头25，反面设有第三板间插座26及数个对外接口28，所述第二转接板24正面设有第三板间插头27及数个继电器29；

所述第二转接板24、第一转接板23及接口盖板22依次设于接口盒体21内，第二转接板24正面的第三板间插头27与第一转接板23反面的第三板间插座26插接，第一转接板23反面的数个对外接口28由接口盒体21的开口伸出；

所述接口盒2设于后IO板4的背面，接口盒2的总板间插头25与后IO板4的总板间插座43插接；

所述散热翅片5设于箱体1下层的1U风冷区13并与箱体1正面的风口贯通，风机组合3设于箱体1正面的风口上。

参阅图1、图3，所述第一板间插座61、第二板间插座62及第一板间插头41、第二板间插头42均为两件。

参阅图1、图3、图5，本发明背板6为设有15道槽位的VPX连接器，其中，设有六个电源子卡槽位及九个功能子卡槽位。背板反面有第一板间插座61及第二板间插座62，可同时满足背板上1720个点位的转接。

参阅图1、图3、图5，本发明第一板间插座61、第二板间插座62及第一板间插头41、第二板间插头42均为两件，分别采用表贴连接器插接，表贴连接器的采用节约了大量布板空间，插座、插头分别在背板6与后IO板4上均匀布置，保证了背板6与后IO板4对接时各插座受力均匀，便于背板6与后IO板4安装与拆卸。

参阅图1、图2、图3、图4，本发明接口盒2设于后IO板4的背面，接口盒2的总板间插头25与后IO板4的总板间插座43插接；总板间插头25与总板间插座43为高密度高速矩形插头、插座，该插头、插座专为印制板之间高速信号、大电流传输而开发，具有密度高、低插拔力、带导向等特性。

参阅图1、图2、图3、图4，本发明将背板6上分散在各槽位J2模块的测试信号汇集到一个总板间插头25与总板间插座43上，再通过接口盒2内的第一转接板23、第二转接板24转接到不同类型的对外接口上，实现了测试信号由“分到总、再由总到分”的转接流向。

参阅图1，本发明风机组合3将六个风扇集成在一个风机壳体内，风机壳体上设有两个把手，风机壳体四个角各有一个松不脱螺钉，起到风机组合3与箱体1正面的风口固定的作用；风机组合3与散热翅片5在箱体1下层1U风冷区13构成风冷系统，采用吹风式强制冷却方式。

参阅图1、图2、图3，本发明第一转接板23正面设有总板间插头25，反面设有第三板间插座26及数个对外接口28，所述第二转接板24正面设有第三板间插头27及数个继电器29；第一转接板23反面设有5个对外接口28，对外接口28均为双法兰直插焊接，法兰面与面板之间使用导电橡胶垫进行电磁密封；第一转接板23反面设有第三板间插座26，与第二转接板24正面的第三板间插头27插接，焊接方式为表贴，实现对PWM信号与开关量信号互连。

本发明接口盒2上设置4个定位销，作为接口盒2与箱体1中后IO板对接的一级导向。

本发明是这样工作的：

参阅图1、图2、图3、图4，为了提高本发明的通用性及随机性，将本发明测试平台的信号按照“分-总-分”的路径进行转接。将六个电源子卡7及九个功能子卡8，共计15个子卡的电源信号、测试信号、调试信号以及以太网信号通过背板6及后IO板4汇集到一个总板间插头25与总板间插座43上，再通过接口盒2内的第一转接板23、第二转接板24转接到不同类型的对外接口上，将各种信号分流到其反面数个对外接口28上，实现了测试信号由“分到总、再由总到分”的转接流向。当需要改变接口盒2上的接口种类和数量时，本发明只需更换接口盒2，提高了本发明的通用性及随机性。

参阅图1、图2、图3、图5，本发明背板6及后IO板4通过第一板间插座61、第二板间插座62及第一板间插头41、第二板间插头42插接，第一板间插座61、第二板间插座62及第一板间插头41、第二板间插头42均为两件，把九个功能子卡8 的测试信号、调试信号以及以太网信号，六个电源子卡7的电源信号全部转出到后IO板4。外部电源输入通过后IO板4进入背板6，再进入电源子卡7。开关量切换功能集中在第二转接板24上，电源输出信号通过后IO板4，总板间插头25与总板间插座43，并由第一转接板23反面设有第三板间插座26，与第二转接板24正面的第三板间插头27转入第二转接板24，把电源信号通过继电器切换成开关量后，再次通过第三板间插座26及第三板间插头27进入第一转接板23，由第一转接板23的对外接口28转出。

参阅图1、图2、图3、图5，后IO板4与背板6之间二次转接的目的：一是为了将子卡上一部分信号引出，二是将外部电源引入子卡，给测试平台供电；后IO板4与第一转接板23三次转接的目的是将子卡上所有测试信号与电源信号引入到接口盒2中，方便后续测试与更换。第一转接板23与第二转接板24四次转接的目的是为了实现PWM控制信号与开关量信号交互，并使开关量信号从第一转接板23上的对外接口28上对外接口引出。

Claims (2)

1.一种多级无缆连接测试平台，其特征在于它包括箱体（1）、接口盒（2）、风机组合（3）、后IO板（4）、散热翅片（5）、背板（6）、电源子卡（7）及功能子卡（8）；

所述箱体（1）由六个面构成，其中正面设有风口、背面设有窗口，箱体（1）内设有中间隔板（11），将箱体（1）分隔为上层的3U插卡区（12）及下层的1U风冷区（13）；

所述背板（6）正面设有数个电源子卡槽位及数个功能子卡槽位，背板（6）反面设有第一板间插座（61）及第二板间插座（62）；

所述电源子卡（7）为数件，依次插接于背板（6）的数个电源子卡槽位内，功能子卡（8）为数件，依次插接于背板（6）的数个功能子卡槽位内；

所述后IO板（4）的正面设有第一板间插头（41）及第二板间插头（42），反面设有总板间插座（43），且第一板间插头（41）及第二板间插头（42）与总板间插座（43）电连接；

所述背板（6）的背面与后IO板（4）的正面叠加，背板（6）的第一板间插座（61）及第二板间插座（62）分别与后IO板（4）的第一板间插头（41）及第二板间插头（42）插接；

所述电源子卡（7）、功能子卡（8）连同背板（6）及后IO板（4）依次设于箱体（1）的3U插卡区（12）内；

所述接口盒（2）由接口盒体（21）、接口盖板（22）、第一转接板(23)、第二转接板（24）构成，所述接口盒体（21）上设有连接器开口；所述第一转接板(23)正面设有总板间插头（25），反面设有第三板间插座（26）及数个对外接口（28），所述第二转接板（24）正面设有第三板间插头（27）及数个继电器（29）；

所述第二转接板（24）、第一转接板(23)及接口盖板（22）依次设于接口盒体（21）内，第二转接板（24）正面的第三板间插头（27）与第一转接板(23)反面的第三板间插座（26）插接，第一转接板(23)反面的数个对外接口（28）由接口盒体（21）的开口伸出；

所述接口盒（2）设于后IO板（4）的背面，接口盒（2）的总板间插头（25）与后IO板（4）的总板间插座（43）插接；

所述散热翅片（5）设于箱体（1）下层的1U风冷区（13）并与箱体（1）正面的风口贯通，风机组合（3）设于箱体（1）正面的风口上。

2.根据权利要求1所述的一种多级无缆连接测试平台，其特征在于，所述第一板间插座（61）、第二板间插座（62）及第一板间插头（41）、第二板间插头（42）均为两件。