CN203772984U - 一种用于tcn一致性测试的信号路由板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于TCN一致性测试的信号路由板，包括FR-4环氧玻璃纤维板，所述FR-4环氧玻璃纤维板上下表面各覆盖有一层铜箔，所述铜箔厚度为1.6mm±0.2mm；所述铜箔上集成有WTB设备协议测试模块、WTB设备物理层测试模块、MVB设备协议测试模块、MVB设备物理层测试模块；所述WTB设备协议测试模块、WTB设备物理层测试模块、MVB设备协议测试模块、MVB设备物理层测试模块的电源线宽度为1.5mm±0.1mm，信号线宽度为0.03302cm～0.03556cm，且相邻信号线之间的距离大于信号线的宽度。本实用新型解决了现有接口夹具与WTB/MVB设备之间阻抗不匹配的问题，减小了测试误差。
Description
技术领域
本实用新型涉及WTB/MVB设备自动化一致性测试领域,特别是一种用于TCN一致性测试的信号路由板。
背景技术
WTB/MVB设备标准接口为DB9型矩形连接器，如图1所示。在对WTB/MVB设备进行一致性测试时需要用到示波器、网络分析仪、函数信号发生器、万用表、测试电源等仪器仪表和仪器接口夹具，而现有仪器接口夹具采用了矩阵开关进行电路切换，矩阵开关为射频器件，其阻抗一般为50Ω，这与阻抗为120Ω的WTB/MVB设备造成了阻抗不匹配，同时也增加了中间设备和线路，使得误差增大。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种用于TCN一致性测试的信号路由板，解决现有接口夹具与WTB/MVB设备之间阻抗不匹配的问题，减小测试误差。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种用于TCN一致性测试的信号路由板，包括FR-4环氧玻璃纤维板，所述FR-4环氧玻璃纤维板上下表面各覆盖有一层铜箔，所述铜箔厚度为1.6mm±0.2mm；所述铜箔上集成有WTB设备协议测试模块、WTB设备物理层测试模块、MVB设备协议测试模块、MVB设备物理层测试模块；所述WTB设备协议测试模块、WTB物理层测试模块、MVB设备协议测试模块、MVB设备物理层测试模块的电源线宽度为1.5mm±0.1mm，信号线宽度为0.03302cm～0.03556cm,且相邻信号线之间的距离大于信号线的宽度。
所述WTB设备协议测试模块包括至少一个测试单元，每个测试单元包括两个连接器，所述两个连接器通过至少两个并联的继电器连接，且其中一个连接器的两个接口与DC48V电源接口、第一万用表接口连接。
所述WTB设备物理层测试模块包括第一公口连接器和第一母口连接器，第一母口连接器的第一、第二接口接有WTB物理层测试单元，所述WTB物理层测试单元包括WTB物理层短路测试电路、WTB物理层重载测试电路、WTB物理层空载测试电路，所述WTB物理层短路测试电路、WTB物理层重载测试电路、WTB物理层空载测试电路并联；所述第一公口连接器的第一、第二接口与示波器接口连接，且所述第一母口连接器的第一接口与第一公口连接器的第一接口互短，所述第一母口连接器的第二接口与第一公口连接器的第二接口互短。
所述MVB设备协议测试模块包括至少一个测试单元，每个测试单元包括两个连接器，所述两个连接器通过至少两个并联的继电器连接。
所述MVB设备物理层测试模块包括连接器测试单元、空载测试单元、重载/轻载/短路测试单元，所述连接器测试单元包括第二公口连接器和第二母口连接器，所述第二母口连接器的其中三个接口与第二万用表接口连接，所述第二公口连接器的其中两个接口与连接器测试电路连接，且第二公口连接器和第二母口连接器相同位置上的接口互短；所述空载测试单元包括第三公口连接器和第三母口连接器，所述第三公口连接器的其中两个接口与空载测试电路连接，且第三公口连接器和第三母口连接器相同位置上的接口互短；所述重载/轻载/短路测试单元包括第四公口连接器和第四母口连接器，所述第四公口连接器的其中两个接口与MVB物理层轻载测试支路、MVB物理层短路测试支路、MVB物理层重载测试支路连接，所述MVB物理层轻载测试支路、MVB物理层短路测试支路、MVB物理层重载测试支路并联，且第四公口连接器和第四母口连接器相同位置上的接口互短。
所述第一母口连接器还连接有用于冗余的WTB物理层测试单元；所述第二公口连接器还连接有用于冗余的连接器测试电路；所述第三公口连接器还连接有用于冗余的空载测试电路；所述第四公口连接器还连接有用于冗余的MVB物理层轻载测试支路、MVB物理层短路测试支路、MVB物理层重载测试支路。在相应的测试单元或者测试电路出现故障时，各用于冗余的测试单元或者测试电路可以保证信号路由板正常工作。
本实用新型中，电源线是指与电源接口或者电源连接的导线，信号线是指除电源线之外的导线。
与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：本实用新型将铜箔厚度设计在1.4mm～1.8mm之间，将路由板上的电源线宽度设计为1.5mm±0.1mm，信号线宽度为0.03302cm～0.03556cm，相邻信号线之间的距离大于信号线的宽度，解决了现有接口夹具与WTB/MVB设备之间阻抗不匹配的问题，减小了测试误差；本实用新型的路由板集成了WTB设备协议测试模块、MVB设备协议测试模块、WTB设备物理层测试模块、MVB设备物理层测试模块，各测试模块通过连接器集成了示波器探头接口、万用表探头接口、WTB/MVB负载电路及电源连接器，用于连接各测试仪器及切换各种负载电路，切换简单，测试效率高。
附图说明
图1为DB9型矩形连接器；
图2为TCN一致性测试拓扑图；
图3为EMD发送器A线轻载测试电路原理图；
图4为本实用新型一实施例信号路由板WTB设备协议测试电路图；
图5为信号路由板物理层测试电路图。
具体实施方式
利用信号路由板实现TCN一致性测试的典型拓扑如图2所示。专用计算机通过以太网实现对TCNtp一致性测试机柜和信号路由板的控制。
被测设备连接好拓扑后通过WTB/MVB测试线缆连接到信号路由板相应测试端口（不同端口对应不同负载电路，具体见图4、5）。
相关仪器及设备上电后，被测设备响应的信号通过WTB/MVB测试线缆传输至信号路由板，此时计算机输出控制指令并通过以太网转串口模块发送至FPGA处理器模块，再由FPGA处理器模块控制继电器的通断选择信号路由板中相应的负载电路。同时计算机发送相应指令给测试机柜进行被测设备的相关参数测量。
此外，要保证计算机与信号路由板及测试机柜正常通信，还需要通过以太网接口对以太网转串口模块、测试机柜进行配置，配置完成后，保存当前配置信息。
由于列车通信网络产品特性阻抗为120欧姆，考虑到线路阻抗匹配，设计时对信号路由板材质、铜箔厚度、线宽均进行了筛选和计算。利用Si9000软件对信号路由板进行电气特性仿真后计算出其特性阻抗为119.86欧姆。满足IEC 61375-2：2007标准中规定的线路特性阻值120Ω±2%。
根据IEC 61375-2:2007标准测试需求，提供相应电路来模拟列车运行时各种负载电路。下面通过信号路由板负载电路说明。
图4中， S1~S4开关均用继电器替代。最右侧DB9母口1/2脚通过继电器分别与万用表探头正负引脚和DC 48V正负引脚相连（黑色实心点DB9矩形连接器为DB9母口，黑色空心点DB9矩形连接器为DB9公口，下同）。
图5中， S1~S4开关均用继电器替代。从左至右依次为1号至4号公/母口连接器。1号连接器公口1/2脚和4/5脚与IEC 61375-2:2007 第4.1.5.1.6.1.1 条款中的发送器测试电路连接（1/2脚和4/5脚连接电路互为冗余），1号连接器母口1/2脚和4/5脚分别与示波器探头连接。2号连接器母口8/6脚和9/7脚与250Ω、71.5Ω、17.8Ω、14.3Ω电阻、DC 5V正负接口及万用表正负接口连接（8/6脚和9/7脚连接电路互为冗余）, 2号连接器公口1/2脚和4/5脚与万用表正端连接，8/6脚与万用表负端连接。3号连接器母口和4号连接器母口1/2脚和4/5脚与IEC 61375-2:2007 第3.2.5.1.4条款中的发送器闲置、重载、轻载测试电路连接。3号连接器母口和4号连接器母口1/4脚和2/5脚分别与示波器探头连接。 图中开关均用继电器替代。由于各负载电路按区域分布在信号路由板中，这样大大降低了旁路信号干扰。
被测设备经过信号路由板前端接入接口（如图1）与相关负载电路连接，计算机输出的控制指令通过以太网转串口模块发送至FPGA处理器模块，再由FPGA处理器模块控制各测试模块中继电器的通断选择相应的负载电路和测试仪器,并将测试到的数据实时采集到计算机。下面以EMD发送器A线轻载测试为例阐述FPGA控制继电器通断的实现方法。
图3中RE_2为FPGA引脚，EMD_F1、EMD_F2分别连接至EMD设备接口1/2脚。控制FPGA处理器模块RE_2引脚输出低电平，此时图2中继电器线圈断电，电磁的吸力消失。继电器引脚4/7上的衔铁在弹簧的反作用力下分别返回到引脚5/6上，使得EMD发送器A线轻载测试电路导通。
Claims (9)
1.一种用于TCN一致性测试的信号路由板，其特征在于，包括FR-4环氧玻璃纤维板，所述FR-4环氧玻璃纤维板上下表面各覆盖有一层铜箔，所述铜箔厚度为1.6mm±0.2mm；所述铜箔上集成有WTB设备协议测试模块、WTB设备物理层测试模块、MVB设备协议层测试模块、MVB设备物理层测试模块；所述WTB设备协议测试模块、WTB设备物理层测试模块、MVB设备协议层测试模块、MVB设备物理层测试模块的电源线宽度为1.5mm±0.1mm，信号线宽度为0.03302cm～0.03556cm,且相邻信号线之间的距离大于信号线的宽度。
2.根据权利要求1所述的用于TCN一致性测试的信号路由板，其特征在于，所述WTB设备协议测试模块包括至少一个测试单元，每个测试单元包括两个连接器，所述两个连接器通过至少两个并联的继电器连接，且其中一个连接器的两个接口与DC48V电源接口、第一万用表接口连接。
3.根据权利要求1所述的用于TCN一致性测试的信号路由板，其特征在于，
所述WTB设备物理层测试模块包括第一公口连接器和第一母口连接器，第一母口连接器的第一、第二接口接有WTB物理层测试单元，所述WTB物理层测试单元包括WTB物理层短路测试电路、WTB物理层重载测试电路、WTB物理层轻载测试电路、WTB物理层空载测试电路，所述WTB物理层短路测试电路、WTB物理层重载测试电路、WTB物理层轻载测试电路、WTB物理层空载测试电路并联；所述第一公口连接器的第一、第二接口与示波器接口连接，且所述第一母口连接器的第一接口与第一公口连接器的第一接口互短，所述第一母口连接器的第二接口与第一公口连接器的第二接口互短。
4.根据权利要求1所述的用于TCN一致性测试的信号路由板，其特征在于，所述MVB设备协议测试模块包括至少一个测试单元，每个测试单元包括两个连接器，所述两个连接器通过至少两个并联的继电器连接。
5.根据权利要求1所述的用于TCN一致性测试的信号路由板，其特征在于，
所述MVB设备物理层测试模块包括连接器测试单元、空载测试单元、重载/轻载/短路测试单元，所述连接器测试单元包括第二公口连接器和第二母口连接器，所述第二母口连接器的其中三个接口与第二万用表接口连接，所述第二公口连接器的其中两个接口与连接器测试电路连接，且第二公口连接器和第二母口连接器相同位置上的接口互短；所述空载测试单元包括第三公口连接器和第三母口连接器，所述第三公口连接器的其中两个接口与空载测试电路连接，且第三公口连接器和第三母口连接器相同位置上的接口互短；所述重载/轻载/短路测试单元包括第四公口连接器和第四母口连接器，所述第四公口连接器的其中两个接口与MVB物理层轻载测试支路、MVB物理层短路测试支路、MVB物理层重载测试支路连接，所述MVB物理层轻载测试支路、MVB物理层短路测试支路、MVB物理层重载测试支路并联，且第四公口连接器和第四母口连接器相同位置上的接口互短。
6.根据权利要求3所述的用于TCN一致性测试的信号路由板，其特征在于，所述第一母口连接器还连接有用于冗余的WTB物理层测试单元。
7.根据权利要求5所述的用于TCN一致性测试的信号路由板，其特征在于，所述第二公口连接器还连接有用于冗余的连接器测试电路。
8.根据权利要求5所述的用于TCN一致性测试的信号路由板，其特征在于，所述第三公口连接器还连接有用于冗余的空载测试电路。
9.根据权利要求5或8所述的用于TCN一致性测试的信号路由板，其特征在于，所述第四公口连接器还连接有用于冗余的MVB物理层轻载测试支路、MVB物理层短路测试支路、MVB物理层重载测试支路。
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