DE102005009106A1

DE102005009106A1 - Filter arrangement for decoupling noise signals on backplane or mid-plane circuit board, has connection points provided for integration of filter element, e.g. allowing later additions in parallel or series

Info

Publication number: DE102005009106A1
Application number: DE200510009106
Authority: DE
Inventors: Sonia Morales Robles; Peter Sedlmeier; Felix Strey
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Priority date: 2005-02-28
Filing date: 2005-02-28
Publication date: 2006-09-07

Abstract

A conductive track plane is arranged between a screened and an unscreened space. Connection points (AS) are provided on the circuit board (B) for integration of filter elements for the purposes of decoupling electromagnetic noise signals. The connection points are preferably formed so that a number of filter elements can be added later in parallel or series.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine in dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebene Anordnung, bestehend aus einem Baugruppenträger mit einer in dieser angeordneten Midplane.The The invention relates to a in the preamble of claim 1 specified arrangement, consisting of a rack with a arranged in this midplane.

Bei schirmenden Leitplatten, wie Beispielsweise einer Midplane, die eine Trennung zwischen ungeschirmten und geschirmten Räumen oder zwischen geschirmten Räumen herstellt und zugleich eine elektrische Schnittstelle beinhaltet, wird mit elektrischen Filterelementen ein Auskoppeln von elektromagnetischen Störungen erreicht. Eine derartige elektrische Schnittstelle wurde bisher durch Integration von Filterelementen auf einer Leiterplatte erreicht.at shielding guide plates, such as a midplane, the a separation between unshielded and shielded rooms or between shielded rooms produces and at the same time contains an electrical interface, becomes a coupling of electromagnetic with electrical filter elements disorders reached. Such an electrical interface has been so far achieved by integration of filter elements on a circuit board.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Anordnung von Filterelementen auf einer Leiterplatte anzugeben.Of the Invention is based on the object, a further arrangement of Specify filter elements on a circuit board.

Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe bei der Anordnung der eingangs genannten Art durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.According to the invention The object is in the arrangement of the aforementioned Art solved by the features listed in claim 1.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass eine optimierte Bestückung mit Filterelementen nach einer EMV-Messung im Betrieb der Baugruppenträgeranordnung durchgeführt wird.The Invention brings with it the advantage that an optimized assembly with Filter elements after an EMC measurement during operation of the rack assembly carried out becomes.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass eine Auskopplung von evtl. vorhandenen Störungen mit Standardfilterelementen in vorgefertigten Steckplätzen erfolgt.The Invention brings with it the advantage that a decoupling of possibly existing disturbances with standard filter elements in prefabricated slots.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass das Gesamtlayout der Leiterplatten in den Baugruppenträgern bestehen bleibt.The Invention has the advantage that the overall layout of the Printed circuit boards in the racks remains.

Die Erfindung bringt den weiteren Vorteil mit sich, dass die Entstörung am Ort der Schnittstelle zwischen ungeschirmten und geschirmten Räumen oder Leitungen erfolgen kann.The Invention brings the further advantage that the suppression on Location of the interface between unshielded and shielded rooms or Lines can be made.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass die Filterelemente sowohl auf der ungeschirmten Seite als auch auf der geschirmten Seite einer Leiterplatte, insbesondere einer Midplane, angeordnet werden können.The Invention has the advantage that the filter elements both on the unshielded side as well as on the shielded side of a printed circuit board, especially a midplane, can be arranged.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass die elektrische Schnittstelle auf einer Verdrahtungsplatte beispielsweise zwischen ungeschirmten und geschirmten Bereichen eines Layouts mit gegebenenfalls geschirmten Standardbauteilen, wie z.B. Kondensatoren oder Π-Filtern nachträglich und evt. mehrfach und/oder kaskadenmäßig angeordnet werden können.The Invention has the advantage that the electrical interface on a wiring board, for example, between unshielded and shielded areas of a layout with possibly shielded Standard components, e.g. Condensers or Π-filters later and possibly several times and / or arranged in cascade can be.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Weitere Besonderheiten der Erfindung werden aus der nachfolgenden näheren Erläuterung eines Ausführungsbeispiels anhand von Zeichnungen ersichtlich.Further Particular features of the invention will become apparent from the following detailed explanation an embodiment based on drawings.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine Baugruppenträgeranordnung, 1 a rack assembly,

2 eine detaillierte Ausgestaltung einer Baugruppenträgeranordnung, 2 a detailed embodiment of a rack assembly,

3 eine Detailansicht, 3 a detailed view,

4 eine weitere Detailansicht 4 another detail view

5 eine Verbindungsanordnung in einem Teilbereich einer Midplane und 5 a connection arrangement in a portion of a midplane and

6 eine weitere Detailansicht. 6 another detail view.

Die Erfindung wird Anhand einer Verdrahtungsplatte, die in diesem Ausführungsbeispiel als Midplane oder Backplane ausgebildet sein kann und eine Trennstelle zwischen forderseitig und rückseitig in der Baugruppenträgeranordnung angeordneten Baugruppen bildet, exemplarisch erläutert. Die Filterelemente können ebenso auf der Leiterplatte oder an Steckverbinderelementen variabel integriert werden. In dieser Anordnung werden Filterelemente auf der Leiterplatte, insbesondere der Backplane oder Midplane, mit mindestens einer Leiterbahnebene angeordnet. Die Leiterplatte befindet sich zwischen einem geschirmten und einem ungeschirmten oder zwischen zwei geschirmten Räumen, wobei auf der Leiterplatte Anschlussstellen AS für Filterbausteine FK, FS vorgesehen sind, die die elektromagnetische Störabstrahlung verhindern.The The invention is based on a wiring board, in this embodiment may be formed as a midplane or backplane and a separation point between the front and back in the subrack assembly arranged assemblies forms, exemplified. The filter elements can as well variably integrated on the printed circuit board or on connector elements become. In this arrangement, filter elements on the circuit board, in particular the backplane or midplane, with at least one conductor track plane arranged. The circuit board is between a shielded and an unshielded or between two shielded rooms, wherein on the PCB connection points AS for filter modules FK, FS provided are that prevent the electromagnetic interference emission.

In 1 ist eine schematische Darstellung einer Baugruppenträgeranordnung wiedergegeben. Diese Baugruppenträgeranordnung ist hier, vorzugsweise mit einem Baugruppenträger mit Midplane sowohl frontseitig FS als auch rückseitig RS mit Baugruppen bestückt, ausgebildet. Bei dieser in 1 gezeigten Anordnung können sowohl frontseitige als auch rückseitig in den Baugruppenträger eingefügte Baugruppen über korrespondierende auf der Midplane B angeordnete Steckverbinderelemente elektrisch verbunden werden. Eine Steuerung der Lüfterelemente LE erfolgt in dieser Ausgestaltung einer Baugruppenträgeranordnung ebenfalls über Steuereinheiten die vorzugsweise auf der Rückseite des Baugruppenträgers angeordnet sind. Bei dieser Darstellung ist jeweils der Raum in dem die vorderseitig und rückseitig angeordneten Baugruppen in der Baugruppenträger angeordnet sind abgeschirmt.In 1 is a schematic representation of a rack assembly reproduced. This rack assembly is here, preferably equipped with a rack with midplane both front FS and back RS equipped with modules. At this in 1 The arrangement shown can be electrically connected both front and back into the rack inserted assemblies via corresponding arranged on the midplane B connector elements. A control of the fan LEU elements in this embodiment of a rack assembly also via control units which are preferably arranged on the back of the rack. In this illustration, in each case the space in which the front side and rear side arranged assemblies are arranged in the rack are shielded.

In 2 ist eine kombinierte Anordnung von Lüfterelementen mit einer Baugruppenträgereinheit dargestellt. Zentrales Element dieser Anordnung bildet die Midplane B. In diese Midplane B können frontseitig Baugruppen FB und rückseitig Baugruppen RB über Steckverbinderelemente an dieser angeordnet werden. Die Midplane B ist als Schirmwand ausgebildet. Die untere und obere Schirmebene hier gekennzeichnet mit 11, 11', 22, 22', beispielsweise aus Lochblech, bilden die Unter- und Oberseite einer zu schirmenden Baugruppenträgereinheit. Die vorder- und rückseitige Schirmebene wird durch die Frontenden der Baugruppen FB und RB bewirkt. Die Seitenwände der Baugruppenträgereinheit, die ebenfalls als Schirmwände ausgebildet sind, sind hier wegen der Übersichtlichkeit nicht näher dargestellt. In dieser Figur gezeigten Ausgestaltung, sind die Lüftereinheiten LE mit den in der Midplane integrierten Steckverbinderelementen 6, 6' in Wirkverbindung.In 2 a combined arrangement of fan elements is shown with a rack unit. The central element of this arrangement is the midplane B. In this midplane B can on the front side assemblies FB and rear modules RB are arranged on this via connector elements. The midplane B is designed as a screen wall. The lower and upper screen levels are marked with 11 . 11 ' . 22 . 22 ' , For example, from perforated plate, form the bottom and top of a subrack unit to be screened. The front and rear screen plane is effected by the front ends of the assemblies FB and RB. The side walls of the subrack unit, which are also designed as screen walls, are not shown here for the sake of clarity. In this embodiment shown, the fan units LE are integrated with the connector elements integrated in the midplane 6 . 6 ' in active connection.

Auf der Rückseite können beispielsweise ein Shelf-Manager SM in korrespondierende Steckverbinderelemente 7', 7'' eingefügt werden, siehe auch 4. Aus der schematischen Darstellung ist ebenso ersichtlich, dass ein frontseitiges Schirmvolumen und ein rückseitiges Schirmvolumen durch die Schirmebenen umschlossen, wobei deren Abmessungen der frontseitig und rückseitig angeordneten Baugruppen angepasst ist. Des Weiteren kann aus der 2 entnommen werden, dass für elektronische Einheiten, wie beispielsweise den Shelf-Manager SM, einem Controller für die Lüftereinheiten oder etwa der Stromversorgung ein eigenes geschirmtes Volumen ZS, RSV, zugeordnet werden. Die Steuersignale für die Lüfterelemente 51, 52, 53 der Lüftereinschübe werden über Verbindungsleitungen VL im ungeschirmten Bereich der Lüftereinschübe LE,LE' zu den Steckverbinderelementen 6, 6' weitergeleitet und da gefiltert.On the back, for example, a shelf manager SM in corresponding connector elements 7 ' . 7 '' be inserted, see also 4 , It can also be seen from the schematic illustration that a front screen volume and a rear screen volume are enclosed by the screen planes, the dimensions of which being adapted to the assemblies arranged at the front and the rear. Furthermore, from the 2 can be taken that for electronic units, such as the shelf manager SM, a controller for the fan units or about the power supply a separate shielded volume ZS, RSV assigned. The control signals for the fan elements 51 . 52 . 53 the fan trays are connected to the connector elements via connecting lines VL in the unshielded area of the fan trays LE, LE ' 6 . 6 ' forwarded and filtered there.

In 3 ist eine weitere Ausgestaltung der Lüftereinheiten LE,LE', die in dieser Darstellung unterhalb den frontseitigen Baugruppen angeordnet sind, dargestellt. Bei dieser Anordnung sind erste und zweite Lüfterelemente 51 und 52 je Lüftereinheit vorgesehen. Ein im Bereich der Midplane B angeordnetes Lüfterelement 53 versorgt beispielsweise die rückseitig an der Midplane B angeordneten Baugruppen mit Zuluft ZL. Diese Zuluft ZL wird über die Frontseite der Lüftereinheiten LE, LE', angesaugt. Die Midplane B oder ein mit der Midplane verbundenes Verlängerungselement VE ist im Bereich des Luftausstoßes des Lüfterelements 53 durch Lochungen versehen. Diese Lochung ermöglicht einerseits den Austausch des Wärmeaustauschmittels und andererseits ein Abschirmen einer möglichen EMV-Emision. Durch diese Ausgestaltung können Lüftereinschübe durch Austausch leicht ersetzt werden. Die Herstellungskosten reduzieren sich zusätzlich durch das Entfallen von EMV-Schirmdichtungsmitteln, wie z.B. Kontaktfedern. Die Lüfter weisen eine direkte Verbindung über Steckverbinderelemente, die in der Midplane integriert sind, zu korrespondierenden elektronischen Einheiten hinter der Midplane auf.In 3 is a further embodiment of the fan units LE, LE ', which are arranged in this illustration below the front-side modules shown. In this arrangement, first and second fan elements 51 and 52 per fan unit provided. A arranged in the midplane B fan element 53 supplies, for example, the assemblies arranged on the back side of the midplane B with supply air ZL. This supply air ZL is sucked in via the front of the fan units LE, LE '. The midplane B or an extension element VE connected to the midplane is in the area of the air ejection of the fan element 53 provided by perforations. This perforation allows on the one hand the replacement of the heat exchange medium and on the other hand a shielding of a possible EMC emission. With this configuration, fan trays can be easily replaced by replacement. The manufacturing costs are further reduced by the elimination of EMC shield sealants, such as contact springs. The fans have a direct connection via connector elements integrated in the midplane to corresponding electronic units behind the midplane.

In 4 ist eine rückwärtige Ansicht der in 3 dargestellten Anordnung wiedergegeben. Zur Verdeutlichung sind hier die Steckverbinderelemente 7', 7'' in der Midplane B angedeutet. Diese Steckverbinderelemente 7' und 7'' korrespondieren mit zugehörigen Steckverbindereinheiten 7*, die beispielsweise an einer Baugruppenanordnung eines Shelf-Managers SM, einer Stromversorgungseinheit oder weiteren hier nicht näher dargestellten elektronischen Elementen angeordnet sind. Diese Midplane B kann durchgehend oder mit einem Verlängerungselement VE versehen sein. Das Verlängerungselement VE sowie die Midplane B können im unteren Bereich derart ausgestaltet sein, dass ebenfalls ein Wärmeaustauschmittel durch dieses gelangen kann um rückseitig die an der Midplane angeordneten Baugruppen in den geschirmten Bereich MS,ZS,RSV und FSV, siehe 2, mit einem Kühlmittel, z.B. Luft, zu kühlen.In 4 is a back view of the in 3 reproduced arrangement shown. For clarity, here are the connector elements 7 ' . 7 '' indicated in the midplane B. These connector elements 7 ' and 7 '' correspond with associated connector units 7 * , which are arranged for example on an assembly arrangement of a shelf manager SM, a power supply unit or other electronic elements not shown here. This midplane B may be continuous or provided with an extension element VE. The extension element VE and the midplane B can be configured in the lower area such that a heat exchange medium can also pass through this to the rear side arranged on the midplane modules in the shielded area MS, ZS, RSV and FSV, see 2 to cool with a coolant, eg air.

In 5 ist ein Teilbereich einer auch als Schirmebene ausgebildete Midplane B wiedergegeben. In diesem Teilbereich sind korrespondierende Steckerelemente 6, 6', 7, 7' mit Steckverbinderelementen SVE direkt auf der Midplane angeordnet. Des Weiteren sind auf der Midplane B zur Filterung Filterelemente AB exemplarisch angeordnet. Diese Filterelemente können wie in 6 dargestellt Filterkondensatoren FK oder Induktivitäten FS bzw. Drosseln sein.In 5 is a partial area of a trained as a shield plane midplane B played. In this subarea are corresponding connector elements 6 . 6 ' . 7 . 7 ' with connector elements SVE arranged directly on the midplane. Furthermore, filter elements AB are arranged on the midplane B for filtering by way of example. These filter elements can be like in 6 be shown filter capacitors FK or inductors FS or chokes.

In 6 ist eine Ausführungsvariante einer möglichen Anordnung für Filterelemente FS, FK dargestellt. Mit dieser Ausgestaltung einer Anordnung von Filterelementen FS, FK für eine beispielsweise als Midplane oder Backplane ausgebildeten Leiterplatte B kann flexibel auf Messergebnisse einer EMV-Messung eingegangen werden, indem in die Anschlussstellen AS der Leiterplatte B auswechselbare Filterelemente bestimmungsgemäß eingepresst oder eingelötet werden. In die als Einpress- bzw. Einlötlöcher ausgebildeten Öffnungen der Anschlussstellen werden je nach Messergebnis einer EMV-Messung die Filterelemente AB mit ihren Kontaktstiften eingepresst bzw eingelötet. Eine Mehrfachanordnung von diesen Bauteilen einer Filtereinheit ist möglich. Bei keiner Verwendung der bereits in der Leiterplatte integrierten induktiv wirkenden Filterelemente werden diese überbrückt.In 6 an embodiment variant of a possible arrangement for filter elements FS, FK is shown. This configuration of an arrangement of filter elements FS, FK for a printed circuit board B designed, for example, as a midplane or backplane can flexibly respond to measurement results of an EMC measurement by virtue of the fact that interchangeable filter elements are pressed or soldered in as intended in the connection points AS of the printed circuit board B. Depending on the measurement result of an EMC measurement, the filter elements AB are pressed or soldered with their contact pins into the openings of the connection points designed as press-fit or solder-in holes. A multiple arrangement of these components of a filter unit is possible. When using the inductively acting filter already integrated in the circuit board these elements are bridged.

Die Kontaktstifte der Filterkondensatoren FK kontaktieren zum einem die mit dem Signal verbundene Lage und zum anderem eine beliebige Masse bzw. Ground-Lage.The Contact pins of the filter capacitors FK contact to one the position connected with a signal and on the other any Ground or ground position.

Ähnlich ist der Aufbau von Verwendung der Filter-Drosseln. Hier muss beachtet werden, dass Drosseln in den Stromkreis seriell eingebracht werden müssen.Similar is the construction of using the filter chokes. Here must be noted be that throttles are inserted into the circuit serially have to.

Claims

Arrangement of filter elements (AB) on a printed circuit board (B), in particular a backplane or midplane, with at least one conductor track plane, which is arranged in particular between a shielded and an unshielded space, characterized in that on the circuit board (B) connection points (AS ) are provided for the integration of filter elements (AB), wherein with the integration of filter elements, a decoupling of electromagnetic interference signals is effected.

Arrangement according to claim 1, characterized in that the connection points (AS) are designed such that a parallel or serial arrangement (FK, FS) several filter elements parallel or serial afterwards can be connected.

Arrangement according to claim 1, characterized that the filter elements from parallel insertable capacitors (FK) and the inductive elements (FS) according to the required inductance on prefabricated Connection points (AS) are bridged.

Arrangement according to claim 1, characterized that the filter elements (FK, FS) in the designated connection points (AS), adjusted to the disturbance variable, if necessary solvable can be integrated.