專利名稱：支持多種通信類型數(shù)據(jù)采集卡間通信的可組裝式電路板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)和印刷電路領(lǐng)域，特別涉及一種支持多種通信類型數(shù)據(jù)采集 卡間通信的可組裝式電路板及其制造方法。
背景技術(shù)：
在數(shù)據(jù)采集卡的常見應(yīng)用中，數(shù)據(jù)采集卡通過信號線與壓力傳感器、溫度變送器 等數(shù)據(jù)采集終端連接，并將數(shù)字信號或模擬信號轉(zhuǎn)換為計算機可以識別的數(shù)據(jù)。但在兩個 數(shù)據(jù)采集卡直接連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)生以及數(shù)據(jù)采集的應(yīng)用中，僅使用數(shù)據(jù)線無法滿足兩個數(shù) 據(jù)采集卡之間的通信。在兩個數(shù)據(jù)采集卡間進行通信的過程中存在需要施加電壓才能形成 回路以及數(shù)據(jù)采集卡間線路復(fù)雜兩方面的問題。對于某些數(shù)據(jù)采集卡，在數(shù)據(jù)采集卡上的通道連接到數(shù)據(jù)采集終端時，數(shù)據(jù)采集 終端提供通信回路中完成數(shù)據(jù)采集過程需要的電壓。但將兩個數(shù)據(jù)采集卡相連時，需要在 兩個數(shù)據(jù)采集卡之外提供額外的電源進行供電。例如，對于如數(shù)字輸入信號卡和數(shù)字輸出 信號卡間的通信，需要在通信回路間施加一定的電壓才能保證數(shù)據(jù)采集卡間的正常通信。此外，對于具有較多通道數(shù)的數(shù)據(jù)發(fā)生卡和數(shù)據(jù)采集卡，通常需要使用端子板將 數(shù)據(jù)發(fā)生卡發(fā)生的信號分為多路，并通過端子板上的端子引線到數(shù)據(jù)采集的終端。在使用 這種方式進行數(shù)據(jù)采集時，每個數(shù)據(jù)采集卡需要配備一個端子板。對于通常情況下的應(yīng)用， 使用端子板連接數(shù)據(jù)采集卡的接口到數(shù)據(jù)采集終端具有較大的靈活性，但在兩個數(shù)據(jù)采集 卡間的進行通信的應(yīng)用中，對數(shù)據(jù)采集卡上各個通道的連接相對固定，不需要靈活配置數(shù) 據(jù)采集卡上的通道與數(shù)據(jù)采集終端之間的連接。現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集儀器在兩個數(shù)據(jù)采集卡間進行通訊的應(yīng)用中，無法同時滿足使兩 個數(shù)據(jù)采集卡間的信號線路盡量緊湊，兩個數(shù)據(jù)采集卡間的連線所占的空間小，且對于需 要在信號傳輸回路中施加電壓才能正常工作的數(shù)據(jù)采集卡，需要在數(shù)據(jù)采集卡的多個通路 中添加電壓輸出模塊的兩個條件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在至少解決上述技術(shù)缺陷之一，特別提出一種線路簡單、成本低 且數(shù)據(jù)采集卡間連接可靠性高的支持多種通信類型數(shù)據(jù)采集卡間通信的可組裝式電路板 及其制造方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第一方面的實施例提出了一種支持多種通信類型數(shù)據(jù) 采集卡間通信的可組裝式電路板，包括DeviceNet組網(wǎng)電路板，所述DeviceNet組網(wǎng)電路板 上集成有DeviceNet組網(wǎng)線路、第一終端電阻和多個DeviceNet通信接頭；電源模塊電路 板，所述電源模塊電路板位于所述DeviceNet組網(wǎng)電路板的下方，包括第一電源模塊和第 二電源模塊，其中所述第一電源模塊位于所述電源模塊電路板的上側(cè)的一端，所述第二電 源模塊位于所述電源模塊電路板的下側(cè)的另一端；數(shù)字通信端子電路板，所述數(shù)字通信端 子電路板位于所述電源模塊電路板的下方，所述數(shù)字通信端子電路板上安裝有兩對數(shù)字通信接頭，所述兩對數(shù)字通信接頭用于安插數(shù)字輸入數(shù)據(jù)采集卡和數(shù)字輸出數(shù)據(jù)采集卡；以 及模擬通信端子電路板，所述模擬通信端子電路板位于所述數(shù)字通信端子電路板的下方， 所述模擬通信端子電路板上安裝有兩對模擬通信接頭，所述模擬通信接頭用于安插模擬輸 入數(shù)據(jù)采集卡和模擬輸出數(shù)據(jù)采集卡；在所述DeviceNet組網(wǎng)電路板、電源模塊電路板、數(shù) 字通信端子電路板和模擬通信端子電路板的四角分別設(shè)有通孔，在所述DeviceNet組網(wǎng)電 路板和模擬通信端子電路板的通孔內(nèi)安裝有第一螺柱，在所述電源模塊電路板和數(shù)字通信 端子電路板的通孔內(nèi)安裝有第二螺柱，其中所述第一螺柱沿軸向的長度小于所述第二螺柱 沿軸向的長度，所述DeviceNet組網(wǎng)電路板、電源模塊電路板、數(shù)字通信端子電路板和模擬 通信端子電路板通過所述第一螺柱與第一螺母的配合以及所述第二螺柱與第二螺母的配 合進行固定，其中，所述第一螺母沿軸向的長度小于所述第二螺母沿軸向的長度。根據(jù)本發(fā)明實施例的支持多種通信類型數(shù)據(jù)采集卡間通信的可組裝式電路板可 以支持多種通信類型數(shù)據(jù)采集卡間通信，包括數(shù)字輸入、數(shù)字輸出、模擬輸入、模擬輸出和 DeviceNet0 一方面減少了由于使用端子板連接數(shù)據(jù)采集卡導(dǎo)致的線路復(fù)雜和不穩(wěn)定的缺 點；另一方面通過使用獨立放置電源模塊電路板對需要供電的數(shù)據(jù)采集卡上進行通電，有 效減少了電源模塊發(fā)熱和電磁干擾對通信回路的影響，并且在電源模塊電路板板的兩端和 兩面安放電源模塊，優(yōu)化了兩個電源的散熱。從而本發(fā)明可以有效降低數(shù)據(jù)采集卡間通信 的線路復(fù)雜度及線路連接成本，提高數(shù)據(jù)采集卡間連接的可靠性。本發(fā)明的第二方面的實施例提出了第一方面實施例所述的支持多種通信類型數(shù) 據(jù)采集卡間通信的可組裝式電路板的制造方法，包括如下步驟制備DeviceNet組網(wǎng)電路板、電源模塊電路板、數(shù)字通信端子電路板和模擬通信 端子電路板，其中所述DeviceNet組網(wǎng)電路板、電源模塊電路板、數(shù)字通信端子電路板和模 擬通信端子電路板的四角分別設(shè)有通孔；在所述DeviceNet組網(wǎng)電路板和模擬通信端子電路板的通孔內(nèi)安裝第一螺柱，在 所述電源模塊電路板和數(shù)字通信端子電路板的通孔內(nèi)安裝第二螺柱；以及將所述第一螺柱與第一螺母、所述第二螺柱與第二螺母分別相配合以將所述 DeviceNet組網(wǎng)電路板、電源模塊電路板、數(shù)字通信端子電路板和模擬通信端子電路板按照 從上到下的順序固定。根據(jù)本發(fā)明實施例的支持多種通信類型數(shù)據(jù)采集卡間通信的可組裝式電路板的 制造方法，可以簡便的制備支持多種通信類型數(shù)據(jù)采集卡間通信的可組裝式電路板，該可 組裝式電路板可以支持多種通信類型數(shù)據(jù)采集卡間通信，包括數(shù)字輸入、數(shù)字輸出、模擬輸 入、模擬輸出和DeviceNet，并且可以有效降低數(shù)據(jù)采集卡間通信的線路復(fù)雜度及線路連接 成本，提高數(shù)據(jù)采集卡間連接的可靠性。此外，通過調(diào)整螺柱與螺母的配合可以調(diào)整多個電 路板之間的距離。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中
圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的支持多種通信類型數(shù)據(jù)采集卡間通信的可組裝式電 路板的結(jié)構(gòu)圖；圖2為圖1所示的可組裝式電路板的剖視圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例的電源模塊電路板的結(jié)構(gòu)圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例的DeviceNet通信線纜的定義；圖5為根據(jù)本發(fā)明實施例的DeviceNet組網(wǎng)電路板的結(jié)構(gòu)圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明實施例的100-pin SCSI-II接頭的示意圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明實施例的數(shù)字輸入和數(shù)字輸出通信回路的等效電路圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明實施例的數(shù)字通信端子電路板的示意圖；圖9為根據(jù)本發(fā)明實施例的模擬輸入數(shù)據(jù)采集卡的接頭針腳定義圖；圖10為根據(jù)本發(fā)明實施例的模擬輸出數(shù)據(jù)采集卡的接頭的針腳定義圖；圖11為根據(jù)本發(fā)明實施例的模擬輸入和模擬輸出通信中單個通信通道的等效電 路圖；圖12為根據(jù)本發(fā)明實施例的模擬輸入數(shù)據(jù)采集卡和模擬輸出數(shù)據(jù)采集卡之間通 信的模擬通信端子電路板；以及圖13為根據(jù)本發(fā)明實施例的圖1所示的可組裝式電路板的制造方法的示意圖。
具體實施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。下面參考圖1和圖2描述根據(jù)本發(fā)明實施例的支持多種通信類型數(shù)據(jù)采集卡間通 信的可組裝式電路板。其中，可組裝式電路板中的電路板組件包括兩種類型，其一為負(fù)載電 源模塊的電源模塊電路板，用于負(fù)載向其臨近的電路板組件供電；其二為用于連接多個數(shù) 據(jù)采集卡端子的端子電路板，用于連接多個數(shù)據(jù)采集卡，其上分布了用于形成數(shù)據(jù)采集卡 通信的電路。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的支持多種通信類型數(shù)據(jù)采集卡間通信的可組 裝式電路板包括DeviceNet組網(wǎng)電路板100，其中DeviceNet組網(wǎng)電路板100上集成有 DeviceNet組網(wǎng)線路、第一終端電阻和多個DeviceNet通信接頭；電源模塊電路板200，其 中電源模塊電路板200位于DeviceNet組網(wǎng)電路板100的下方；數(shù)字通信端子電路板300， 其中數(shù)字通信端子電路板300位于電源模塊電路板200的下方；以及模擬通信端子電路板 400，其中模擬通信端子電路板400位于數(shù)字通信端子電路板300的下方。如圖2所示，為了便于拆卸和組合各個電路板且可以更好地固定各個電路板，在 DeviceNet組網(wǎng)電路板100、電源模塊電路板200、數(shù)字通信端子電路板300和模擬通信 端子電路板400的四角分別設(shè)有通孔，并通過螺柱和螺母連接各個電路板。具體而言，在 DeviceNet組網(wǎng)電路板100和模擬通信端子電路板400的各個通孔內(nèi)安裝有第一螺柱520， 通過第一螺母510與第一螺柱520進行配合，從而可以固定可組裝式電路板兩端的高度。在電源模塊電路板200和數(shù)字通信端子電路板300的各個通孔內(nèi)安裝有第二螺柱 620，通過第二螺母610與第二螺柱620進行配合，可以固定相應(yīng)的電路板。并且通過調(diào)整
6第二螺母610與第二螺柱620的嚙合距離，可以調(diào)節(jié)相鄰電路板之間的高度。通過第一螺 柱510與第一螺母520的配合以及第二螺柱620與第二螺母610的配合對DeviceNet組網(wǎng) 電路板100、電源模塊電路板200、數(shù)字通信端子電路板300和模擬通信端子電路板400進 行固定。第二螺柱620可以將安裝在兩端的螺母固定在電路板的兩個面上。第二螺母610 可以將相鄰兩個電路板間隔開一定的高度，從而避免由于放置不同電路板組件上的器件而 發(fā)生的碰撞。在本發(fā)明的一個實施例中，第一螺柱520沿軸向的長度小于第二螺柱620沿軸向 的長度，第一螺母510沿軸向的長度小于第二螺母610沿軸向的長度。其中，第一螺柱520、 第二螺柱620、第一螺母510和第二螺母610均設(shè)有螺紋。通過螺柱與螺母的配合固定DeviceNet組網(wǎng)電路板100、電源模塊電路板200、數(shù) 字通信端子電路板300和模擬通信端子電路板400，從而形成一個四層的可組裝式電路板。 在該可組裝式電路板中，從上往下的四個電路板組件分別為DeviceNet組網(wǎng)電路板100、電 源模塊電路板200、數(shù)字通信端子電路板300、模擬通信端子電路板400。下面結(jié)合具體實施例分別對DeviceNet組網(wǎng)電路板100、電源模塊電路板200、數(shù) 字通信端子電路板300和模擬通信端子電路板400進行說明。如圖3所示，電源模塊電路板200需要同時向其鄰近的兩個電路板供電，即電源模 塊電路板200需要向DeviceNet組網(wǎng)電路板100和數(shù)字通信端子電路板300供電。為實現(xiàn) 上述目的，電源模塊電路板200包括第一電源模塊210、第二電源模塊220以及通孔250。其 中第一電源模塊210位于電源模塊電路板200的上側(cè)的一端(圖3中的左端)，第二電源模 塊220位于電源模塊電路板200的下側(cè)的另一端(圖3中的右端)。當(dāng)然本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，第一電源模塊210也可以位于電源模塊電路 板200的上側(cè)的另一端(圖3中的右端)，第二電源模塊220位于電源模塊電路板200的下 側(cè)的一端(圖3中的左端)。只要第一電源模塊210和第二電源模塊220的安裝位置滿足 位于電源模塊電路板200的兩面，且位于相距較遠(yuǎn)的兩端，則落入本發(fā)明的保護范圍。通過 在相距較遠(yuǎn)的兩端且電路板的兩面安放電源模塊可以減少電源模塊工作時的散熱，從而減 小散熱對可組裝式電路板的影響。第一電源模塊210用于向DeviceNet組網(wǎng)電路板100提供第一直流電源。在第一 電源模塊210的側(cè)面設(shè)置有第一輸入交流電源端子230和第一輸出直流電源端子M0，其中 第一輸入交流電源端子230和第一輸出直流電源端子240設(shè)置在第一電源模塊210的不同 的側(cè)面。第一電源模塊210將由第一輸入交流電源端子230輸入的220V交流電源轉(zhuǎn)換為 第一直流電源，并通過第一輸出直流電源端子240將第一直流電源輸送給DeviceNet組網(wǎng) 電路板100。在本發(fā)明的一個實施例中，第一直流電源為24V直流電源。第二電源模塊220用于向數(shù)字通信端子電路板300提供第二直流電源。在第二電 源模塊220的側(cè)面設(shè)置有第二輸入交流電源端子和第二輸出直流電源端子，其中第二輸入 交流電源端子和第二輸出直流電源端子設(shè)置在第二電源模塊220的不同的側(cè)面。第二電源 模塊220將由第二輸入交流電源端子輸入的220V交流電源轉(zhuǎn)換為第二直流電源，并通過第 二輸出直流電源端子將第二直流電源輸送給數(shù)字通信端子電路板3000。在本發(fā)明的一個實 施例中，第二直流電源為5V直流電源。在DeviceNet組網(wǎng)電路板100上集成有DeviceNet組網(wǎng)線路、第一終端電阻和多個DeviceNet通信接頭，如圖4所示，DeviceNet使用DeviceNet進行通信的組網(wǎng)方式是干 線-支線模式，即每個通信結(jié)點的五根線均使用支線線纜搭接到干線的相應(yīng)線纜上。如圖 5所示，在干線上搭接了一個主站卡端子接頭120以及十個從站卡端子接頭130。其中，干 線包括五根線纜實現(xiàn)通信，分別為正極電源線V+、負(fù)極電源線V-、第一信號線CAN_H、第二 信號線CAN_L和屏蔽線SHIELD。其中，在正極電源線V+和負(fù)極電源線V-與第一輸出直流 電源端子240相連，以接入來自電源模塊電路板200的24V直流電源。在形成DeviceNet通信網(wǎng)絡(luò)時，干線的始端與DeviceNet主站卡接頭連接，且在距 離主站卡端子接頭120較遠(yuǎn)端，即干線的末端的第一信號線CAN_H和第二信號線CAN_L之 間連接第一終端電阻110，用于消除在通信電纜中的信號反射。其中，第一終端電阻110參 數(shù)為121 Ω 士 1%，1/4瓦特。由于數(shù)字輸入和數(shù)字輸出為單向的通信過程，數(shù)字輸入數(shù)據(jù)采集卡和數(shù)字輸出數(shù) 據(jù)采集卡在使用兩個卡直接通信時，需要同時使用四個數(shù)據(jù)采集卡，即兩個數(shù)字輸入數(shù)據(jù) 采集卡和兩個數(shù)字輸出數(shù)據(jù)采集卡。因此，數(shù)字通信端子電路板300上安裝有兩對數(shù)字通 信接頭，即在數(shù)字通信端子電路板300的兩端安裝四個數(shù)字通信接頭，其中，兩對數(shù)字通信 接頭用于安插數(shù)字輸入數(shù)據(jù)采集卡和數(shù)字輸出數(shù)據(jù)采集卡。具體而言，在數(shù)字通信端子電 路板300用于形成數(shù)字通信回路時，兩對數(shù)字通信接頭中的一對數(shù)字通信接頭用于安插第 一數(shù)字輸入數(shù)據(jù)采集卡和第一數(shù)字輸出數(shù)據(jù)采集卡，另一對數(shù)字通信接頭用于安插第二數(shù) 字輸出數(shù)據(jù)采集卡和第二數(shù)字輸入數(shù)據(jù)采集卡。其中，在第一數(shù)字輸出數(shù)據(jù)采集卡和第二 數(shù)字輸出數(shù)據(jù)采集卡的端子處連接第二輸出直流電源端子，從而接入有電源模塊電路板 200提供的5V直流電源。下面數(shù)字輸入數(shù)據(jù)采集卡以ADLINK PCI_7433為例，數(shù)字輸出數(shù)據(jù)采集 卡以ADLINK PCI_7434為例進行說明。其中，上述兩種數(shù)據(jù)采集卡的端子均為 100-pinSCSI-II的接頭。圖6示出了上述兩種數(shù)據(jù)采集卡的端子的形狀。為了使數(shù)字輸入和數(shù)字輸出可以形成的回路工作，需要在通信回路中施加5V到 35V的直流電源。圖7示出了單個直流數(shù)字輸入和數(shù)字輸出回路的電路。如圖7所示，圓形表 示數(shù)據(jù)采集卡端子處的針腳，其中VDD、D0和GND針腳位于數(shù)字輸出數(shù)據(jù)采集卡ADLINK PCI-7434的端子上，DI和COM針腳位于數(shù)字輸入數(shù)據(jù)采集卡ADLINK PCI-7433的端子 上。Rl和R1，分別為PCI-7434中DO針腳與VDD針腳、GND針腳間的等效電阻，R2為PCI-7433 中COM針腳和DI針腳間的等效電阻。為了減小接入電源的電源線對通信回路的影響，縮短 供電電源線路的長度，在端子處接入供電電源的兩極，即接入電源模塊電路板200提供的 5V直流電源。如圖8所示，由于PCI-7433和PCI_74;M數(shù)據(jù)采集卡使用的100-pin SCSI-II端 子接頭為兩排針腳，數(shù)字輸入和數(shù)字輸出端子電路板使用雙面印刷電路板。其中，圖8中左 側(cè)部分為數(shù)字通信端子電路板300正面PCI-7434與PCI-7433的1到50針腳的連線，右側(cè) 部分為數(shù)字通信端子電路板300背面PCI-7434與PCI-7433的1到50針腳的連線。數(shù)字通信端子電路板300正面圖為PCI-7434與PCI-7433的1到50針腳的連線， 包括4組共計32對針腳的直連線，以及四組5V直流電源的供電線路。在圖8中數(shù)字通信 端子電路板300正面圖中，需要在數(shù)字通信端子電路板300的一個面上分布32根兩個端子 間的直連線，以及8個用于接入供電電源的焊點。
由于兩個100針端子上的針腳連線是按照針腳號一一對應(yīng)的，在安裝100針接頭 到電路板上時，需要反轉(zhuǎn)一對數(shù)字通信接頭中的一個通信接頭，同時改變該通信接頭插入 電路板的針腳與電路板上焊臺的接觸面，以此保持具有較大號的針腳與較大號的針腳處于 同一側(cè)，避免在同一面的數(shù)字通信端子電路板300上的針腳連線出現(xiàn)交叉。由于模擬輸入和模擬輸出也為單向的通信過程，模擬輸入數(shù)據(jù)采集卡和模擬輸出 數(shù)據(jù)采集卡在使用兩個卡直接通信時，需要同時使用四個數(shù)據(jù)采集卡，即兩個模擬輸入數(shù) 據(jù)采集卡和兩個模擬輸出數(shù)據(jù)采集卡。因此，模擬通信端子電路板400上安裝有兩對模擬 通信接頭，即在模擬通信端子電路板400的兩端安裝四個模擬通信接頭，其中，兩對模擬通 信接頭用于安插模擬輸入數(shù)據(jù)采集卡和模擬輸出數(shù)據(jù)采集卡。具體而言，在模擬通信端子 電路板400用于形成模擬通信回路時，兩對模擬通信接頭中的一對模擬通信接頭用于安插 第一模擬輸入數(shù)據(jù)采集卡和第一模擬輸出數(shù)據(jù)采集卡，另一對模擬通信接頭用于安插第二 模擬輸出數(shù)據(jù)采集卡和第二模擬輸入數(shù)據(jù)采集卡。其中，在模擬輸入和模擬輸出數(shù)據(jù)采集 卡間通信時，每個通信回路中不需要施加電壓即可通信。下面模擬輸入數(shù)據(jù)采集卡以ADLINK PCI_9114HG為例，模擬輸出數(shù)據(jù)采集卡以 ADLINK PCI-6208V為例進行說明。其中，上述兩種數(shù)據(jù)采集卡的端子均為37-pinD-type 的接頭。模擬輸入數(shù)據(jù)采集卡ADLINK PCI-9114HG的針腳定義如圖9所示，模擬輸出數(shù) 據(jù)采集卡ADLINK PCI-6208V的針腳定義如圖10所示。如圖11所示，在模擬輸入和模擬輸出通信中的單個通信通道，圓形表示模擬數(shù)據(jù) 采集卡端子處的針腳，其中ADLINK PCI-6208V數(shù)據(jù)采集卡上需要使用GND針腳和AO針 腳，ADLINK PCI-9114HG數(shù)據(jù)采集卡上需要使用GND針腳和AI針腳。Rl和R2分別為 PCI-6208V中GND針腳和AO針腳間、PCI-9114HG中GND針腳和AI針腳間的等效電阻。圖 中GND針腳和GND針腳間、AO針腳和AI針腳間分別以信號線相連，用于實現(xiàn)兩個數(shù)據(jù)采集 卡間的通信。ADLINK PCI-6208V數(shù)據(jù)采集卡屬于8通道模擬輸出卡，ADLINK PCI-9114HG 數(shù)據(jù)采集卡屬于32通道模擬輸入卡。當(dāng)兩個卡直接通信時，只能實現(xiàn)兩個卡最小通道數(shù) 的通信，所以當(dāng)這兩個卡進行通信時，只能進行8個通道的模擬信號通信。圖12示出了 ADLINK PCI-6208V數(shù)據(jù)采集卡和ADLINK PCI-9114HG數(shù)據(jù)采集卡間通信的模擬通信 端子電路板400的連接。由于兩個電路板接頭間的連接連線數(shù)量較少，使用單面印刷電路板即可完成布 線。由于兩個37針端子上的針腳連線是按照針腳號的大小順序排列的，在安裝100針接頭 到電路板上時，需要反轉(zhuǎn)一對模擬通信接頭中的一個模擬通信接頭，以此保持具有較大號 的針腳與較大號的針腳處于同一側(cè)，避免在同一面模擬通信端子電路板400上的針腳連線 出現(xiàn)交叉。根據(jù)本發(fā)明實施例的支持多種通信類型數(shù)據(jù)采集卡間通信的可組裝式電路板可 以支持多種通信類型數(shù)據(jù)采集卡間通信，包括數(shù)字輸入、數(shù)字輸出、模擬輸入、模擬輸出和 DeviceNet，滿足支持多種通信協(xié)議的多個數(shù)據(jù)采集卡間通信的需求，解決在數(shù)據(jù)采集卡間 通信回路中施加電壓的困難，并避免使用端子板來減小數(shù)據(jù)采集卡間通信線路復(fù)雜、易出 錯的問題。本發(fā)明可以有效減少由于使用端子板連接數(shù)據(jù)采集卡導(dǎo)致的線路復(fù)雜和不穩(wěn)定 的缺點，并使用獨立放置電源模塊電路板對需要供電的數(shù)據(jù)采集卡上的通路進行通電，有效減少電源模塊發(fā)熱和電磁干擾對通信回路的影響。此外，通過在電路板兩端的端子處給 通信回路供電減少供電線路對通信回路的影響。通過在電源模塊電路板的兩端和兩面安放 電源模塊，優(yōu)化了兩個電源的散熱。另外，通過反轉(zhuǎn)數(shù)字通信端子電路板或模擬通信端子電 路板上一對通信接頭中的一個通信接頭，并改變雙面電路板中一個通信接頭插入相應(yīng)電路 板的針腳與相應(yīng)電路板相連的焊臺所在面，避免了在兩個通信接頭間連線時出現(xiàn)交叉。本 發(fā)明可以有效降低數(shù)據(jù)采集卡間通信的線路復(fù)雜度及線路連接成本，提高數(shù)據(jù)采集卡間連 接的可靠性。下面參考圖13描述根據(jù)本發(fā)明實施例支持多種通信類型數(shù)據(jù)采集卡間通信的可 組裝式電路板的制造方法。如圖13所示，支持多種通信類型數(shù)據(jù)采集卡間通信的可組裝式電路板的制造方 法包括如下步驟SlOl 制備DeviceNet組網(wǎng)電路板、電源模塊電路板、數(shù)字通信端子電路板和模擬 通信端子電路板；結(jié)合圖1至圖3所示，在DeviceNet組網(wǎng)電路板100、電源模塊電路板200、數(shù)字通 信端子電路板300和模擬通信端子電路板400的四角分別設(shè)置通孔。DeviceNet組網(wǎng)電路板100上集成有DeviceNet數(shù)據(jù)采集卡。電源模塊電路板200包括第一電源模塊210和第二電源模塊220，其中第一電源 模塊210位于電源模塊電路板200的上側(cè)的一端，第二電源模塊220位于電源模塊電路板 200的下側(cè)的另一端。數(shù)字通信端子電路板300上安裝有兩對數(shù)字通信接頭，用于安插數(shù)字輸入數(shù)據(jù)采 集卡和數(shù)字輸出數(shù)據(jù)采集卡。模擬通信端子電路板400上安裝有兩對模擬通信接頭，用于安插模擬輸入數(shù)據(jù)采 集卡和模擬輸出數(shù)據(jù)采集卡。S102 在DeviceNet組網(wǎng)電路板和模擬通信端子電路板的通孔內(nèi)安裝第一螺柱， 在電源模塊電路板和數(shù)字通信端子電路板的通孔內(nèi)安裝第二螺柱；在DeviceNet組網(wǎng)電路板100和模擬通信端子電路板400的各個通孔內(nèi)安裝有第 一螺柱520，在電源模塊電路板200和數(shù)字通信端子電路板300的各個通孔內(nèi)安裝有第二螺 柱620。其中，第一螺柱520沿軸向的長度小于第二螺柱620沿軸向的長度。S103 將DeviceNet組網(wǎng)電路板、電源模塊電路板、數(shù)字通信端子電路板和模擬通 信端子電路板按照從上到下的順序固定。將第一螺柱520與第一螺母510進行配合，從而可以固定可組裝式電路板兩端的 高度。將第二螺柱620與第二螺母610進行配合，可以固定相應(yīng)的電路板。并且通過調(diào)整 第二螺母610與第二螺柱620的嚙合距離，可以調(diào)節(jié)相鄰電路板之間的高度。其中，第一螺 母510沿軸向的長度小于第二螺母610沿軸向的長度。第二螺柱620可以將安裝在兩端的螺母固定在電路板的兩個面上。第二螺母610 可以將相鄰兩個電路板間隔開一定的高度，從而避免由于放置不同電路板組件上的器件而 發(fā)生的碰撞。其中，第一螺柱520、第二螺柱620、第一螺母510和第二螺母610均設(shè)有螺紋。通過第一螺柱510與第一螺母520的配合以及第二螺柱620與第二螺母610的配 合對DeviceNet組網(wǎng)電路板100、電源模塊電路板200、數(shù)字通信端子電路板300和模擬通
10信端子電路板400按照從上到下的順序進行固定，從而形成圖1中所示的四層的可組裝式 電路板。在該可組裝式電路板中，從上往下的四個電路板組件分別為DeviceNet組網(wǎng)電路 板100、電源模塊電路板200、數(shù)字通信端子電路板300、模擬通信端子電路板400。根據(jù)本發(fā)明實施例的支持多種通信類型數(shù)據(jù)采集卡間通信的可組裝式電路板的 制造方法，可以簡便的制備支持多種通信類型數(shù)據(jù)采集卡間通信的可組裝式電路板，該可 組裝式電路板可以支持多種通信類型數(shù)據(jù)采集卡間通信，包括數(shù)字輸入、數(shù)字輸出、模擬輸 入、模擬輸出和DeviceNet，并且可以有效降低數(shù)據(jù)采集卡間通信的線路復(fù)雜度及線路連接 成本，提高數(shù)據(jù)采集卡間連接的可靠性。此外，利用本發(fā)明實施例的制造方法制造的可組裝 式電路板可以通過調(diào)整螺柱與螺母的配合可以調(diào)整多個電路板之間的距離。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示 例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特 點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不 一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何 的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以 理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換 和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
權(quán)利要求
1.一種支持多種通信類型數(shù)據(jù)采集卡間通信的可組裝式電路板，其特征在于，包括DeviceNet組網(wǎng)電路板，所述DeviceNet組網(wǎng)電路板上集成有DeviceNet組網(wǎng)線路、第一終端電阻和多個DeviceNet通信接頭；電源模塊電路板，所述電源模塊電路板位于所述DeviceNet組網(wǎng)電路板的下方，包括 第一電源模塊和第二電源模塊，其中所述第一電源模塊位于所述電源模塊電路板的上側(cè)的 一端，所述第二電源模塊位于所述電源模塊電路板的下側(cè)的另一端；數(shù)字通信端子電路板，所述數(shù)字通信端子電路板位于所述電源模塊電路板的下方，所 述數(shù)字通信端子電路板上安裝有兩對數(shù)字通信接頭，所述兩對數(shù)字通信接頭用于安插數(shù)字 輸入數(shù)據(jù)采集卡和數(shù)字輸出數(shù)據(jù)采集卡；以及模擬通信端子電路板，所述模擬通信端子電路板位于所述數(shù)字通信端子電路板的下 方，所述模擬通信端子電路板上安裝有兩對模擬通信接頭，所述模擬通信接頭用于安插模 擬輸入數(shù)據(jù)采集卡和模擬輸出數(shù)據(jù)采集卡；在所述DeviceNet組網(wǎng)電路板、電源模塊電路板、數(shù)字通信端子電路板和模擬通信端 子電路板的四角分別設(shè)有通孔，在所述DeviceNet組網(wǎng)電路板和模擬通信端子電路板的通 孔內(nèi)安裝有第一螺柱，在所述電源模塊電路板和數(shù)字通信端子電路板的通孔內(nèi)安裝有第二 螺柱，其中所述第一螺柱沿軸向的長度小于所述第二螺柱沿軸向的長度，所述DeviceNet組網(wǎng)電路板、電源模塊電路板、數(shù)字通信端子電路板和模擬通信端子 電路板通過所述第一螺柱與第一螺母的配合以及所述第二螺柱與第二螺母的配合進行固 定，其中，所述第一螺母沿軸向的長度小于所述第二螺母沿軸向的長度。
2.如權(quán)利要求1所述的可組裝式電路板，其特征在于，所述DeviceNet組網(wǎng)電路板、電 源模塊電路板、數(shù)字通信端子電路板和模擬通信端子電路板中相鄰電路板之間的距離通過 所述第二螺柱和所述第二螺母的嚙合距離進行調(diào)節(jié)。
3.如權(quán)利要求1所述的可組裝式電路板，其特征在于，在所述第一電源模塊的側(cè)面設(shè) 置有第一輸入交流電源端子和第一輸出直流電源端子，所述第一電源模塊用于將所述第一輸入交流電源端子輸入的交流電源轉(zhuǎn)換為第一直 流電源，并通過所述第一輸出直流電源端子將所述第一直流電源輸送給所述DeviceNet組 網(wǎng)電路板。
4.如權(quán)利要求1所述的可組裝式電路板，其特征在于，在所述第二電源模塊的側(cè)面設(shè) 置有第二輸入交流電源端子和第二輸出直流電源端子，所述第二電源模塊用于將所述第二輸入交流電源端子輸入的交流電源轉(zhuǎn)換為第二直 流電源，并通過所述第二輸出直流電源端子將所述第二直流電源輸送給所述數(shù)字通信端子 電路板。
5.如權(quán)利要求1所述的可組裝式電路板，其特征在于，所述DeviceNet組網(wǎng)電路板為干 線-支線模式，其中干線包括正極電源線、負(fù)極電源線、第一信號線、第二信號線和屏蔽線， 所述正極電源線和負(fù)極電源線與所述第一輸出直流電源端子相連，用于向所述DeviceNet 組網(wǎng)電路板供電，所述干線的始端與DeviceNet主站卡接頭連接，且所述干線的末端的第一信號線和第 二信號線之間連接有第一終端電阻。
6.如權(quán)利要求1所述的可組裝式電路板，其特征在于，在所述數(shù)字通信端子電路板用于形成數(shù)字通信回路時，所述兩對數(shù)字通信接頭中的一對數(shù)字通信接頭用于安插第一數(shù)字 輸入數(shù)據(jù)采集卡和第一數(shù)字輸出數(shù)據(jù)采集卡，所述另一對數(shù)字通信接頭用于安插第二數(shù)字 輸出數(shù)據(jù)采集卡和第二數(shù)字輸入數(shù)據(jù)采集卡，在所述第一數(shù)字輸出數(shù)據(jù)采集卡和第二數(shù)字輸出數(shù)據(jù)采集卡的端子處連接第二輸出 直流電源端子。
7.如權(quán)利要求6所述的可組裝式電路板，其特征在于，將所述兩對數(shù)字通信接頭中的 一對數(shù)字通信接頭的一個通信接頭進行反轉(zhuǎn)，并改變所述一個通信接頭插入所述數(shù)字通信 端子電路板的針腳與所述數(shù)字通信端子電路板上的焊臺的接觸面以將序號大的針腳放置 于同側(cè)。
8.如權(quán)利要求1所述的可組裝式電路板，其特征在于，在所述模擬通信端子電路板用 于形成模擬通信回路時，所述兩對模擬通信接頭中的一對模擬通信接頭用于安插第一模擬 輸入數(shù)據(jù)采集卡和第一模擬輸出數(shù)據(jù)采集卡，所述另一對模擬通信接頭用于安插第二模擬 輸出數(shù)據(jù)采集卡和第二模擬輸入數(shù)據(jù)采集卡。
9.如權(quán)利要求8所述的可組裝式電路板，其特征在于，將所述兩對模擬通信接頭中的 一對模擬通信接頭的一個通信接頭進行反轉(zhuǎn)，并改變所述一個通信接頭插入所述模擬通信 端子電路板的針腳與所述模擬通信端子電路板上的焊臺的接觸面以將序號大的針腳放置 于同側(cè)。
10.一種權(quán)利要求1所述的可組裝式電路板的制造方法，其特征在于，包括如下步驟制備DeviceNet組網(wǎng)電路板、電源模塊電路板、數(shù)字通信端子電路板和模擬通信端子電路板，其中所述DeviceNet組網(wǎng)電路板、電源模塊電路板、數(shù)字通信端子電路板和模擬通 信端子電路板的四角分別設(shè)有通孔；在所述DeviceNet組網(wǎng)電路板和模擬通信端子電路板的通孔內(nèi)安裝第一螺柱，在所述 電源模塊電路板和數(shù)字通信端子電路板的通孔內(nèi)安裝第二螺柱；以及將所述第一螺柱與第一螺母、所述第二螺柱與第二螺母分別相配合以將所述 DeviceNet組網(wǎng)電路板、電源模塊電路板、數(shù)字通信端子電路板和模擬通信端子電路板按照 從上到下的順序固定。
11.如權(quán)利要求10所述的可組裝式電路板的制造方法，其特征在于，所述第一螺柱沿 軸向的長度小于所述第二螺柱沿軸向的長度，所述第一螺母沿軸向的長度小于所述第二螺 母沿軸向的長度。
12.如權(quán)利要求10所述的可組裝式電路板的制造方法，其特征在于，所述DeviceNet組 網(wǎng)電路板、電源模塊電路板、數(shù)字通信端子電路板和模擬通信端子電路板中相鄰電路板之 間的距離通過所述第二螺柱和所述第二螺母的嚙合距離進行調(diào)節(jié)。
13.如權(quán)利要求10所述的可組裝式電路板的制造方法，其特征在于，所述可組裝式電 路板兩端的高度通過所述第一螺柱與第一螺母的配合進行固定。
全文摘要
本發(fā)明公開一種支持多種通信類型數(shù)據(jù)采集卡間通信的可組裝式電路板，包括DeviceNet組網(wǎng)電路板；電源模塊電路板，位于DeviceNet組網(wǎng)電路板的下方，包括第一電源模塊和第二電源模塊；數(shù)字通信端子電路板，位于電源模塊電路板的下方，安裝有兩對數(shù)字通信接頭；模擬通信端子電路板，位于數(shù)字通信端子電路板的下方，安裝有兩對模擬通信接頭，多個電路板通過不同長度的螺柱與不同長度的螺母的配合進行固定。本發(fā)明的可組裝式電路板可以支持多種通信類型數(shù)據(jù)采集卡間通信，并且有效降低數(shù)據(jù)采集卡間通信的線路復(fù)雜度及線路連接成本，提高數(shù)據(jù)采集卡間連接的可靠性。本發(fā)明還公開了上述可組裝式電路板的制造方法。
文檔編號G06F17/40GK102096724SQ20111000859
公開日2011年6月15日 申請日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者田凌, 蘇孝釤, 黃利平 申請人:清華大學(xué)