810-800081-022 LAM VME背板PCB 模拟量功能

810-800081-022 LAM VME背板PCB

VPX架构基于VME总线技术发展而来,是由VITA协会推出和维护的国际标准总线架构。从板材选型、叠层结构、关键信号线及PCB工艺等各方 面进行分析设计，提出VPX机箱背板PCB信号完整性设计方案。 VPX架构是目前主流的模块化、通用化、开放式机箱架构,于VME总线技术发展而来，它是由VITA 协会推出和维护的国际标准总线架构。基础 平台以“功能模块化、集成总线化、测试自动化”为设计理念，打造方便、易用的统-集成架构， 可按需配置，堆叠扩展。背板是基础平台所有功能 模块互联的基础，信号的质量对VPX机箱工作的稳定性具有决定性的作用，因此背板PCB信号完整性是基础平台设计的重点。为了解决背板的反 射、串扰以及电源干扰等信号完整性问题，机箱背板在板材选型、叠层结构、 关键信号线及PCB工艺等方面进行了精心设计,并通过信号完整性仿 真颠功能性能测试。 PCB板材及叠层结构是信号完整性的一个重要要素。机箱背板采用FR4-TG170板材,比FR4-TG130具有更高的玻璃态转化温度，耐燃性更好,并 通过指定供应商选取介电常数不大于4.4的板材，以减少串扰发生时传递的能量。背板板厚设计为5.4 mm,在优先考虑信号走线质量的情况下综合 考虑了成本及加工难易度。背板叠层采用14层板，叠层结构如图1所示

　风机的环境负荷和运行负荷会影响动态负载的结构的所有部分。塔基的作用是支持风轮发电机（WTG）的载荷，提供稳定性并吸收额外的载荷。塔基的结构健康被认为是自塔顶往下的结构中对风电机组的性能和支持至关重要的部分。海上风电机组结构的结构健康监测（SHM）系统可以监测风机基础的腐蚀与动态疲劳应力。腐蚀监测虽然是一个重要的测量参数，但其性质决定了它对时间的要求并不高。相反，疲劳状态和模态特性监测是风力发电机组结构重要的 SHM 技术之一。

　　Pulse Structural Monitoring810-800081-022 LAM VME背板PCB为全球可再生能源行业客户提供配备倍福技术的基础 SHM 系统。Pulse 使用倍福的各种 I/O 端子模块集成传感器，因而能够确保在整个结构中进行带时间戳的数据采集。例如，Pulse 采用的 ELM370x 模块是一款 EtherCAT 模拟量输入测量端子模块。这些 ELM 模块具有较高的灵敏度和测量能力，通常用于实验室，也可以集成到工业环境中。此款端子模块可以测量 30 多种不同的电气信号，是一款异常灵活的测量模块，适用于各种传感器。若要确定整个结构高度的结构整体性，确保风力发电机组的运行效率，需要在塔筒自身的四个层面上都布置测量点。这意味着需要分布式布署 I/O，可以靠近加速计和全桥应变计的安装位置。在塔顶部分，每一层都需要两个 ELM3704 模块采集不同的信号，一个 EK1100 EtherCAT 耦合器用于通信和一个电源 PS1011 用于供电。它们都是全封闭的，并在规定的高度上通过磁力吸附在塔壁上，以获取整个塔筒的数据。

　　在温度数据采集方面，Pulse 使用的是倍福标准的模拟量输入 RTD EtherCAT 端子模块 EL3202，它提供的数据可以运行补偿算法。Pulse 在其风力发电机组基础上使用 EtherCAT 及其分布式时钟功能，表明他们致力于实现高精度监测，并由此实现同步数据。这种同步是分析整体结构重要数据的关键，能够以时序从沿着结构长边、810-800081-022 LAM VME背板PCB塔顶以及单桩基础布署的高精度加速计、应变计和温度传感器中采集数据。

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The VPX architecture is based on VME bus technology and is an international standard bus architecture introduced and maintained by the VITA Association. Analyze and design from various aspects such as plate selection, stacking structure, key signal lines, and PCB process, and propose a signal integrity design plan for the VPX chassis backplane PCB. The VPX architecture is currently the mainstream modular, universal, and open chassis architecture, developed from VME bus technology. It is an international standard bus architecture introduced and maintained by the VITA Association. The basic platform is designed with the concept of "functional modularization, integrated busization, and test automation", creating a convenient and easy-to-use integrated architecture that can be configured as needed and stacked for expansion. The backplane is the foundation for the interconnection of all functional modules on the basic platform, and the quality of the signal plays a decisive role in the stability of the VPX chassis operation. Therefore, the integrity of the backplane PCB signal is the focus of the basic platform design. In order to address signal integrity issues such as reflection, crosstalk, and power interference on the backplane, the chassis backplane has been carefully designed in terms of plate selection, stacking structure, key signal lines, and PCB process. It has also undergone signal integrity simulation and functional performance testing. The PCB board and stacked structure are an important element of signal integrity. The chassis backplane is made of FR4-TG170 board, which has a higher glass transition temperature and better flame resistance than FR4-TG130. A board with a dielectric constant not exceeding 4.4 is selected by a designated supplier to reduce the energy transmitted during crosstalk. The thickness of the back panel is designed to be 5.4 mm, taking into account both cost and processing difficulty while prioritizing the quality of signal wiring. The back panel is stacked with 14 layers, and the stacking structure is shown in Figure 1

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