8.9.6 Разъемы в эс
Для межблочной и внутриблочной коммутации в ЭС применяются различные типы разъемов. По назначению они подразделяются на низкочастотные и высокочастотные, а по виду контактной пары – на штыревые и штепсельные.
К разъемам предъявляются следующие общие требования:
- быстрое соединение и разъединение частей разъемов (гнезда-колодки и вставки) без применения специального инструмента, т.е. минимальное усилие сочленения и расчленение контактов,
- исключение неправильного соединения коммутирующих цепей (необходимость наличия «ключа» в разъеме),
- надежность электрического соединения цепей (необходимость наличия пружинящих контактов, накидных гаек, пружинящих скоб-фиксаторов,
- малое переходное сопротивление контактов (серебрение и золочение бронзовых контактных пар).
В штыревых разъемах применяют контактные пара в виде разрезного гнезда и цилиндрического штыря, а в штепсельных – в виде пружинящего разрезного лепестка и плоского штыря. Промышленностью выпускается большое количество типов разъемов, главными из которых являются разъемы типа ШР (штыревой разъем), 2РМ (разъем малогабаритный), МР, РПС (разъем плоский специальный), РПГ (разъем плоский герметичный), «Наири» (для МЭА), а также высокочастотные разъемы и нестандартные комбинированные разъемы.
Разъем типа ШР применим для межблочной коммутации аппаратуры значительных объемов, например, в стоечно-блочных конструкциях. Он имеет число контактных пар от 3 до 45, диаметр штырей – 1,5; 2,5 ; 3,5 мм. Разъем крупногабаритный, с накидной гайкой, негерметичный, крепится в стенке блока с помощью прямоугольного фланца и четырех винтов.
Для малогабаритной аппаратуры применимы разъемы типа 2РМ , конструктивно аналогичные ШР , но меньших размеров. Число контактных пар составляет от 4 до 50; диаметр контактных штырей 1; 1,5 ; 2 и 3 мм; диаметр корпуса колодки-гнезда от 14 до 42 мм. Колодки разъемов выполняются герметичными 2РМГ, герметичными силовыми 2РМД, проходными 2РМП, специальными 2РМГС, а вставки негерметичными. Разъем термостойкий.
Применение рассмотренных выше типов разъемов в МЭА представляет собой диспропорцию по отношению к весу и объему самих блоков ЭС. Например, в блоке ОЗУ, имеющем объем 600-400 см3, объем разъемов 2РМД вместе с объемом вставок составляет 200-300 см3, то есть больше 1/3.
Поэтому в этих случаях применяют миниатюрные разъемы типа РГС, РПС и «Наири».
К основным требованиям,предъявляемым к разъёмам МЭА, относятся минимальные габариты и масса, высокая надёжность, большая коммутационная способность, повышенные значения допустимых токов и напряжений, технологичность.
Рис.8.28.Конструкция разъёма типа РПС.
1 – каркас: 2 – штырь; 3 – втулка; 4 – стеклянный изолятор; 5 – корпус.
Одним из таких разъёмов, удовлетворяющих поставленным требованиям, является низкочастотный разъём типа РПС (рис.8.28), имеющий, например, при 37 контактах размеры 31,5х10х5,2 мм. Шаг между выводами разъёма составляет 1,3 мм. Разъём имеет 7, 15, 21 контакт при однорядном расположении штырей и 37 контактов при двухрядном расположении. Контактная пара состоит из штыря – «витка» и гнезда – втулки, имеющих семь точек касания. Разъём способен работать в интервале температур -60…+85 0С при относительной влажности 98% с ускорениями при вибрациях до 40g. и пониженном давлении 665 Па (5 мм рт. ст.). Разработан также ещё более малогабаритный разъём, имеющий при 37 контактах размеры 19х6х3 мм и шаг 0,8 мм. Рабочие токи и напряжения этого разъёма по сравнению с РПС уменьшены в 3 раза.
Рис.8.29.Нестандартные разъёмы МЭА:
а – комбинированный; б – низкочастотный; в – высокочастотные.
Для блоков и устройств с большим количеством абонентов, например устройства ввода – вывода в ЭВМ, используются разъёмы РГС с количеством выводов 32 и 50. Шаг между выводами составляет 2,5 мм.
Разъем «Наири» конструктивно аналогичен РПС, но имеет меньшие габариты (19 х 6 х 3 мм и шаг 0,8мм). На рисунке 8.29 показаны конструкции комбинированных нестандартных разъемов. В высокочастотных разъемах в качестве изолятора применяют фторопластовые втулки и спай ковара и стекла.
8.9.6.1 Разъемы для внутриблочных соединений.
Наиболее надежным является разъем ГРПМ (гиперболоидный разъем, прямоугольной формы малогабаритный). Контактная гиберболоидная поверхность в паре «штырь-гнездо» образует между гладким цилиндрическим штырем диаметром 1 или2 мм (в зависимости от типа разъема) и несколькими бронзовыми проволочками, расположенными продольно по внутренней поверхности цилиндрического гнезда (под углом 80 к образующей (рисунок 8.30)).
Для штыря 1 мм предусмотрено 6 проволочек в гнезде, для штыря 2 мм – 12.
Разъемы ГРПМ рассчитаны на Uраб =1мВ..250В, токи от 1мкА до 3 А(на одну контактную пару) и не менее, чем на 1000 сочленений – расчленений. В зависимости от климатических требований применяются золоченые (индекс в обозначении «1») или посеребренные (индекс «2») контактные пары.
Типовой ряд предусматривает разъемы для объемного (проволочного) монтажа ГРПМ2 (КЕО.364.006 ТУ) и для печатного монтажа ГРПМ1 (КЕО.364.006 ТУ). Вилки разъемов обоих типов состоят из пластмассового корпуса, в который заармированы контактные штыри и два штыря-ловителя по краям. В корпусе розетки предусмотрены гнезда-ловители и контактные гнезда. Ловители нужны для механической разгрузки контактных пар в случае перекоса при сочленении.
В аппаратуре бытового назначения в качестве вилки используется концевая печатная вставка.
Число контактов в вилке печатного разъема и соответствующее место расположения ключа следующее:
Число контактов N в разъеме 6 8 12 16 20 24 30 36 44 56
Число контактов n до ключа 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Контакты в разъеме могут располагаться с шагом lш= 3мм или lш= 4мм
Конструкция вилки показана на рисунке.8.31.
В качестве ответной части используют розетки РГО-44Н ТУ 25-01 ДЯ3.647.018
Ламели покрывают сплавом на основе палладия и серебра.
Контрольные вопросы.
1. Дайте определение электромагнитной совместимости ЭС.
2. Причина актуальности ЭМС?
3. Что такое «статическая помехоустойчивость» цифровых ИС?
4. Которая ИС более помехоустойчива? С большим или малым перепадом напряжений логического «0» и «1»?
5. Перечислите вероятные источники помех, вероятные приемники (рецепторы) помех.
6. Начертите принципиальную схему ВИПа. Приведите факторы, влияющие на кондуктивные помехи на высоких и низких частотах.
7. Какие Вы знаете виды паразитных связей в ЭС?
8. Какую роль играет «заземление»?
9. Почему каждый корпус цифровых ИС в ТЭЗе по питанию шунтируется конденсатором? Поясните.
10. Какие схемы заземления Вы знаете?
11. Поясните схемы запитки цифровых ИС в ТЭЗе.
12. Почему в аналоговых ФЯ МЭА по сравнению с цифровыми труднее обеспечить помехоустойчивость?
13. Почему действие экрана в электрическом поле бывает отрицательно? В каком случае? Поясните.
14. Какой материал используют для экрана в постоянных и медленно изменяющихся полях и в ВЧ – магнитных полях?
15. Что такое «скин –слой»? Где он учитывается в экранировании?
16. Какие виды линий связи Вы знаете?
17. Назовите параметры линий связи.
18. На каких частотах используются коаксиальные кабели? микрополосковые линии?
19. Какие виды контактирования Вы знаете?
20. Каковы требования к разъемным контактным парам?
21. В чем отличия тонкопленочного монтажа от толстопленочного?
22. Какие пленки больше шумят, выполненные по толстопленочной или тонкопленочной технологии? Поясните почему.
23. Требования к электромонтажу.
24. В каких случаях лучше применять объемный монтаж?
25. Назовите преимущества и недостатки шлейфового монтажа.
26. Каким способом формируются проводники на шлейфе?
27. Назовите марки межблочных и внутриблочных разъемов.
28. Какие факторы учитываются при выборе проводов?
29. Для каких целей используется многожильный провод с изоляцией красного цвета?
30. Преимущества печатного монтажа?
31. Существует линия «кабель РК – разъем - витая пара». В чем будет заключаться согласование?
32. В каких конструкторских документах применяется таблица проводов с головкой «откуда идет – куда поступает»?
33. В чем отличия схемы соединения от электромонтажного чертежа?
34. Какой из электромонтажных документов специфицируется и каким образом?