连接器、线缆选型及其组件设计规范

PAGEQ/ZXQ/ZXxxxxxxxxxxxxxxxx有限公司企业标准(工艺技术标准)Q/ZX-2001连接器、线缆选型及其组件设计规范连接器、线缆选型及其组件设计规范2001--发布2001--实施xxxxxxxxxxxxxxx有限公司发布Q/SZX-2001PAGE2PAGE1Q/SZX2001-01目次Q/SZX2001-01前言TOC\o"1-1"\h\z1范围 12引用标准 13定义 14连接器的选型 24.1连接器的分类 24.2欧式连接器选型 24.2.1欧式连接器的特性 24.2.2欧式连接器选型 74.32mm连接器选型 74.3.12mm连接器特性 74.3.22mm连接器选型 144.4RF连接器选型 144.5D-Sub连接器的选型 154.6扁平电缆连接器的选型 164.7IC插座的选型 174.8圆形连接器选型 174.9各种接线端子、电源连接器选型 185电缆选型 185.1电线选型 185.2通信电缆的选型 185.3RF电缆的选型 186电缆组件的设计 197验证 19一个类型中的一种特定的连接器。3.1.3规格variant一个类型和品种内或相关的一系列连接器中连接器的变异。4连接器的选型4.1连接器的分类本规范根据CDMA通讯设备实际使用连接器的状况，把连接器分成以下几类：欧式连接器；2mm连接器；RF连接器；D-Sub型连接器；扁平电缆连接器；IC插座；圆形电连接器；各种接线端子、电源连接器；对上述所有连接器的选型，都应满足《系统内、外接口定义及说明》中的要求及相应连接器标准的有关电气、机械、环境要求。4.2欧式连接器选型4.2.1欧式连接器的特性气候类别见表1表1气候类别性能水平气候类别温度范围稳态温热天数d低温℃高温℃温度℃相对湿度155/125/56-551254093%56255/125/21-551254093%21355/125/100-55125不适用耐电压表2耐电压(PL1.2.3)品种B064C096C064C032D032E048E032F048F032G064H015M078M060M042Q064R096R064R032S032T048T032U048U032V064接触件/接触件1000V(r.m.s)1550V(r.m.s)3100V(r.m.s)1000V(r.m.s)接触件/试验板1550V(r.m.s)2550V(r.m.s)3100V(r.m.s)1550V(r.m.s)欧式连接器的脚号排列顺序见图1所示(以24+8为例，插针面向读者)图1欧式连接器的脚号排列顺序接触电阻品种B、C、M、Q、R型为:20mΩ，品种D、E、F、G、S、T、U、V为15mΩ，品种H为8mΩ；绝缘电阻106MΩmin；机械操作最大速度:10mm/s，间隔时间：30s（不插合）表3机械操作性能水平123操作次数50040050插入力与拔出力如表4所示最大速度（10mm/s）表4插入和拔出力品种接触件数目插入和拔出力FMAX(N)连接器质量mMAX1)阳(g)阴(g)B、Q646015C、R9690202564603230M78+特种接触件74（100）2）202560+特种接触件57（200）2）152042+特种接触件40（100）2）1520D、S32401525E、T486020303250F、U487530453250G、V641003555H159030451）计算值2）括号内的值包括特种接触件插合数据①插入方向连接器在完全插合至U=14.2时，应保证达到规定的接触电阻，详见图2图2插入方向垂直于插入方向如果印制板或固定板装连接器是浮动安装的，自由和固定板装连接器的设计应给出至少1mm能调节的位移量（注：对于固定板装连接器的刚性安装，安装机架必须有适当严格的公差。）。图3垂直于插入方向倾斜度自由和固定板装连接器的设计允许有倾斜度误差，其纵轴向为±4°,横轴向为±4°。图4倾斜度轴测图和尺寸图5轴测图表5轴测图尺寸字母代号尺寸说明mmineq\o\ac(○,C1)953.74固定板装连接器的最大长度eq\o\ac(○,M)17.215.60.6770.614电啮合的范围（见图4）注：仅供参考eq\o\ac(○,X1)903.543固定板装连接器两个安装孔之间的距离eq\o\ac(○,X2)88.93.5自由板装连接器两个安装孔之间的距离注：安装孔也应按60097规定的2.54mm网格排列eq\o\ac(○,a)5.630.222固定板装连接器的基准点与通过32号接端的中心线之间的距离eq\o\ac(○,b)0.30.012固定板装连接器的基准线与通过“b”排接端中心线之间的距离eq\o\ac(○,c)n2.54n0.1固定板装连接器接端的间距注：当采用22.54mm=5.08mm的间距时，接端应只排列在2、4、6…32的偶数位置上。eq\o\ac(○,d)3.650.14基准线与印制板装元件一面之间的距离eq\o\ac(○,e)5.30.209自由板装连接器的印制板边缘与第一排元件孔之间的距离eq\o\ac(○,f)2.540.1自由板装连接器的安装孔与第一排元件孔之间的距离eq\o\ac(○,g)5.030.2自由板装连接器的安装孔与1或32号接端的元件孔之间的距离eq\o\ac(○,h)853.346固定板装连接器安装开孔的最小长度或安装托架之间的最小距离eq\o\ac(○,i)2.50.098固定板装连接器安装板或托架的最大厚度eq\o\ac(○,n)14.212.40.5590.488保证可靠接触的范围电缆连接器的外形图如图6及线规如表6所示图638连接器外形及脚号排列表638连接器的触点数及线规位数触点数目线规号触点位置18（壳体灰色）830-26行a+c；列1…828（壳体灰色）830-2618（壳体黑色）826-22行a+c；列1…828（壳体黑色）826-2218（壳体灰色）830-26行a+c；列1…828（壳体灰色）1630-2618（壳体黑色）826-22行a+c；列1…828（壳体黑色）1626-2228（壳体黑色）1626-224.2.2欧式连接器选型欧式及其混装连接器通常使用在背板互连系统，被选用的连接器应满足以下几点要求：应优先选用C、R、M型，其外形尺寸、安装方式应符合IEC60603-2的有关规定，PCB打孔图应参照连接器参数库中的有关图样。欧式连接器的参照系固定板连接器的安装面上,通过安装孔中心位置的线作为基准线。用靠近32号接触件安装孔的标称中心作为基准点。RF混装型的连接器，RF端子的频率范围、阻抗特性、VSWR、插入损耗、应满足一定的要求。带电源端子混装型连接器应满足一定的功率要求，安装混装连接器时必须有适当的公差和导向要求，若能实现浮动安装最好；选用的连接器应易于安装，并且所有的欧式连接器都具有相同安装特性连接器应接触可靠，有良好的导电绝缘性能，有足够的机械强度，插拔次数满足国际和国内有关标准的规定；考虑PCB厚度对连接器引脚长度的要求，穿孔焊接连接器的引脚露出板面高度≥1mm，保证焊接可靠；连接信号的电缆与连接器必须保证阻抗匹配；若有EMC要求，连接器必须满足EMC要求；连接器的端接形式有压接、焊接PCB等几种形式，可根据实际需要进行选用。4.32mm连接器选型4.3.12mm连接器特性2mm连接器是基于IEC1076-4-101、IEC917标准设计的，用于连接低频模拟信号和高速率数据信号，是一种模块式的HARDMETRIC互连系统。它有以下一些电性能：气候类型气候类型详见表7所示表7气候类型性能水平气候类别温度类别稳态湿热低温℃高温℃天数155/125/56-5512556255/125/21-5512521355/125/00-551250耐电压（不同接触件排列方式）见表8所示表8耐电压ContacttocontactRows1fullyloaded2and3Everysecondcolumn4and5Chessa+c+eb+dinlow:750Betweenrows:15001500-a+b+ca+b+c+da+b+c+d+e750inrow1500Betweenrows:750inrow1500Betweenrows:1200Contacttogroundingrowsorshielding:750额定电流在标准大气条件下，装载所有接触件，额定电流如表9和图7所示表9额定电流LoadingpattemRows1FullyLoaded2and3Everysecondcolumn4and5Chessa+c+eb+d1.5Aat70℃SeecurveB2Aat70℃SeecurveC-a+b+ca+b+c+da+b+c+d+e1Aat70℃SeecurveA1.5Aat70℃SeecurveB1.5Aat70℃SeecurveB图7额定电流与环境温度关系曲线接触电阻：单个接触电阻20mMax；绝缘电阻：104M；机械操作最大速度:10mm/s，间隔时间：30s（不插合），如表10所示表10机械操作Performancelevel123Operation50025050啮合与分离力在标准大气条件下，啮合与分离力速度最大为10mm/s表11啮合与分离力ContactsTotalengagingforcen0.75Nmaxindividualwithdrawalforce0.15NminGroundingrowsandshieldingTotalengagingforcen1Nmaxindividualwithdrawalforce0.15Nminn=numberofinvolvedmalecontacts印制板：金属化孔直径在0.55-0.65mm，背板厚度在1.4-5.6mm，（单）印制板厚为1.4-4.2mm；耐久性：至少500次循环；接触件尺寸接触件有三种长度，三种长度MatingLevel1、MatingLevel2、MatingLevel3分别为8.2、9.7、11.2，每种长度的接触件相差1.5mm，b排阳接触件高度只能为MatingLevel1和MatingLevel2。这是因为单板连接器b排接触件有效的插入深度受到印制板边缘的限制。图82mm连接器的三种长度接触件公制设备惯例（Metricequipmentpractice）按25mm设备习惯，允许背板向前弯曲最大0.3mm，向后弯曲最大为0.9mm。图925mmmetricequipmentpractice配合尺寸及其公差垂直方向尺寸图10Heightdimensions,modularpitchof25mm深度尺寸配合尺寸Mref=7×2mm=14mm，这是一个理论值。实际上设备的制造公差并不允许连接器完全插入，在深度方向连接器的电啮合范围见本节第o条。图11深度尺寸n)横向尺寸图12横向尺寸电啮合范围图13有效电啮合范围三种长度的连接器电啮合范围见表12所示表12三种不同长度的接触件电啮合范围ContactLevel123Contactrange14to16.514to1814to19.5垂直啮合方向垂直啮合方向见图12所示图14纵向、横向所允许的未对准倾斜见图15图15横向、纵向轴所允许的倾斜2mmA型连接器的脚号排列图16A型连接器的脚号排列s)2mmB型连接器的脚号排列图17B型连接器的脚号排列2mmM型连接器的脚号排列图18M型连接器的脚号排列46线缆连接器脚号排列46线缆连接器脚号排列如图19所示图1946线缆连接器脚号排列46电缆连接器接线线规范围为30-28。45线缆连接器脚号排列图2045线缆连接器脚号排列45电缆连接器接线线规范围为30-26，26-24。以上指标主要来自IEC1076-4-101标准，仅供选用连接器时参考，详见供应商提供材料。4.3.22mm连接器选型选2mm连接器主要从以下几点来考虑：本产品主要用于直流、低频模拟电路、高速数字电路。传输的数字信号时，可根据不同的速率，选择所需要的连接器品种；所选连接器的阻抗应尽可能符合设计要求；信号畸变、串音、驻波比应尽可能地小。选用的连接器其外形尺寸、安装方式应符合IEC1076-4-101的有关规定，PCB板打孔图可参照连接器参数库的有关图样；多个连接器进行拼接使用时，拼接受到一些限制，没有MPC的连接器（如B型）仅用在有MPC连接器之间，C、N型连接器仅用在至少有一个MPC连接器的底部。若有EMC要求，连接器必须满足EMC要求；连接器应接触可靠，有良好的导电绝缘性能，有足够的机械强度，插拔次数满足国际和国内有关标准的规定；考虑PCB厚度对连接器引脚长度的要求，穿孔焊接连接器的引脚露出板面高度≥1mm，保证焊接可靠；连接器的端接形式有压接、焊接PCB等几种形式，可根据实际需要进行选用。4.4RF连接器选型RF连接器在CDMA通信系统中起到连接RF信号的作用,它的品种类很多,但基本上都是“同轴”结构的。从结构形式上分有直式和弯式，从安装形式上有自由端和固定端连接器，从等级上分有通用连接器（2级），高性能连接器（1级），标准试验连接器（0级），精密连接器，精密连接器以可分为实验室精密连接器（LPC）和通用精密连接器（GPC），从连接形式上分为螺纹连接、卡口连接、推拉式连接，从接口形式上分为SMA型、SMB型、SMC型、MCX型、N型、7/16型、C4型等等。选型要根据实际情况并按下列原则选用：选定的连接器要符合实际使用的频率的范围；通常情况下，直式RF连接器的电性能比弯式的要好,可根据实际使用情况选用；选定的连接器要有较小的驻波比；选定的连接器要有较小的插入损耗；选定的连接器要与配接的连接器或电缆的阻抗匹配；螺纹连接器的EMC比任何卡口式、推拉式连接器好，且螺纹连接的连接器可靠性也较高,但推拉式连接器有连接快速、方便等特点，可用于那些插拔次数少的模块内部RF连接；有IM要求时，要考虑连接器的材料及镀层；有功率要求时，要考虑连接器所能承受的功率容量和耐射频高电位电压，以免被击穿。如7/16连接器可在中高功率场合，N型可用在中功率的场合；通用连接器能满足要求时，不选用高性能连接器（有较好的性价比）；表面贴装连接器体积小，占用PCB的空间小，可用于小微型化电路系统中。连接器应接触可靠，有良好的导电绝缘性能，有足够的机械强度，插拔次数满足国际和国内有关标准的规定。考虑PCB厚度对连接器引脚长度的要求，穿孔焊接连接器的引脚露出板面高度≥1mm，保证焊接可靠；4.5D-Sub连接器的选型D型连接器品种很多，作为一个串、并行输入、输出连接器，它有下列工业标准：HIPPI标准有50位、68位和100位，接触件列间距为1.27mm,接触件行间距为2.54mm，端接方式为IDC；SCSI-3标准有68位，接触件列间距为1.27mm,接触件行间距为2.54mm，端接方式为IDC；IPI-2标准有50、100位，接触件列间距为1.27mm,接触件行间距为2.54mm，端接方式为IDC；IEEE802.3标准有40位，接触件列间距为1.27mm,接触件行间距为2.54mm，端接方式为IDC；RS232标准有25位，接触件列间距为2.77mm，行接触件间距为2.84mm，端接方式为焊接或压接；RS449标准有9、37位，接触件列间距为2.77mm，行接触件间距为2.84mm，端接方式为焊接或压接；RS485标准的接触件列间距为2.77mm，行接触件间距为2.84mm，端接方式为焊接或压接。另外，还有一些工业标准，有9、15、25、37、50位其接触件列间距为2.77mm，行接触件间距为2.84mm，端接方式为焊接或压接。我国目前还没有这方面工业标准，但已有军标GJB142A-94，其孔位排列与以上标准略有不同，在选型时需要注意。D型连接器的标准很多，品种也很多，选用时需根据实际情况确定，具体可参照以下几点：根据不同的协议来选择相应的连接器；根据传输不同的数据速率来选用连接器；选用连接器时还要注意其孔位排列，以免造成连接器之间不兼容；选用的连接器其外形尺寸、安装方式、PCB板打孔图应符合相应的有关标准；连接器应接触可靠，有良好的导电绝缘性能，有足够的机械强度，插拔次数满足国际和国内有关标准的规定；有部分外壳定位的连接器，其安装形式有固定安装和浮动安装形式，可根据需要来选择；考虑PCB厚度对连接器引脚长度的要求，穿孔焊接连接器的引脚露出板面高度≥1mm，保证焊接可靠；连接器的端接形式有IDC、压接、焊接等形式，可根据需要进行选择，其中焊接接触可靠性最高；GJB142A规定的插头、插座安装浮动轴套如图21和22所示图21插头浮动安装轴套图22插座浮动安装轴套4.6扁平电缆连接器的选型扁平电缆连接器实际上是一种内部互连连接器，主要符合SCSI标准，端接形式主要为IDC和焊接。选用扁平电缆连接器还在注意以下几个问题：根据不同的协议来选择相应的连接器；根据传输不同的数据速率来选用连接器；选用的连接器其外形尺寸和PCB板打孔图应符合相应的有关标准；连接器应接触可靠，有良好的导电绝缘性能，有足够的机械强度，插拔次数满足国际和国内有关标准的规定；考虑PCB厚度对连接器引脚长度的要求，穿孔焊接连接器的引脚露出板面高度≥1mm，保证焊接可靠；对具有表面安装的连接器可以选用带有定位柱和防误插装置。4.7IC插座的选型本节中的IC插座含内存插座、CPU插座、PLCC插座、PGA插座，这些插座基本上是在模块内部使用，针对这些插座的不同特点，选型时要注意以下几个方面：连接器应接触可靠，有良好的导电绝缘性能，有足够的机械强度，插拔次数满足国际和国内有关标准的规定；考虑PCB厚度对连接器引脚长度的要求，穿孔焊接连接器的引脚露出板面高度≥1mm，保证焊接可靠；内存插座安装有与PCB垂直、成一定角度、90弯几种类型，可根据实际结构选型，其电性能如下：额定电流1A，介质耐电压1.5KVAC，绝缘电阻10000M，耐久性25个循环；CPU插座有一般类型与零插拔力型,可根据需要选择；PLCC有PCB板焊接和表面安装两种形式，可根据需要进行选择，它的主要性能如下：接触电阻30m，介质耐电压600VAC，绝缘电阻10000M；4.8圆形连接器选型在二十世纪六十年代圆形连接器最早用在航空器上，也称之为航空连接器，它的品种很多，有符合军用标准的，有非军标的。符合军用标准的有MIL-C-5015、MIL-C-26482、MIL-C-38999、MIL-C-83723几个系列，我国圆形连接器的军用标准有GJB598、GJB599、GJB600几个系列，非军用的有小圆形连接器等。安装形式有自由连接器、法兰安装连接器、穿墙式连接器，有直式也有弯式。有卡口连接方式和螺纹连接方式这两种。每种类型的连接器有几种壳体号，每种壳体的接触件都按固定的型谱排列，有混装形式，有非混装形式，接触件的大小用号码表示，以MIL-C-26482为例通常有12号、16号、20号接触件，它们的额定电流分别为23A、13A、7.5A，端接形式有焊接、压接等形式。除以上几点外，选用圆形连接器还应注意以下几点：连接器应接触可靠，有良好的导电绝缘性能，有足够的机械强度，插拔次数满足国际和国内有关标准的规定；应根据电缆的外径、额定电流大小来选择连接器的壳体号，接触件号；根据使用情况来确定用螺纹连接器还是卡连接；符合军标的连接器一般都有气密和防水功能，可根据使用情况进行选择；在选连接器时还要注意插合锁紧定位位置要一致，否则选定头与座无法插合。4.9各种接线端子、电源连接器选型电源连接器一般有电缆电源连接器、盲插电源连接器、端子等。接电缆连接器根据功率选择连接器，连接器的材料具有耐高温和阻燃特性，同时要考虑介质耐电压、额定电流、较低的接触电阻、绝缘电阻等，从结构上考虑是否用防误插功能等。盲插电源连接器主要FLATPAQ连接器，它的主要特性是35A热插拔、盲插、带导向针、低插拔力、电源端子与信号端子混装。端子根据电流大小来进行选择大小和材料。5电缆选型电缆分为电线、通信电缆、RF同轴电缆三个部分。5.1电线选型一般讲,只有金属导体的产品,或者说只有绝缘层的产品,结构比较简单,外径比较细,使用电压和电流比较小,没有护层的,常称为电线。电线选型时一般考虑导体的材料、截面积、导线的强度，在某一温度下传送的最大电流值(在通常情况下，按每平方5安培计)。5.2通信电缆的选型CDMA通信电缆一般为数字通信电缆，选定的电缆取决于指定应用和环境，它的选型应满足以下几点要求:在频带内,电缆的衰减应该尽可能小；由线路本身产生的失真要小；电缆回路对相互干扰及外界干扰的防卫度较高；电气参数稳定；是否屏蔽主要取决于环境噪声，对长传输线，为确保信号与环境之间有很好的隔离，推荐使用编织物或提供屏蔽。可是在高频时，这种类型的屏蔽能被透过，具有典型编织带和编织物的双屏蔽电缆能较好地满足要求；用圆或扁平电缆将取决于环境，对低噪声的内部应用，不扭绞的扁平电缆已经足够了。可是在有噪声环境中，常常要求屏蔽。工业标准要求屏蔽双绞线电缆（STP），也就是说，近年来已用到屏蔽的扁平电缆；多导体比双绞线、同轴线相比更便宜，尤其是在端接方面更易维护。而双绞线比同轴电缆更便宜更柔软，但没有同轴线的抗扰性和宽带。传输差分数据只要求一对双绞线。5.3RF电缆的选型RF同轴电缆的种类很多，选定的电缆取决于指定的应用和环境，它的选型应从以下几个方面考虑：电缆的工作频率应满足使用要求；电缆的特性阻抗应和选用的连接器相匹配；电缆在使用的频率范围内的衰减应最小；在频带内电缆的驻波比应尽可能小；电缆在选用的长度内其特性阻抗应均匀一致；电缆应足够的功率容量，满足使用要求；电缆应有良好的屏蔽性能；RF同轴电缆的内导体通常要有较好的电气特性、一定的机械强度和柔软性。实心内导体电气性能好、结构简单、加工方便、成本低廉，因此使用十分普遍，其缺点是尺寸较大时，柔软性变差，重量也大，因而不能用于电缆线径较大、柔软性要求很高的使用场合。为了减少电缆的损耗，提高电缆的耐高温能力以及机械强度，通常都采用镀银铜线、铜包钢、铜包铝等作为内导体；绞线内导体提高了柔软性，其缺点是增大了电阻损耗，而且增大了成本；皱纹管内导体可改善导体的弯曲性能以及导体的横方向上的截面稳定性，缺点是其射频电阻增大；绝缘是射频电缆的重要组成部分，对降低电缆的衰减、提高功率容量、减少波阻抗不均匀性以及增加机械结构稳定性等，都有非常大的影响。实心绝缘的优点是耐电强度高、机械强度高、热阻小以及