连接器线缆选型及其组件设计规范.docx
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连接器线缆选型及其组件设计规范
Q/ZX
深圳市中兴通讯股份有限公司企业标准
(工艺技术标准)
2001--发布2001--实施
深圳市中兴通讯股份有限公司发布
目次
前言
1范围1
2引用标准1
3定义1
4连接器的选型2
4.1连接器的分类2
4.2欧式连接器选型2
4.2.1欧式连接器的特性2
4.2.2欧式连接器选型7
4.32mm连接器选型7
4.3.12mm连接器特性7
4.3.22mm连接器选型14
4.4RF连接器选型14
4.5D-Sub连接器的选型15
4.6扁平电缆连接器的选型16
4.7IC插座的选型17
4.8圆形连接器选型17
4.9各种接线端子、电源连接器选型18
5电缆选型18
5.1电线选型18
5.2通信电缆的选型18
5.3RF电缆的选型18
6电缆组件的设计19
7验证19
前言
本标准主要依据电连接器、电缆及RF电缆组件有关标准。
本标准由深圳市中兴通讯股份有限公司CDMA事业部工艺结构部提出并归口。
本标准起草部门:
CDMA工艺结构部工艺室。
本标准主要起草人:
傅周友。
本标准于2001年12月首次发布。
深圳市中兴通讯股份有限公司企业标准
(工艺技术标准)
连接器、线缆选型及其组件设计规范
1范围
本标准适用于CDMA通讯设备所用连接器、线缆选型及其组件设计。
2引用标准
下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
在标准出版时,所示版本均为有效。
所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨、使用下列标准最新版本的可能性。
GB/T17738.1-1999射频同轴电缆组件第一部份:
总规范一般要求和试验方法
GJB142A—94机柜用外壳定位小型矩形电连接器总规范
IEC1076-4-101:
1995CONNECTORWITHASSESSEDQUALITY,FORUSEINd.c.LOW-FREQUENCYANALOGUEANDINDIGITALHIGHSPEEDDATAAPPLICATIONSPART4PrintedBoardConnectors
IEC60603-1:
1991印制板用频率低于3MHz的连接器第一部分:
总规范—一般要求和编制有质量评定要求的详细规范的导则
IEC60603-2:
1995-09印制板用频率低于3MHz的连接器第二部分:
有质量评定的具有通用安装特征、基本网格为2.54mm的印制板用两件式连接器详细规范
IEC61169-1:
1992-08射频连接器总规范—一般要求和试验方法
3定义
本标准采用下列定义:
电缆组件
具有规定性能作为单个元件来使用的线缆和连接器的组合件。
连接器
通常装接在电缆或设备上,供传输线系统电连接的可分离元件(转接器除外)。
3.1术语
3.1.1类型type
一个特定的分门类中的连接器,例如:
单件式连接器(边缘插座连接器),两件式连接器。
3.1.2品种style
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:
a)欧式连接器;
b)2mm连接器;
c)RF连接器;
d)D-Sub型连接器;
e)扁平电缆连接器;
f)IC插座;
g)圆形电连接器;
h)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
a)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
1
55/125/56
-55
125
40
93%
56
2
55/125/21
-55
125
40
93%
21
3
55/125/100
-55
125
不适用
b)耐电压
表2耐电压(PL1.2.3)
品种
B064
C096
C064
C032
D032
E048
E032
F048
F032
G064
H015
M078
M060
M042
Q064
R096
R064
R032
S032
T048
T032
U048
U032
V064
-
-
-
-
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)
c)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
d)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;
e)绝缘电阻106MΩmin;
f)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
1
2
3
操作次数
500
400
50
g)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、Q
64
60
15
C、R
96
90
20
25
64
60
32
30
M
78+特种接触件
74(100)2)
20
25
60+特种接触件
57(200)2)
15
20
42+特种接触件
40(100)2)
15
20
D、S
32
40
15
25
E、T
48
60
20
30
32
50
F、U
48
75
30
45
32
50
G、V
64
100
35
55
H
15
90
30
45
1)计算值
2)括号内的值包括特种接触件
h)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
2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
3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
i)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
mm
in
95
3.74
固定板装连接器的最大长度
17.2
15.6
0.677
0.614
电啮合的范围(见图4)注:
仅供参考
90
3.543
固定板装连接器两个安装孔之间的距离
88.9
3.5
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
5.63
0.222
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
0.3
0.012
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
n2.54
n0.1
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。
3.65
0.14
基准线与印制板装元件一面之间的距离
5.3
0.209
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
2.54
0.1
自由板装连接器的安装孔与第一排元件孔之间的距离
5.03
0.2
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
85
3.346
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
2.5
0.098
固定板装连接器安装板或托架的最大厚度
14.2
12.4
0.559
0.488
保证可靠接触的范围
j)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)
8
30-26
行a+c;列1…8
28(壳体灰色)
8
30-26
18(壳体黑色)
8
26-22
行a+c;列1…8
28(壳体黑色)
8
26-22
18(壳体灰色)
8
30-26
行a+c;列1…8
28(壳体灰色)
16
30-26
18(壳体黑色)
8
26-22
行a+c;列1…8
28(壳体黑色)
16
26-22
28(壳体黑色)
16
26-22
4.2.2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:
a)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。
b)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。
c)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;
d)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
e)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;
f)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;
g)连接信号的电缆与连接器必须保证阻抗匹配;
h)若有EMC要求,连接器必须满足EMC要求;
i)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:
a)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
1
55/125/56
-55
125
56
2
55/125/21
-55
125
21
3
55/125/00
-55
125
0
b)耐电压(不同接触件排列方式)见表8所示
表8耐电压
Contacttocontact
Rows
1
fullyloaded
2and3
Everysecondcolumn
4and5
Chess
a+c+e
b+d
inlow:
750
Betweenrows:
1500
1500
-
a+b+c
a+b+c+d
a+b+c+d+e
750
inrow1500
Betweenrows:
750
inrow1500
Betweenrows:
1200
Contacttogroundingrowsorshielding:
750
c)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
Loadingpattem
Rows
1
FullyLoaded
2and3
Everysecondcolumn
4and5
Chess
a+c+e
b+d
1.5Aat70℃
SeecurveB
2Aat70℃
SeecurveC
-
a+b+c
a+b+c+d
a+b+c+d+e
1Aat70℃
SeecurveA
1.5Aat70℃
SeecurveB
1.5Aat70℃
SeecurveB
图7额定电流与环境温度关系曲线
d)接触电阻:
单个接触电阻20mMax;
e)绝缘电阻:
104M;
f)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
Performancelevel
1
2
3
Operation
500
250
50
g)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
Contacts
Totalengagingforce
n0.75Nmax
individualwithdrawalforce
0.15Nmin
Groundingrowsandshielding
Totalengagingforce
n1Nmax
individualwithdrawalforce
0.15Nmin
n=numberofinvolvedmalecontacts
h)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;
i)耐久性:
至少500次循环;
j)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
k)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
l)垂直方向尺寸
图10Heightdimensions,modularpitchof25mm
m)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
o)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
ContactLevel
1
2
3
Contactrange
14to16.5
14to18
14to19.5
p)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
q)倾斜见图15
图15横向、纵向轴所允许的倾斜
r)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
t)2mmM型连接器的脚号排列
图18M型连接器的脚号排列
u)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。
v)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:
a)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;
b)所选连接器的阻抗应尽可能符合设计要求;
c)信号畸变、串音、驻波比应尽可能地小。
d)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;
e)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。
f)若有EMC要求,连接器必须满足EMC要求;
g)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;
h)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;
i)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:
a)选定的连接器要符合实际使用的频率的范围;
b)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;
c)选定的连接器要有较小的驻波比;
d)选定的连接器要有较小的插入损耗;
e)选定的连接器要与配接的连接器或电缆的阻抗匹配;
f)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;
g)有IM要求时,要考虑连接器的材料及镀层;
h)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;
i)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);
j)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。
k)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。
l)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:
1)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;
2)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;
3)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;
4)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;
5)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;
6)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;
7)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。
8)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:
a)根据不同的协议来选择相应的连接器;
b)根据传输不同的数据速率来选用连接器;
c)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;
d)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;
e)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;
f)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;
g)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;
h)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;
i)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:
a)根据不同的协议来选择相应的连接器;
b)根据传输不同的数据速率来选用连接器;
c)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;
d)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;
e)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;
f)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:
a)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;
b)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;
c)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;
d)CPU插座有一般类型与零插拔力型,可根据需要选择;
e)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,
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- 连接器 线缆 选型 及其 组件 设计规范