连接器基础知识

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屏蔽双绞线电缆组件为机密数据的安全网络提供关键支持

技术分享haha 发表了文章 • 0 个评论 • 52 次浏览 • 2020-05-16 14:30 • 来自相关话题

光纤,屏蔽铜线和箔屏蔽,非屏蔽双绞线(UTP)电缆是为满足严格的数据安全网络协议而实施的硬件解决方案。

为给定网络指定的信息安全措施取决于它们要保护的数据的性质,而分类网络需要从软件到网络电缆的数字和物理保护。




专用于安全存储和传输分类或其他敏感数据的计算机网络的每个组件,从软件等数字组件到电缆等物理组件,都必须遵守一系列严格的信息安全和物理安全措施。

1.信息安全措施可以分为人员,设备保护,操作,信息和电磁类别。人员级别的安全措施最容易受到剥削,因为向工人支付,及以其他方式强迫他们获得信息是最快,成本最低且风险最小的剥削方法(感觉马克思在敲黑板)。设备保护措施旨在防止对手获得对设施,系统,电缆和信息的直接访问,并且通常更难利用。操作安全措施旨在最大程度地减少系统配置和操作中的错误,并限制敏感信息泄漏的方式,并且几乎总是与信息安全措施配合使用,旨在防止外部用户通过加密,防火墙访问数字信息,和其他比特流保护措施。同样,电磁安全的目的是防止接收来自设备和电缆的信号散发,这些信号和散布会使敌方有一段距离来拦截和解码通信信号。

2.物理安全措施分为多个类别,通常结合起来以提供最大程度的保护,并且除了信息安全措施之外,还必须实施物理安全措施,以便可靠地防止未经授权的情况下访问网络电缆和连接的设备。政府使用受保护的配电系统(PDS),从胶合的导管和管道到警报和视频监控,从物理上保护网络电缆。关键军事网络的操作安全措施通常包括对电缆和连接的设备进行记录和标记,以减少错误地将机密信息传输到不受控制的媒体或未经授权的人员访问敏感的电缆和设备的可能性。分发标签是一种有效的运营安全措施,可通过清楚地标记,适当地固定并定期检查每个电缆终端点,以防止和检测未经授权的网络进入或离开。文档记录和定期检查可用于解决潜在的网络违规点以及识别和终止实际违规。

将所有潜在的危害性排放限制在安全,严格控制的空间内属于美国政府所称的EMSEC(排放安全),INFOSEC(信息安全)和TEMPEST(保护免受散发寄生传输和/或瞬变电磁脉冲影响的电信电子材料)排放标准)。这些程序确保正常辐射的网络信号可以有效地与外界隔绝。

辐射信号发生在每台计算机设备和所有铜缆中。美国联邦通信委员会(FCC)控制允许的排放量,但也存在国际同行,例如国际电工委员会(IEC)的国际无线电干扰特别委员会(CISPR)。有害的信号发射变化被称为损害辐射。有害的辐射可以通过电力线或数据和电话线传输,也可以通过空气辐射。当接收到有害的发射信号或将其截获时,可能会重构信号,从而显示安全信息。数据处理设备中的微芯片,二极管,晶体管和其他非线性电子组件都是危害发射的潜在来源。





TEMPEST是防止散发寄生传输的电信电子材料,也是瞬态电磁脉冲发射标准的缩写,它定义了反情报标准,旨在保护安全的数据传输免受电子间谍活动的侵害。该术语通常用于描述整个发射安全领域(EMSEC)的工作,根据电信行业解决方案联盟( ATIS)-被定义为“由旨在阻止未经授权人员获取有价值信息的所有措施所产生的保护,该信息可能来自对除加密设备和电信系统以外的危害性辐射的拦截和分析而得出。”

在1900年代初期,人们可以通过侦听电缆发出的辐射来确定可以从很远的距离检测到室外的传输情况。1918年,美国陆军聘用了密码学家赫伯特·亚德利(Herbert Yardley)和他创立的加密组织黑匣子(Black Chamber)的成员,来开发检测,拦截和利用战斗电话和秘密无线电发射机的方法。这些行动属于TEMPEST任务中的第一个,该任务旨在保护通过电缆和其他通信设备的信号传输;但是,直到1960年代才使用TEMPEST码。

TEMPEST程序控制信号发射的传输,接收和测试,并将电气和电子电缆,设备和系统归类为RED和BLACK,其中RED介质专用于处理未加密的分类信息,包括国家安全信息(NSI),以及专门用于处理正确加密的NSI和未分类数据的BLACK介质。RED / BLACK的基本要求和标准在1995年被解密为国家安全电信和信息系统安全咨询备忘录(NSTISSAM)TEMPEST / 2-95。

TEMPEST是许多其他政府的等效计划的模型。相当于北大西洋公约组织(NATO)的是AMSG 720B。在英国,与美国国家安全局(NSA)等效的政府通信总部(GCHO)管理等效程序,在德国,由国家电信委员会管理与TEMPEST等效的程序。

虽然只有一个TEMPEST标准,但有三个级别的美国国家安全局(NSA)加密级别批准。类型1用在机密或受控的加密设备中,可能是指NSA认可的用于保护电信和自动化系统的组件,组件或其他物品。根据《国际武器交易条例》(ITAR),此设备还受到限制。类型2加密用于传输未分类但敏感信息的设备,组件和组件,类型3实施向美国国家标准技术研究院(NIST)注册的未分类算法,用于保护未分类的敏感或商业信息。

用于设备和电缆的TEMPEST排放控制标准,与数据加密和其他安全系统相结合,提供了足够的信息安全(INFOSEC)措施,但是由于该计划的严格要求,为政府提供了很少的选择来保护机密的物理层安全性网络数据电缆。

铜缆网络通常用于机密通信,但需要非常特殊的安装方法,例如NSTISSAM TEMPEST / 2-95 RED / BLACK分离准则所定义的方法。在RED / BLACK协议中,专用于处理未加密分类信息的RED电缆和设备与专用于处理正确加密的SNI和未分类数据的BLACK电缆和设备分开和/或屏蔽,以防止耦合。RED设备和电缆也受到保护,防止未经授权的外部访问以及与其他潜在信号辐射器的接近。在RED区域中,禁止使用可能收听,携带或传播辐射的设备,例如手机和收音机。

屏蔽铜电缆通过显着限制辐射来提供额外的物理安全层。从理论上讲,这种方法可以减少RED / BLACK的距离,并可以减少复杂的网络体系结构,但是TEMPEST安装实践可能不允许这种减少。

Siemon的全屏蔽,7A类,1,200MHz端到端布线解决方案在每个双绞线周围都带有独立的金属箔,并带有外部编织层。它超出了Cat 7A / FA类传输性能的所有ISO / IEC要求。

铝箔屏蔽非屏蔽双绞线(UTP)电缆有一个整体箔屏蔽层,围绕着四根非屏蔽双绞线,通常在指定屏蔽电缆时使用;尽管对于所有TEMPEST安装来说,这可能还不够。在这种情况下,可以使用编织屏蔽层,较紧的编织层,带有编织层的箔或带有整体箔屏蔽层的单对屏蔽层来提供额外的信号隔离。金属配电系统和设施本身也可以提供信号隔离。

最近的测试进一步阐明了用于连接TEMPEST和其他安全处理设备的铜缆布线标准。结果,独立的,经过NSA认证的实验室如雨后春笋般冒出来,以支持互连供应商进入军用/航空市场以及负责实施TEMPEST批准的网络的CTTA。西蒙互连解决方案TERA的具体结构®类别7 / F级屏蔽铜布线系统已被验证,以符合屏蔽电缆的解决方案TEMPEST要求,例如。尽管通常无法通过TEMPEST批准布线,但由于信号和配置变化很大,因此TERA屏蔽布线解决方案为CTTA提供了获得TEMPEST批准的物理保护的坚实起点。




当作为完整的TERA解决方案的一部分安装时,Siemon的全屏蔽7A类S / FTP TERA插座每对可提供高达1.2GHz的带宽,超过7A类/ FA类规格的带宽,并为诸如宽带视频,高速数据和语音应用。

TERA解决方案采用屏蔽和带箔的双绞线(S / FTP)电缆,其中每对电缆都被单独屏蔽,并且除了完全屏蔽的连接器之外,整个编织屏蔽层还围绕所有导体,以消除任何潜在的辐射。对于TEMPEST测试,在屏蔽消声室内部署了一个四接头100米TERA通道。使用思博伦SmartBits多端口分析系统,该通道通过全双工,1,000Mb / s千兆以太网(GbE)流量供电。然后监控布线系统的排放并将其与TEMPEST要求进行比较。TERA电缆系统的发射没有超过TEMPEST的发射要求,并且使用带有RJ45插孔的6A F / UTP系统,其性能完全超过了相同的配置,该系统的发射辐射超过了TEMPEST测试极限。

尽管对大多数TEMPEST测试参数进行了分类,但独立测试证明,当用作安全网络系统的一部分时,TERA电缆和连接解决方​​案的组合可以充分减少(即使不能完全消除)排放。因此,TERA布线系统被认为适用于诸如TEMPEST网络之类的安全数据传输应用,在这些应用中,辐射和破坏性辐射是主要问题。
 

【摘自Bishop杂志,作者:Carrie Higbie , March 24, 2020】 查看全部
光纤,屏蔽铜线和箔屏蔽,非屏蔽双绞线(UTP)电缆是为满足严格的数据安全网络协议而实施的硬件解决方案。

为给定网络指定的信息安全措施取决于它们要保护的数据的性质,而分类网络需要从软件到网络电缆的数字和物理保护。
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专用于安全存储和传输分类或其他敏感数据的计算机网络的每个组件,从软件等数字组件到电缆等物理组件,都必须遵守一系列严格的信息安全和物理安全措施。

1.信息安全措施可以分为人员,设备保护,操作,信息和电磁类别。人员级别的安全措施最容易受到剥削,因为向工人支付,及以其他方式强迫他们获得信息是最快,成本最低且风险最小的剥削方法(感觉马克思在敲黑板)。设备保护措施旨在防止对手获得对设施,系统,电缆和信息的直接访问,并且通常更难利用。操作安全措施旨在最大程度地减少系统配置和操作中的错误,并限制敏感信息泄漏的方式,并且几乎总是与信息安全措施配合使用,旨在防止外部用户通过加密,防火墙访问数字信息,和其他比特流保护措施。同样,电磁安全的目的是防止接收来自设备和电缆的信号散发,这些信号和散布会使敌方有一段距离来拦截和解码通信信号。

2.物理安全措施分为多个类别,通常结合起来以提供最大程度的保护,并且除了信息安全措施之外,还必须实施物理安全措施,以便可靠地防止未经授权的情况下访问网络电缆和连接的设备。政府使用受保护的配电系统(PDS),从胶合的导管和管道到警报和视频监控,从物理上保护网络电缆。关键军事网络的操作安全措施通常包括对电缆和连接的设备进行记录和标记,以减少错误地将机密信息传输到不受控制的媒体或未经授权的人员访问敏感的电缆和设备的可能性。分发标签是一种有效的运营安全措施,可通过清楚地标记,适当地固定并定期检查每个电缆终端点,以防止和检测未经授权的网络进入或离开。文档记录和定期检查可用于解决潜在的网络违规点以及识别和终止实际违规。

将所有潜在的危害性排放限制在安全,严格控制的空间内属于美国政府所称的EMSEC(排放安全),INFOSEC(信息安全)和TEMPEST(保护免受散发寄生传输和/或瞬变电磁脉冲影响的电信电子材料)排放标准)。这些程序确保正常辐射的网络信号可以有效地与外界隔绝。

辐射信号发生在每台计算机设备和所有铜缆中。美国联邦通信委员会(FCC)控制允许的排放量,但也存在国际同行,例如国际电工委员会(IEC)的国际无线电干扰特别委员会(CISPR)。有害的信号发射变化被称为损害辐射。有害的辐射可以通过电力线或数据和电话线传输,也可以通过空气辐射。当接收到有害的发射信号或将其截获时,可能会重构信号,从而显示安全信息。数据处理设备中的微芯片,二极管,晶体管和其他非线性电子组件都是危害发射的潜在来源。
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TEMPEST是防止散发寄生传输的电信电子材料,也是瞬态电磁脉冲发射标准的缩写,它定义了反情报标准,旨在保护安全的数据传输免受电子间谍活动的侵害。该术语通常用于描述整个发射安全领域(EMSEC)的工作,根据电信行业解决方案联盟( ATIS)-被定义为“由旨在阻止未经授权人员获取有价值信息的所有措施所产生的保护,该信息可能来自对除加密设备和电信系统以外的危害性辐射的拦截和分析而得出。”

在1900年代初期,人们可以通过侦听电缆发出的辐射来确定可以从很远的距离检测到室外的传输情况。1918年,美国陆军聘用了密码学家赫伯特·亚德利(Herbert Yardley)和他创立的加密组织黑匣子(Black Chamber)的成员,来开发检测,拦截和利用战斗电话和秘密无线电发射机的方法。这些行动属于TEMPEST任务中的第一个,该任务旨在保护通过电缆和其他通信设备的信号传输;但是,直到1960年代才使用TEMPEST码。

TEMPEST程序控制信号发射的传输,接收和测试,并将电气和电子电缆,设备和系统归类为RED和BLACK,其中RED介质专用于处理未加密的分类信息,包括国家安全信息(NSI),以及专门用于处理正确加密的NSI和未分类数据的BLACK介质。RED / BLACK的基本要求和标准在1995年被解密为国家安全电信和信息系统安全咨询备忘录(NSTISSAM)TEMPEST / 2-95。

TEMPEST是许多其他政府的等效计划的模型。相当于北大西洋公约组织(NATO)的是AMSG 720B。在英国,与美国国家安全局(NSA)等效的政府通信总部(GCHO)管理等效程序,在德国,由国家电信委员会管理与TEMPEST等效的程序。

虽然只有一个TEMPEST标准,但有三个级别的美国国家安全局(NSA)加密级别批准。类型1用在机密或受控的加密设备中,可能是指NSA认可的用于保护电信和自动化系统的组件,组件或其他物品。根据《国际武器交易条例》(ITAR),此设备还受到限制。类型2加密用于传输未分类但敏感信息的设备,组件和组件,类型3实施向美国国家标准技术研究院(NIST)注册的未分类算法,用于保护未分类的敏感或商业信息。

用于设备和电缆的TEMPEST排放控制标准,与数据加密和其他安全系统相结合,提供了足够的信息安全(INFOSEC)措施,但是由于该计划的严格要求,为政府提供了很少的选择来保护机密的物理层安全性网络数据电缆。

铜缆网络通常用于机密通信,但需要非常特殊的安装方法,例如NSTISSAM TEMPEST / 2-95 RED / BLACK分离准则所定义的方法。在RED / BLACK协议中,专用于处理未加密分类信息的RED电缆和设备与专用于处理正确加密的SNI和未分类数据的BLACK电缆和设备分开和/或屏蔽,以防止耦合。RED设备和电缆也受到保护,防止未经授权的外部访问以及与其他潜在信号辐射器的接近。在RED区域中,禁止使用可能收听,携带或传播辐射的设备,例如手机和收音机。

屏蔽铜电缆通过显着限制辐射来提供额外的物理安全层。从理论上讲,这种方法可以减少RED / BLACK的距离,并可以减少复杂的网络体系结构,但是TEMPEST安装实践可能不允许这种减少。

Siemon的全屏蔽,7A类,1,200MHz端到端布线解决方案在每个双绞线周围都带有独立的金属箔,并带有外部编织层。它超出了Cat 7A / FA类传输性能的所有ISO / IEC要求。

铝箔屏蔽非屏蔽双绞线(UTP)电缆有一个整体箔屏蔽层,围绕着四根非屏蔽双绞线,通常在指定屏蔽电缆时使用;尽管对于所有TEMPEST安装来说,这可能还不够。在这种情况下,可以使用编织屏蔽层,较紧的编织层,带有编织层的箔或带有整体箔屏蔽层的单对屏蔽层来提供额外的信号隔离。金属配电系统和设施本身也可以提供信号隔离。

最近的测试进一步阐明了用于连接TEMPEST和其他安全处理设备的铜缆布线标准。结果,独立的,经过NSA认证的实验室如雨后春笋般冒出来,以支持互连供应商进入军用/航空市场以及负责实施TEMPEST批准的网络的CTTA。西蒙互连解决方案TERA的具体结构®类别7 / F级屏蔽铜布线系统已被验证,以符合屏蔽电缆的解决方案TEMPEST要求,例如。尽管通常无法通过TEMPEST批准布线,但由于信号和配置变化很大,因此TERA屏蔽布线解决方案为CTTA提供了获得TEMPEST批准的物理保护的坚实起点。
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当作为完整的TERA解决方案的一部分安装时,Siemon的全屏蔽7A类S / FTP TERA插座每对可提供高达1.2GHz的带宽,超过7A类/ FA类规格的带宽,并为诸如宽带视频,高速数据和语音应用。

TERA解决方案采用屏蔽和带箔的双绞线(S / FTP)电缆,其中每对电缆都被单独屏蔽,并且除了完全屏蔽的连接器之外,整个编织屏蔽层还围绕所有导体,以消除任何潜在的辐射。对于TEMPEST测试,在屏蔽消声室内部署了一个四接头100米TERA通道。使用思博伦SmartBits多端口分析系统,该通道通过全双工,1,000Mb / s千兆以太网(GbE)流量供电。然后监控布线系统的排放并将其与TEMPEST要求进行比较。TERA电缆系统的发射没有超过TEMPEST的发射要求,并且使用带有RJ45插孔的6A F / UTP系统,其性能完全超过了相同的配置,该系统的发射辐射超过了TEMPEST测试极限。

尽管对大多数TEMPEST测试参数进行了分类,但独立测试证明,当用作安全网络系统的一部分时,TERA电缆和连接解决方​​案的组合可以充分减少(即使不能完全消除)排放。因此,TERA布线系统被认为适用于诸如TEMPEST网络之类的安全数据传输应用,在这些应用中,辐射和破坏性辐射是主要问题。
 

【摘自Bishop杂志,作者:Carrie Higbie , March 24, 2020】

使用防水USB Type-C连接器进行设计

技术分享atangge 发表了文章 • 0 个评论 • 49 次浏览 • 2020-05-14 20:52 • 来自相关话题

当小型消费电子设备渗透到我们生活的方方面面时,它们会遭受许多粗暴的处理和偶发事故。当设备溅到,溅到甚至掉入水中时,支持这些系统的连接器必须保护功能和信号完整性。防水USB应对挑战。 
 
在这篇文章中,消费类电子产品现在配备了更高的组件密度,可以传输更大的文件,具有更高的功率需求,并且在要求更高的环境中使用。这意味着传统的连接解决方​​案不再适用。自1990年代以来,传统的通用串行总线(USB)和微型USB连接器一直是设备连接的主要标准,而USB Type-C却已成为当今消费类产品的首选连接器解决方案,因为它提供了更高的性能,电源和数据连接以及更高的性能。适合当今产品的外形尺寸。为了满足客户的需求,越来越需要真正的IPX8级防水USB C型连接器(即经过测试以防浸入高达一米深的水的连接器)。





 
连接趋势

防水电子元件是消费设备行业中的一种流行趋势,因为用户希望能够随身携带手机,平板电脑,手表,显示器和其他小型电子设备。iPhone,三星银河,华为的高端手机以及其他智能手机的制造商向消费者兜售其产品的防水性能。此理想属性也适用于其他产品,例如电动剃须刀,电动牙刷,服务点终端,可穿戴设备以及汽车,医疗和工业产品。用户最后要担心的是电气产品的环境敏感性,尤其是在有水危险的环境中。

另一个主要趋势是操作更快。用户希望产品既可以更快地传输数据,又可以更快地充电。市场正在从Micro USB过渡到USB Type-C,因为USB Type-C提供的功率和数据速率是其前任产品的10倍。例如,带有USB 3.0微型USB连接器的产品可能使用0.9A进行充电,而USB Type-C连接器最多可以使用5A进行充电。此外,尽管Micro USB数据传输速率在5Gb / s范围内,但USB Type-C数据传输速率最高可以达到10Gb / s,这种额外的速度在将大文件从一台设备传输到另一台设备时起了很大的作用。

最后,易用性是消费产品设计人员的永恒目标。USB Type-C连接器比Micro USB更易于使用,因为它们可逆或翻转插入,因此将它们插入设备端口时不需要特定的连接器方向。





TE Con​​nectivity的微型USB C型插座具有最小的双行SMT占用空间之一,可节省关键的电路板空间,并提供可选的IPX4等级防溅保护,以及更高的功率和数据处理能力以及可逆的配合面。

USB-C关键连接器要求

各个设备的设计将具有独特的要求,这些要求决定了USB Type-C解决方案的选择。设计师在评估特定设计的需求并选择可提供所需性能的连接器产品时,将专注于三个关键领域。

信号完整性:更高的信号完整性等于更快的数据速率,因此具有最佳信号完整性的USB Type-C产品是首选,应评定为USB 3.1性能。USB Type-C端口可以5Gb / s的速度运行,但是一些制造商已经利用他们在以前的数据产品上的经验来提供10Gb / s的吞吐量。

电源: USB Type-C产品可以传输更多的电源-微型USB系统中的电流为5A时最大100W,而0.5A时为10W-假设系统的其余部分设计用于更快的充电,则设备可以更快地充电。

环境保护:为了提供用户所需的环境保护,防水的USB C型连接器利用橡胶密封件和无缝外壳来防水。这些连接器应具有IPX8防水性能(根据IEC 60529),并且应具有足够的耐用性,可进行数千次插拔。新增的电路板固定功能有助于实现稳健的设计,并提供高可靠性和整体设备质量。





TE Con​​nectivity的板载USB Type-C防水连接器旨在帮助保护包括可穿戴设备,智能手机,家电,医疗设备和汽车信息娱乐系统在内的设备免受恶劣环境的影响。功能包括行业领先的IPX8防尘防水功能,使它们能够在1.5m深度保持可靠的连接至少30分钟,增强的EMI保护和板卡固定性,10Gb / s和100W的数据和电源处理能力,用户友好的可逆配合界面,并与多种协议兼容。

具有IPX8防水性能的USB Type-C连接器已成为各种产品的新标准,因为它们可提供无处不在的可靠性,更快的充电速度和更快的数据传输。Micro USB在提供广泛的产品连接性方面拥有良好的历史,但是USB Type-C是未来的连接器。
 
【摘自Bishop杂志,作者:Caitlyn Adams, February 25, 2020】 查看全部
当小型消费电子设备渗透到我们生活的方方面面时,它们会遭受许多粗暴的处理和偶发事故。当设备溅到,溅到甚至掉入水中时,支持这些系统的连接器必须保护功能和信号完整性。防水USB应对挑战。 
 
在这篇文章中,消费类电子产品现在配备了更高的组件密度,可以传输更大的文件,具有更高的功率需求,并且在要求更高的环境中使用。这意味着传统的连接解决方​​案不再适用。自1990年代以来,传统的通用串行总线(USB)和微型USB连接器一直是设备连接的主要标准,而USB Type-C却已成为当今消费类产品的首选连接器解决方案,因为它提供了更高的性能,电源和数据连接以及更高的性能。适合当今产品的外形尺寸。为了满足客户的需求,越来越需要真正的IPX8级防水USB C型连接器(即经过测试以防浸入高达一米深的水的连接器)。

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连接趋势

防水电子元件是消费设备行业中的一种流行趋势,因为用户希望能够随身携带手机,平板电脑,手表,显示器和其他小型电子设备。iPhone,三星银河,华为的高端手机以及其他智能手机的制造商向消费者兜售其产品的防水性能。此理想属性也适用于其他产品,例如电动剃须刀,电动牙刷,服务点终端,可穿戴设备以及汽车,医疗和工业产品。用户最后要担心的是电气产品的环境敏感性,尤其是在有水危险的环境中。

另一个主要趋势是操作更快。用户希望产品既可以更快地传输数据,又可以更快地充电。市场正在从Micro USB过渡到USB Type-C,因为USB Type-C提供的功率和数据速率是其前任产品的10倍。例如,带有USB 3.0微型USB连接器的产品可能使用0.9A进行充电,而USB Type-C连接器最多可以使用5A进行充电。此外,尽管Micro USB数据传输速率在5Gb / s范围内,但USB Type-C数据传输速率最高可以达到10Gb / s,这种额外的速度在将大文件从一台设备传输到另一台设备时起了很大的作用。

最后,易用性是消费产品设计人员的永恒目标。USB Type-C连接器比Micro USB更易于使用,因为它们可逆或翻转插入,因此将它们插入设备端口时不需要特定的连接器方向。

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TE Con​​nectivity的微型USB C型插座具有最小的双行SMT占用空间之一,可节省关键的电路板空间,并提供可选的IPX4等级防溅保护,以及更高的功率和数据处理能力以及可逆的配合面。

USB-C关键连接器要求

各个设备的设计将具有独特的要求,这些要求决定了USB Type-C解决方案的选择。设计师在评估特定设计的需求并选择可提供所需性能的连接器产品时,将专注于三个关键领域。

信号完整性:更高的信号完整性等于更快的数据速率,因此具有最佳信号完整性的USB Type-C产品是首选,应评定为USB 3.1性能。USB Type-C端口可以5Gb / s的速度运行,但是一些制造商已经利用他们在以前的数据产品上的经验来提供10Gb / s的吞吐量。

电源: USB Type-C产品可以传输更多的电源-微型USB系统中的电流为5A时最大100W,而0.5A时为10W-假设系统的其余部分设计用于更快的充电,则设备可以更快地充电。

环境保护:为了提供用户所需的环境保护,防水的USB C型连接器利用橡胶密封件和无缝外壳来防水。这些连接器应具有IPX8防水性能(根据IEC 60529),并且应具有足够的耐用性,可进行数千次插拔。新增的电路板固定功能有助于实现稳健的设计,并提供高可靠性和整体设备质量。

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TE Con​​nectivity的板载USB Type-C防水连接器旨在帮助保护包括可穿戴设备,智能手机,家电,医疗设备和汽车信息娱乐系统在内的设备免受恶劣环境的影响。功能包括行业领先的IPX8防尘防水功能,使它们能够在1.5m深度保持可靠的连接至少30分钟,增强的EMI保护和板卡固定性,10Gb / s和100W的数据和电源处理能力,用户友好的可逆配合界面,并与多种协议兼容。

具有IPX8防水性能的USB Type-C连接器已成为各种产品的新标准,因为它们可提供无处不在的可靠性,更快的充电速度和更快的数据传输。Micro USB在提供广泛的产品连接性方面拥有良好的历史,但是USB Type-C是未来的连接器。
 
【摘自Bishop杂志,作者:Caitlyn Adams, February 25, 2020】

通用串行总线连接器(USB)的12大趋势

技术分享haha 发表了文章 • 0 个评论 • 53 次浏览 • 2020-04-22 22:00 • 来自相关话题

Bob Hult的新技术趋势系列中的第二篇文章,探讨了过去20年来塑造USB连接器的趋势和技术。

过去的20年被称为 "混乱的几十年 "是有原因的。在这期间,新的技术和产品以前所未有的速度被推出、达到顶峰,并以前所未有的速度被淘汰。认识到一项颠覆性技术对当前最先进的产品的冲击速度有多快,这对于预测变化并根据市场需求制定适当的应对措施以不断提升系统和组件层面的性能是很有帮助的。
 
2000年代、2010年代和2020年代的12大电子行业发展趋势






 
通用串行总线连接器

任何计算设备的性能都会因为限制了其接受和向外界传递数据的能力而严重受阻。输入/输出(I/O)面板的数据瓶颈会将信息吞吐量限制在效率最低的门槛能力。多年来,15针和25针D-sub外壳连接器的变体能够为外围设备提供足够的I/O数据速率。这些军用规格的连接器起源于军事应用,可靠的插针和插座触点以及坚固的外壳,以低廉的价格被修改为商业版本,并成为事实上的标准,出现在从视频到鼠标和键盘接口应用的所有领域。随着对数据传输速率的要求从千比特到兆比特,以及可用于外部互连的空间越来越小,需要新的连接器接口。






1996年,一个由电子行业领导者组成的联盟成立了USB实施者论坛,发布了通用串行总线(USB)接口的第一次迭代。一个经过改进的USB 1.1规范被发布了,目的是要取代一系列混乱的现有接口,这些接口威胁到了越来越多的外设设备之间的兼容性,包括闪存和外部硬盘、扫描仪和打印机。最初的传输速率为1.5Mb/s,通过一个相对较小的矩形连接器,使用低插入力的叶状触点,可支持数千次配接循环。用户友好的金属外壳和后模塑后壳只能在一个方向接合,确保了正确的极性。USB标准的一个主要优点是既能提供电源,又能提供信号,使远程设备无需外部电源即可操作。信号触点已凹进去,允许电源接点先进行配接。这种 "热插拔 "能力是USB接口的另一个关键特征。
 
USB标准的Type-A和Type-B配置很快就取得了名声,并在整个行业内被广泛采用。

USB接口是一个完美的例子,它是一个不断发展的标准,以满足其服务的行业的性能和封装要求。





 
2000年发布的USB 2.0规范,其额定速率高达480Mb/s。除了保留了相同的Type-A和Type-B外形外,还推出了两个小型化版本。USB Mini-A和Mini-B改进了接口的信号密度,以满足包括笔记本电脑和平板电脑在内的便携式设备的快速增长,因为这些设备的I/O空间非常有限。Micro-A和-B连接器在设备上消耗的空间更小。其额外的优势是可以将电源与数据一起分配,这为设备开辟了一个全新的类别。这些小型连接器迅速成为充电应用的标准配置。





 
2011年,对USB 3.0的升级引入了几种新的接口配置,并将传输速率进一步推升至最大4.8Gb / s。一个称为SuperSpeed USB的9针连接器具有两排触点,以允许使用标准A形外壳以及向后的电气兼容性。新的Type-B引入了新的配置文件,而称为Sidecar接口的Micro-B配置成为外部存储器硬盘驱动器应用程序的标准配置。





 
USB 3.1 Gen 2提供了10Gb/s的传输速率,在实施者论坛宣布USB 3.2以20Gb/s的速度运行时,引起了一些困惑。





 
USB Type-C (USB-C),是目前家族中最先进的高速接口,终于解决了连接器只能在一个方向上配对的问题。USB-C采用了一个坚固耐用、对称的24针接口,而且是可逆的。它不仅比Type-A小了60%,而且现在的传输速率达到了10Gb/s,可分配高达100瓦的功率。一个被称为USB 3.2 Gen 2×2的有点混乱的扩展,其额定传输速率为20Gb/s。





 
从不满足于目前的成就,USB实施者论坛在2019年9月发布了USB 4规范。该连接器将保留Type-C接口,但将集成英特尔Thunderbolt 3技术,传输速率达到40Gb/s。USB 4向后兼容USB Type-C协议,包括USB 3.2、DisplayPort和Thunderbolt 3,简化了全新一代设备的连接性。预计到2021年,采用这种新接口的设备将会实现。

在这个不断变化的行业中,一个一成不变的标准几乎没有机会保持其相关性。USB实施者论坛已经表明了其不断升级的承诺,使USB在下一代设备的设计中继续发挥关键作用。
 
 
【摘自Bishop杂志,作者:Robert Hult,April 7, 2020】 查看全部
Bob Hult的新技术趋势系列中的第二篇文章,探讨了过去20年来塑造USB连接器的趋势和技术。

过去的20年被称为 "混乱的几十年 "是有原因的。在这期间,新的技术和产品以前所未有的速度被推出、达到顶峰,并以前所未有的速度被淘汰。认识到一项颠覆性技术对当前最先进的产品的冲击速度有多快,这对于预测变化并根据市场需求制定适当的应对措施以不断提升系统和组件层面的性能是很有帮助的。
 
2000年代、2010年代和2020年代的12大电子行业发展趋势


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通用串行总线连接器

任何计算设备的性能都会因为限制了其接受和向外界传递数据的能力而严重受阻。输入/输出(I/O)面板的数据瓶颈会将信息吞吐量限制在效率最低的门槛能力。多年来,15针和25针D-sub外壳连接器的变体能够为外围设备提供足够的I/O数据速率。这些军用规格的连接器起源于军事应用,可靠的插针和插座触点以及坚固的外壳,以低廉的价格被修改为商业版本,并成为事实上的标准,出现在从视频到鼠标和键盘接口应用的所有领域。随着对数据传输速率的要求从千比特到兆比特,以及可用于外部互连的空间越来越小,需要新的连接器接口。

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1996年,一个由电子行业领导者组成的联盟成立了USB实施者论坛,发布了通用串行总线(USB)接口的第一次迭代。一个经过改进的USB 1.1规范被发布了,目的是要取代一系列混乱的现有接口,这些接口威胁到了越来越多的外设设备之间的兼容性,包括闪存和外部硬盘、扫描仪和打印机。最初的传输速率为1.5Mb/s,通过一个相对较小的矩形连接器,使用低插入力的叶状触点,可支持数千次配接循环。用户友好的金属外壳和后模塑后壳只能在一个方向接合,确保了正确的极性。USB标准的一个主要优点是既能提供电源,又能提供信号,使远程设备无需外部电源即可操作。信号触点已凹进去,允许电源接点先进行配接。这种 "热插拔 "能力是USB接口的另一个关键特征。
 
USB标准的Type-A和Type-B配置很快就取得了名声,并在整个行业内被广泛采用。

USB接口是一个完美的例子,它是一个不断发展的标准,以满足其服务的行业的性能和封装要求。

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2000年发布的USB 2.0规范,其额定速率高达480Mb/s。除了保留了相同的Type-A和Type-B外形外,还推出了两个小型化版本。USB Mini-A和Mini-B改进了接口的信号密度,以满足包括笔记本电脑和平板电脑在内的便携式设备的快速增长,因为这些设备的I/O空间非常有限。Micro-A和-B连接器在设备上消耗的空间更小。其额外的优势是可以将电源与数据一起分配,这为设备开辟了一个全新的类别。这些小型连接器迅速成为充电应用的标准配置。

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2011年,对USB 3.0的升级引入了几种新的接口配置,并将传输速率进一步推升至最大4.8Gb / s。一个称为SuperSpeed USB的9针连接器具有两排触点,以允许使用标准A形外壳以及向后的电气兼容性。新的Type-B引入了新的配置文件,而称为Sidecar接口的Micro-B配置成为外部存储器硬盘驱动器应用程序的标准配置。

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USB 3.1 Gen 2提供了10Gb/s的传输速率,在实施者论坛宣布USB 3.2以20Gb/s的速度运行时,引起了一些困惑。

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USB Type-C (USB-C),是目前家族中最先进的高速接口,终于解决了连接器只能在一个方向上配对的问题。USB-C采用了一个坚固耐用、对称的24针接口,而且是可逆的。它不仅比Type-A小了60%,而且现在的传输速率达到了10Gb/s,可分配高达100瓦的功率。一个被称为USB 3.2 Gen 2×2的有点混乱的扩展,其额定传输速率为20Gb/s。

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从不满足于目前的成就,USB实施者论坛在2019年9月发布了USB 4规范。该连接器将保留Type-C接口,但将集成英特尔Thunderbolt 3技术,传输速率达到40Gb/s。USB 4向后兼容USB Type-C协议,包括USB 3.2、DisplayPort和Thunderbolt 3,简化了全新一代设备的连接性。预计到2021年,采用这种新接口的设备将会实现。

在这个不断变化的行业中,一个一成不变的标准几乎没有机会保持其相关性。USB实施者论坛已经表明了其不断升级的承诺,使USB在下一代设备的设计中继续发挥关键作用。
 
 
【摘自Bishop杂志,作者:Robert Hult,April 7, 2020】

军事设备背板引入光纤技术

技术分享haha 发表了文章 • 0 个评论 • 131 次浏览 • 2020-03-31 09:51 • 来自相关话题

嵌入式技术趋势会议强调了一种趋势:军事应用的电路板和子系统越来越多地使用光缆。

工程师越来越多地选择光纤技术来满足不断增长的速度要求,光纤技术正在继续向高端军事系统靠近。这标志着它从传统的远程通信技术角色开始转变。电路板和系统供应商正在通过各种用于背板和短距离应用的光学产品来满足这一需求。




Samtec的高速ExaMAX背板系统(左)可支持高达56Gb / s的速度,与Xilinx VCU110开发板和背板环回卡一起使用时,可显示28Gb / s的性能,并符合25dB的IEEE 802.3bj规定的损耗性能。

尽管铜在高速下仍然可行,但光互连在整个行业中正在扩展。最近在2020嵌入式技术趋势(ETT)会议上重点介绍了基于光纤的新产品,VITA成员和军事技术人员在会议上讨论了光线技术的发展趋势。

传统上,电路板使用铜缆通过背板进行通信,而背板的距离远比通常使用长光缆的基础设施应用要短,但是这种情况正在改变。ETT推出的产品将继续延伸到在卡架中使用光纤的系统。尽管目前有充分的理由坚持使用铜缆,但许多工程师开始使用光纤为即将到来的变革奠定基础。

规避风险是军事系统设计人员通常优先考虑的问题。采用经过时间考验的技术,而且最好在其他行业中已使用的高性能技术。不改不出问题,改了反而出问题,这是很大部分技术人员拥有的心态。例如,数据中心使用光纤已有一段时间,但使用的技术尚未迁移到VITA成员生产的许多产品所满足的苛刻应用中。但时代永远在进步,军事系统也不例外,这只是个时间早晚的问题。




Samtec的FireFly Micro Flyover系统组件适用于高速应用,有铜线和光纤两种配置。

数据中心和光纤的距离比军方还远。他们正在使用更大的连接器封装和不同的技术,例如脉冲幅度调制(PAM4),它将同一根电缆上的数据速率提高一倍。” 在这些应用程序中久经考验的技术及性能也使军事系统也可以更轻松地升级到更快速率的产品,而采用更高级的编码技术(例如PAM4)可以在军用/航空应用程序中大显身手。一旦军事用户对光纤技术感到满意,他们就可以以最少的设计工作迁移到高级编码,例如PAM4。此外,诸如现场可编程门阵列(FPGA)之类的芯片技术的快速提高可帮助进一步加快向光纤的转换。

“我们现在正在以10Gb / s的速度进行光纤传输。当您达到28Gb / s时,什么都不会改变。” Elma Electronic的主要背板架构师Michael Munroe说。Xilinx FPGA现在的速度达到了50Gb / s,但是这些快速信号在铜走线上的距离不能太远。如果Xilinx在芯片上直接输出光纤,那将改变游戏规则。” [Xilinx发明了FPGA并创建了第一个无晶圆厂制造模型。] 

ETT演讲者讨论了使用短光纤链路代替电路板上的铜走线的一系列技术。Smiths互连公司Reflex Photonics的产品线总监Arlen Martin 指出,光纤连接器的放置会改变电路板的性能,所以位置参数很重要。




Reflex Photonics的LightABLE和LightCONEX光学嵌入式收发器在芯片大小的部件中提供了坚固的军用性能和超过150Gb / s的带宽,是升级MIL/Aero应用(包括军用飞机子系统)的理想选择。

如果光连接器位于板的边缘(通常是连接器的位置),则板上的信号走线会增加一些延迟。将光纤连接器移动到板的中央可以消除这些铜迹并提高性能。这样,随着芯片速度的提高和来自传感器的数据量的飙升,这种配置可能会变得更加普遍。在某些系统中,甚至100Gb / s都不足够;例如,当有很多传感器和诸如相控阵雷达之类的设备,甚至需要具有24个光学连接的系统。

与高分辨率传感器相关的更高频率和通信需求是向光纤过渡的主要驱动力。Mercury Systems的John Bratton估计,目前Mercury的程序中有10%到30%包含光纤,并且该程序正在迅速发展,因为许多系统现在都包含高分辨率的摄像头,激光雷达和雷达传感器,并连接到合并传感器数据并分析输入的系统。




光纤可以降低接口概念的IC-FEP-VPX3d带FMC +站点的IC-FEP-VPX3d Kintex UltraScale FPGA 3U VPX板的产品的成本和尺寸,与以前的FPGA相比,它具有更好的性能/功耗比,是需要DSP密集处理应用的理想选择。

从10Gb / s铜线到25Gb / s铜线是一笔巨大的投资。接口光纤便宜很多;用光纤代替铜缆的另一个优点是可以拥有更多的通讯通道,在16条铜缆的放置空间中,您可以获得48条光缆。

“我们刚刚发布了我们的第一款具有光学互连功能的计算机板,” Concurrent Technologies业务开发总监Nigel Forrester在ETT上宣布。“有大量传感器数据直接通过光纤进入CPU板。”




Concurrent Technologies最近推出了3U VPX光学服务器主板,这是它的第一款带有光学连接器的主板。

但其他公司则指出,在恶劣的应用环境,尤其是在涉及沙子和灰尘的战场场景中,可能至少在目前为止铜依然是更好的选择。在电子和光学信号之间转换的挑战是另一个问题。

在军事和航空航天领域,选择光纤的设备很多。它轻巧且具有高带宽,但清洁度是一个问题,尤其是对于地面车辆而言。另一个任务是从铜转换并再次转换的任务。也有人认为,铜的性能持续提高,远远超过了曾经被认为是光纤主导的领域。聪明的工程师继续推动铜的极限,这意味着光纤是一种选择,但目前还不是必须的。

Annapolis Micro Systems刚刚推出了一种可在铜缆上运行100G以太网的FPGA板,人们以前认为只能使用光纤才能实现这个速率。但是代价是需要非常好的连接器,并且需要非常小心地布置电路板。

TE Con​​nectivity指出,随着数据速率每两年或三年翻一番,光连接技术的采用将在2020年稳步增长。目前在工作组中的VITA 87.0标准将解决采用光学传递的圆形连接器的问题。尽管光纤的使用正在稳步增长,但中短期内光纤不能代替铜,它是铜的有力补充。
 



【摘自Bishop杂志,作者:Terry Costlow , March 24, 2020】 查看全部
嵌入式技术趋势会议强调了一种趋势:军事应用的电路板和子系统越来越多地使用光缆。

工程师越来越多地选择光纤技术来满足不断增长的速度要求,光纤技术正在继续向高端军事系统靠近。这标志着它从传统的远程通信技术角色开始转变。电路板和系统供应商正在通过各种用于背板和短距离应用的光学产品来满足这一需求。
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Samtec的高速ExaMAX背板系统(左)可支持高达56Gb / s的速度,与Xilinx VCU110开发板和背板环回卡一起使用时,可显示28Gb / s的性能,并符合25dB的IEEE 802.3bj规定的损耗性能。

尽管铜在高速下仍然可行,但光互连在整个行业中正在扩展。最近在2020嵌入式技术趋势(ETT)会议上重点介绍了基于光纤的新产品,VITA成员和军事技术人员在会议上讨论了光线技术的发展趋势。

传统上,电路板使用铜缆通过背板进行通信,而背板的距离远比通常使用长光缆的基础设施应用要短,但是这种情况正在改变。ETT推出的产品将继续延伸到在卡架中使用光纤的系统。尽管目前有充分的理由坚持使用铜缆,但许多工程师开始使用光纤为即将到来的变革奠定基础。

规避风险是军事系统设计人员通常优先考虑的问题。采用经过时间考验的技术,而且最好在其他行业中已使用的高性能技术。不改不出问题,改了反而出问题,这是很大部分技术人员拥有的心态。例如,数据中心使用光纤已有一段时间,但使用的技术尚未迁移到VITA成员生产的许多产品所满足的苛刻应用中。但时代永远在进步,军事系统也不例外,这只是个时间早晚的问题。
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Samtec的FireFly Micro Flyover系统组件适用于高速应用,有铜线和光纤两种配置。

数据中心和光纤的距离比军方还远。他们正在使用更大的连接器封装和不同的技术,例如脉冲幅度调制(PAM4),它将同一根电缆上的数据速率提高一倍。” 在这些应用程序中久经考验的技术及性能也使军事系统也可以更轻松地升级到更快速率的产品,而采用更高级的编码技术(例如PAM4)可以在军用/航空应用程序中大显身手。一旦军事用户对光纤技术感到满意,他们就可以以最少的设计工作迁移到高级编码,例如PAM4。此外,诸如现场可编程门阵列(FPGA)之类的芯片技术的快速提高可帮助进一步加快向光纤的转换。

“我们现在正在以10Gb / s的速度进行光纤传输。当您达到28Gb / s时,什么都不会改变。” Elma Electronic的主要背板架构师Michael Munroe说。Xilinx FPGA现在的速度达到了50Gb / s,但是这些快速信号在铜走线上的距离不能太远。如果Xilinx在芯片上直接输出光纤,那将改变游戏规则。” [Xilinx发明了FPGA并创建了第一个无晶圆厂制造模型。] 

ETT演讲者讨论了使用短光纤链路代替电路板上的铜走线的一系列技术。Smiths互连公司Reflex Photonics的产品线总监Arlen Martin 指出,光纤连接器的放置会改变电路板的性能,所以位置参数很重要。
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Reflex Photonics的LightABLE和LightCONEX光学嵌入式收发器在芯片大小的部件中提供了坚固的军用性能和超过150Gb / s的带宽,是升级MIL/Aero应用(包括军用飞机子系统)的理想选择。

如果光连接器位于板的边缘(通常是连接器的位置),则板上的信号走线会增加一些延迟。将光纤连接器移动到板的中央可以消除这些铜迹并提高性能。这样,随着芯片速度的提高和来自传感器的数据量的飙升,这种配置可能会变得更加普遍。在某些系统中,甚至100Gb / s都不足够;例如,当有很多传感器和诸如相控阵雷达之类的设备,甚至需要具有24个光学连接的系统。

与高分辨率传感器相关的更高频率和通信需求是向光纤过渡的主要驱动力。Mercury Systems的John Bratton估计,目前Mercury的程序中有10%到30%包含光纤,并且该程序正在迅速发展,因为许多系统现在都包含高分辨率的摄像头,激光雷达和雷达传感器,并连接到合并传感器数据并分析输入的系统。
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光纤可以降低接口概念的IC-FEP-VPX3d带FMC +站点的IC-FEP-VPX3d Kintex UltraScale FPGA 3U VPX板的产品的成本和尺寸,与以前的FPGA相比,它具有更好的性能/功耗比,是需要DSP密集处理应用的理想选择。

从10Gb / s铜线到25Gb / s铜线是一笔巨大的投资。接口光纤便宜很多;用光纤代替铜缆的另一个优点是可以拥有更多的通讯通道,在16条铜缆的放置空间中,您可以获得48条光缆。

“我们刚刚发布了我们的第一款具有光学互连功能的计算机板,” Concurrent Technologies业务开发总监Nigel Forrester在ETT上宣布。“有大量传感器数据直接通过光纤进入CPU板。”
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Concurrent Technologies最近推出了3U VPX光学服务器主板,这是它的第一款带有光学连接器的主板。

但其他公司则指出,在恶劣的应用环境,尤其是在涉及沙子和灰尘的战场场景中,可能至少在目前为止铜依然是更好的选择。在电子和光学信号之间转换的挑战是另一个问题。

在军事和航空航天领域,选择光纤的设备很多。它轻巧且具有高带宽,但清洁度是一个问题,尤其是对于地面车辆而言。另一个任务是从铜转换并再次转换的任务。也有人认为,铜的性能持续提高,远远超过了曾经被认为是光纤主导的领域。聪明的工程师继续推动铜的极限,这意味着光纤是一种选择,但目前还不是必须的。

Annapolis Micro Systems刚刚推出了一种可在铜缆上运行100G以太网的FPGA板,人们以前认为只能使用光纤才能实现这个速率。但是代价是需要非常好的连接器,并且需要非常小心地布置电路板。

TE Con​​nectivity指出,随着数据速率每两年或三年翻一番,光连接技术的采用将在2020年稳步增长。目前在工作组中的VITA 87.0标准将解决采用光学传递的圆形连接器的问题。尽管光纤的使用正在稳步增长,但中短期内光纤不能代替铜,它是铜的有力补充。
 



【摘自Bishop杂志,作者:Terry Costlow , March 24, 2020】

电梯带领连接器应用更上一层楼

技术分享atangge 发表了文章 • 0 个评论 • 137 次浏览 • 2020-03-04 23:46 • 来自相关话题

现代电梯具有各种各样的电子节点,从楼层间电梯呼唤盒到轿厢中计数乘客的传感器和触摸屏用户界面。这些功能取决于独特的工业连接器以及小型,轻便的消费类产品。




当今的互联建筑技术管理着广泛的功能,包括定时使用的供暖和制冷,与环境条件相协调的智能照明,电源管理,安全性和电信系统。所有这些功能还可以与单独的内部机制(电梯运输系统)协调。电梯将人员和货物移至建筑物内的各个楼层,并且与自动扶梯一起代表了最重要的非固定式机电系统。这些独特而复杂的举升设备取决于各种特殊组件。




WAGO的用于电梯控制面板中电源和信号应用的PCB接线端子可提供免工具或工具操作选件,并具有WAGO推入式笼式夹具。

实际上,电梯行业是最早采用WAGO的CAGE CLAMP弹簧连接技术的行业之一,早在该技术成为当今的工业规范之前就已经存在。他们之所以这样做是由于CAGE CLAMP的固有安全性,抗振性和免维护的特性。

现在将主题划分为免工具安装,例如使用杠杆操作式PCB接线端子和连接器端接电线,从而提供了一种高度直观的接线方法,有助于工厂实现快速和便捷的接线地板和现场技术人员。这些互连方面的主题是现场服务和整体建筑施工效率创新的关键输入。”




WAGO的832系列MCS MAXI 16在应用中显示为与变频器外壳的主要设备连接。

设计电梯系统时,电子组件在确保安全性,可维护性,能源效率以及与其他建筑系统的集成中起着关键作用。标准化在此类别中很重要。需要重型且坚固的组件来应对冲击和振动,可能遭受的碎屑和湿气以及电梯系统附带的非常高的电压(高达690V IEC)。连接器必须满足DIN IEC 60512和DIN IEC 60508的冲击和振动要求,工业以太网连接器必须满足IP65和IP67防护等级。




Weidmuller的OMNIMATE信号连接器为多种电梯应用提供了最佳解决方案。

电子控制装置位于轿厢内部和盒子的侧面,在电梯轿厢的顶部,以及轿厢所访问的每一层建筑板上,其连接扩展到更大的建筑物管理系统。这些控件管理电梯功能,调度和门机构。专为工业环境和重型设备设计的连接器适用于电梯驱动器和控制器。控制面板和骑行体验系统还需要其他更小的电子设备,并且这些电子设备必须轻巧才能减少负荷和能源消耗。

安装在电梯盒上的车顶设备集成了数据控件,并依赖于工业数据连接器,例如M12,D-Sub或其他。位置控制器评估并平衡一个小面板内部的每个负载,该负载取决于轻巧的组件,这些组件很容易在狭窄的空间中考虑到,但仍能承受运动和停止。这些系统中使用的连接器必须可靠。如果需要维护,它们也必须易于操作。多家连接器供应商,包括Weidmuller,用于电梯安装的色标和标签组件,可简化组装过程,并避免出现错误。




WAGO的WINSTA连接系统专为电梯井道安装和其他建筑系统而设计。它包括电缆组件,接线盒和PCB连接器的选择。

通往电梯用户的最直观的电子接口位于轿厢的内部,包括控制面板或楼层选择按钮,紧急通信功能和数字显示屏,用于指示轿厢在建筑物中的行驶进度。紧凑的连接系统简化了这些功能,该系统由电路板和压缩空间中的表面安装组件组成。传统的按钮面板集成了LED照明系统,而启用现代触觉的触摸屏面板可能集成了LCD,LED或通过接口单元链接到电梯控制系统的点阵显示器。麦克风,扬声器和蓝牙已集成到通信板中。TE Con​​nectivity提供了一系列用于电梯控制面板的PCB连接器和板对板产品。




TE Con​​nectivity的用于电梯控制面板的PCB连接器和板对板产品。

传感器还可以在电梯中发挥作用,包括红外,液位,电流,负载和霍尔效应传感器。电流传感器有助于调节电梯的电动机工作电流,液位传感器有助于激活轿厢的制动机制,以将电梯停在所需的楼层。Newark提供了一系列专门用于电梯应用的传感器产品。传感器用于智能建筑系统,可通过对乘客进行计数以减少满载汽车的停车次数来提高效率和旅行时间。由mmWave传感器启用的AI可以确定乘客和经过电梯的人之间的差异。




WAGO的832系列MCS MAXI 16系统具有线对板和线对线解决方案,适用于大功率电梯驱动应用。

在没有功率增加的情况下增加电源和信号密度是一个挑战。互连解决方案必须与时俱进。要成为该行业的解决方案提供商,您的产品不仅要擅长安全处理电梯驱动系统的高电流/高压负载(并且要在紧凑的空间内做到),而且还要传输不断增加的信号密度设计要求的高水平负载。
 
【摘自Bishop杂志,作者:Connector Supplier , February 18, 2020】 查看全部
现代电梯具有各种各样的电子节点,从楼层间电梯呼唤盒到轿厢中计数乘客的传感器和触摸屏用户界面。这些功能取决于独特的工业连接器以及小型,轻便的消费类产品。
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当今的互联建筑技术管理着广泛的功能,包括定时使用的供暖和制冷,与环境条件相协调的智能照明,电源管理,安全性和电信系统。所有这些功能还可以与单独的内部机制(电梯运输系统)协调。电梯将人员和货物移至建筑物内的各个楼层,并且与自动扶梯一起代表了最重要的非固定式机电系统。这些独特而复杂的举升设备取决于各种特殊组件。
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WAGO的用于电梯控制面板中电源和信号应用的PCB接线端子可提供免工具或工具操作选件,并具有WAGO推入式笼式夹具。

实际上,电梯行业是最早采用WAGO的CAGE CLAMP弹簧连接技术的行业之一,早在该技术成为当今的工业规范之前就已经存在。他们之所以这样做是由于CAGE CLAMP的固有安全性,抗振性和免维护的特性。

现在将主题划分为免工具安装,例如使用杠杆操作式PCB接线端子和连接器端接电线,从而提供了一种高度直观的接线方法,有助于工厂实现快速和便捷的接线地板和现场技术人员。这些互连方面的主题是现场服务和整体建筑施工效率创新的关键输入。”
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WAGO的832系列MCS MAXI 16在应用中显示为与变频器外壳的主要设备连接。

设计电梯系统时,电子组件在确保安全性,可维护性,能源效率以及与其他建筑系统的集成中起着关键作用。标准化在此类别中很重要。需要重型且坚固的组件来应对冲击和振动,可能遭受的碎屑和湿气以及电梯系统附带的非常高的电压(高达690V IEC)。连接器必须满足DIN IEC 60512和DIN IEC 60508的冲击和振动要求,工业以太网连接器必须满足IP65和IP67防护等级。
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Weidmuller的OMNIMATE信号连接器为多种电梯应用提供了最佳解决方案。

电子控制装置位于轿厢内部和盒子的侧面,在电梯轿厢的顶部,以及轿厢所访问的每一层建筑板上,其连接扩展到更大的建筑物管理系统。这些控件管理电梯功能,调度和门机构。专为工业环境和重型设备设计的连接器适用于电梯驱动器和控制器。控制面板和骑行体验系统还需要其他更小的电子设备,并且这些电子设备必须轻巧才能减少负荷和能源消耗。

安装在电梯盒上的车顶设备集成了数据控件,并依赖于工业数据连接器,例如M12,D-Sub或其他。位置控制器评估并平衡一个小面板内部的每个负载,该负载取决于轻巧的组件,这些组件很容易在狭窄的空间中考虑到,但仍能承受运动和停止。这些系统中使用的连接器必须可靠。如果需要维护,它们也必须易于操作。多家连接器供应商,包括Weidmuller,用于电梯安装的色标和标签组件,可简化组装过程,并避免出现错误。
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WAGO的WINSTA连接系统专为电梯井道安装和其他建筑系统而设计。它包括电缆组件,接线盒和PCB连接器的选择。

通往电梯用户的最直观的电子接口位于轿厢的内部,包括控制面板或楼层选择按钮,紧急通信功能和数字显示屏,用于指示轿厢在建筑物中的行驶进度。紧凑的连接系统简化了这些功能,该系统由电路板和压缩空间中的表面安装组件组成。传统的按钮面板集成了LED照明系统,而启用现代触觉的触摸屏面板可能集成了LCD,LED或通过接口单元链接到电梯控制系统的点阵显示器。麦克风,扬声器和蓝牙已集成到通信板中。TE Con​​nectivity提供了一系列用于电梯控制面板的PCB连接器和板对板产品。
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TE Con​​nectivity的用于电梯控制面板的PCB连接器和板对板产品。

传感器还可以在电梯中发挥作用,包括红外,液位,电流,负载和霍尔效应传感器。电流传感器有助于调节电梯的电动机工作电流,液位传感器有助于激活轿厢的制动机制,以将电梯停在所需的楼层。Newark提供了一系列专门用于电梯应用的传感器产品。传感器用于智能建筑系统,可通过对乘客进行计数以减少满载汽车的停车次数来提高效率和旅行时间。由mmWave传感器启用的AI可以确定乘客和经过电梯的人之间的差异。
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WAGO的832系列MCS MAXI 16系统具有线对板和线对线解决方案,适用于大功率电梯驱动应用。

在没有功率增加的情况下增加电源和信号密度是一个挑战。互连解决方案必须与时俱进。要成为该行业的解决方案提供商,您的产品不仅要擅长安全处理电梯驱动系统的高电流/高压负载(并且要在紧凑的空间内做到),而且还要传输不断增加的信号密度设计要求的高水平负载。
 
【摘自Bishop杂志,作者:Connector Supplier , February 18, 2020】

机器人及自动化领域连接器-电子与电气的挑战

技术分享atangge 发表了文章 • 0 个评论 • 165 次浏览 • 2020-02-21 00:12 • 来自相关话题

随着工业物联网(IIoT)的不断扩展,越来越多的机器人和自动化设备进入工厂车间,其挑战在于如何保护敏感的电子设备免受暴露于工厂环境中灰尘,碎屑,油污,振动,温度等影响。

例如,FANUC在2019年末推出的新型协作弧焊机器人可提供更高的有效载荷和完整的六轴联动方案,使机器人具有更大的灵活性。这种组合使他们可以加工各种零件,占地面积小和无需安全防护设备也成为另一个不小的优势。




FANUC的CR-15iA提供15kg的有效载荷和1441mm的作用范围。这种组合可以加工各种零件,也可以用于更新的应用中,例如电弧增材制造。

ABB的小型YuMi系列,它的七个轴具有更大的灵活性,可以模仿类人的动作,从而满足小零件组装过程的生产需求,例如在消费电子产品制造中遇到的那些需求。




工业机器人和机械设备已连接到IIoT网络中种类繁多的设备。这意味着所有这些设备之间的通信要求也在增加,甚至更加强调了连接器和电缆在保持整个工业网络连接和运行中所起的关键作用。

TE Con​​nectivity工业业务部门的标准化和联盟全球负责人Guenter Feldmeier说,通信功能因此变得与电源和信号接口同等重要。这就是为什么以太网技术变得非常重要的原因:以太网技术在工业通信中的不同层次上使用,例如机器人与其控制柜之间或柜体子系统与工厂自动化设备之间的通信。

TE用于工业和自动化设备的产品适用于机器人和工业机械,以及电机,伺服驱动器和工业通信,并包括机器人和其他机器之间的互连以及外部接口以及这些设备之间的所有连接性,其中传感器也起到很重要的作用。




百通公司工业数据和连接性产品线经理Sylvia Feng表示,百通的工业数据和连接性通信连接器是为工业工厂自动化通信协议(例如工业以太网和现场总线)设计的。以太网电缆连接到机器上的不同终端设备,例如在PLC与传感器,摄像机,执行器或任何其他利用数据的设备之间,由于连接器包含在外壳中,并且已经受到保护,因此不需要密封,因此其防护等级为IP20。




MICE分类系统是用于描述在工业环境中所需要的不同的保护电平之一事实上的行业标准。干净,有地毯的办公室是MICE 1环境,MICE 2环境需要IP20级保护,MICE 3环境需要IP67级保护。“在MICE 1中,您可以使用最便宜的非屏蔽塑料连接器,因为它不会移动并且不需要加固。” Feng说。“在MICE 3中,可能会有油和其他液体飞溅,温度循环,电磁干扰(EMI)或射频干扰(RFI),因此您可能需要多种保护措施。”

TE的Feldmeier列举了影响互连要求的工业机器人和机械的六个总体系统级需求:小型化,可靠性,坚固性,灵活性,易用性和易于安装性。

小型化主要适用于互连系统,以实现更小的尺寸和更高的封装密度,而可靠性需求则主要涉及最大50g的振动和物理冲击。坚固性包括从-40°C到+ 85°C的非常宽的工业工作温度范围。数据端对EMI尤其敏感,因此360°固态金属屏蔽就显得很重要了。灵活性意味着在工业领域中的几件事。布线必须非常灵活,并支持现场安装,因此连接器必须易于现场安装。比如说10Gb / s以太网非常敏感,网络故障的最薄弱环节是每条以太网电缆的末端,一个RJ45连接器与其他设备建立连接。连接质量取决于连接器质量及其安装程度。

为了简化安装过程并在不同级别的安装者体验中保持一致,Belden开发了新的DataTuff工业REVConnect RJ45现场终端连接器。新生产线提供了适用于Cat 5e,Cat 6,Cat 6a,UTP和STP应用的连接器,电缆套件和配件,并且解决了将笨重的工业级连接器安装到工厂车间狭窄空间中的问题。




REVConnect RJ45现场端接连接器,这是最简单,安装最快的端接连接器之一。获得专利的REVConnect设计最初应用于IT领域。

Belden开发了绑定对电缆技术,以提高高可用性环境中以太网电缆的性能。无论如何安装,它都能将电缆的双绞线保持在一起,因此阻抗始终是一致的。机械强度提高了60%,抗扰性大大降低。

Fischer连接器最近在其薄型,坚固耐用的LP360连接系统中增加了更多的连接器尺寸和材料类型,其中包括连接器,电缆组件和工业应用的有源设备。




浩亭的RJ工业以太网数据接口范围包括RJI MF RJ45 Cat 6A插头,带IDC端接的弯角连接器,可提供IP20防护等级。它专为要求数据速率高达10Gb / s的工业应用中的数据网络布线而设计。关键因素是IP保护,插件可靠性,抗振性和EMC安全性。




TE还在开发单对以太网产品,该技术已被集成到新一代汽车中,以取代CAN和其他总线系统。单对以太网M8连接器具有符合IEC 63171-6的附加电源引脚,是为此技术趋势而开发的新产品。




TE的M12 X编码连接器可实现工业设备中的可靠通信,易于安装,可支持高达10 Gbps的更高带宽需求,并提供IP67 / 68等级的环境保护。

TE的M12 X代码和Mini I/O连接器系统是专门为工业机器人和机械而设计的两种产品,它们具有非常小,非常坚固的连接以实现机器人和其他机器的小型化,迷你I / O已被IEC 采纳为国际标准IEC61076-3-122,该标准为工业应用连接器提供了最低行业要求。





【摘自Bishop杂志,作者:Ann Thryft , February 18, 2020】 查看全部
随着工业物联网(IIoT)的不断扩展,越来越多的机器人和自动化设备进入工厂车间,其挑战在于如何保护敏感的电子设备免受暴露于工厂环境中灰尘,碎屑,油污,振动,温度等影响。

例如,FANUC在2019年末推出的新型协作弧焊机器人可提供更高的有效载荷和完整的六轴联动方案,使机器人具有更大的灵活性。这种组合使他们可以加工各种零件,占地面积小和无需安全防护设备也成为另一个不小的优势。
FANUC-arc-welding-cobot-768x512.jpg

FANUC的CR-15iA提供15kg的有效载荷和1441mm的作用范围。这种组合可以加工各种零件,也可以用于更新的应用中,例如电弧增材制造。

ABB的小型YuMi系列,它的七个轴具有更大的灵活性,可以模仿类人的动作,从而满足小零件组装过程的生产需求,例如在消费电子产品制造中遇到的那些需求。
ABB-single-arm-YuMi-cobot-768x486.jpg

工业机器人和机械设备已连接到IIoT网络中种类繁多的设备。这意味着所有这些设备之间的通信要求也在增加,甚至更加强调了连接器和电缆在保持整个工业网络连接和运行中所起的关键作用。

TE Con​​nectivity工业业务部门的标准化和联盟全球负责人Guenter Feldmeier说,通信功能因此变得与电源和信号接口同等重要。这就是为什么以太网技术变得非常重要的原因:以太网技术在工业通信中的不同层次上使用,例如机器人与其控制柜之间或柜体子系统与工厂自动化设备之间的通信。

TE用于工业和自动化设备的产品适用于机器人和工业机械,以及电机,伺服驱动器和工业通信,并包括机器人和其他机器之间的互连以及外部接口以及这些设备之间的所有连接性,其中传感器也起到很重要的作用。
TE-infographic-768x745.jpg

百通公司工业数据和连接性产品线经理Sylvia Feng表示,百通的工业数据和连接性通信连接器是为工业工厂自动化通信协议(例如工业以太网和现场总线)设计的。以太网电缆连接到机器上的不同终端设备,例如在PLC与传感器,摄像机,执行器或任何其他利用数据的设备之间,由于连接器包含在外壳中,并且已经受到保护,因此不需要密封,因此其防护等级为IP20。
MICE-1-2-3-chart.jpg

MICE分类系统是用于描述在工业环境中所需要的不同的保护电平之一事实上的行业标准。干净,有地毯的办公室是MICE 1环境,MICE 2环境需要IP20级保护,MICE 3环境需要IP67级保护。“在MICE 1中,您可以使用最便宜的非屏蔽塑料连接器,因为它不会移动并且不需要加固。” Feng说。“在MICE 3中,可能会有油和其他液体飞溅,温度循环,电磁干扰(EMI)或射频干扰(RFI),因此您可能需要多种保护措施。”

TE的Feldmeier列举了影响互连要求的工业机器人和机械的六个总体系统级需求:小型化,可靠性,坚固性,灵活性,易用性和易于安装性。

小型化主要适用于互连系统,以实现更小的尺寸和更高的封装密度,而可靠性需求则主要涉及最大50g的振动和物理冲击。坚固性包括从-40°C到+ 85°C的非常宽的工业工作温度范围。数据端对EMI尤其敏感,因此360°固态金属屏蔽就显得很重要了。灵活性意味着在工业领域中的几件事。布线必须非常灵活,并支持现场安装,因此连接器必须易于现场安装。比如说10Gb / s以太网非常敏感,网络故障的最薄弱环节是每条以太网电缆的末端,一个RJ45连接器与其他设备建立连接。连接质量取决于连接器质量及其安装程度。

为了简化安装过程并在不同级别的安装者体验中保持一致,Belden开发了新的DataTuff工业REVConnect RJ45现场终端连接器。新生产线提供了适用于Cat 5e,Cat 6,Cat 6a,UTP和STP应用的连接器,电缆套件和配件,并且解决了将笨重的工业级连接器安装到工厂车间狭窄空间中的问题。
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REVConnect RJ45现场端接连接器,这是最简单,安装最快的端接连接器之一。获得专利的REVConnect设计最初应用于IT领域。

Belden开发了绑定对电缆技术,以提高高可用性环境中以太网电缆的性能。无论如何安装,它都能将电缆的双绞线保持在一起,因此阻抗始终是一致的。机械强度提高了60%,抗扰性大大降低。

Fischer连接器最近在其薄型,坚固耐用的LP360连接系统中增加了更多的连接器尺寸和材料类型,其中包括连接器,电缆组件和工业应用的有源设备。
Fischer-Freedom-Series-Extensions-1-768x411.jpg

浩亭的RJ工业以太网数据接口范围包括RJI MF RJ45 Cat 6A插头,带IDC端接的弯角连接器,可提供IP20防护等级。它专为要求数据速率高达10Gb / s的工业应用中的数据网络布线而设计。关键因素是IP保护,插件可靠性,抗振性和EMC安全性。
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TE还在开发单对以太网产品,该技术已被集成到新一代汽车中,以取代CAN和其他总线系统。单对以太网M8连接器具有符合IEC 63171-6的附加电源引脚,是为此技术趋势而开发的新产品。
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TE的M12 X编码连接器可实现工业设备中的可靠通信,易于安装,可支持高达10 Gbps的更高带宽需求,并提供IP67 / 68等级的环境保护。

TE的M12 X代码和Mini I/O连接器系统是专门为工业机器人和机械而设计的两种产品,它们具有非常小,非常坚固的连接以实现机器人和其他机器的小型化,迷你I / O已被IEC 采纳为国际标准IEC61076-3-122,该标准为工业应用连接器提供了最低行业要求。
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【摘自Bishop杂志,作者:Ann Thryft , February 18, 2020】

IoT,IIoT和工业4.0应用的连接器

技术分享atangge 发表了文章 • 0 个评论 • 120 次浏览 • 2020-02-20 00:46 • 来自相关话题

物联技术热度的激增对连接器细分领域提出了新的要求。更快的速度,更高的频率和更小的尺寸,以及可靠性和抗电磁干扰能力等。

物联网(IoT)是指电子设备​​的无线互连,范围从家用电器和车辆到建筑控制系统和制造设备。嵌入式电子组件(包括传感器,执行器,连接器和电缆)使这些设备可以收集和交换数据,并可以进行远程监视和控制。工业物联网(IIoT)是专门用于制造的细分领域,涉及物联网,实时分析,机器学习和嵌入式系统(包括无线传感器网络,控制系统和自动化技术)的融合。IIoT将分析和响应功能添加到标准IoT概念中。




IIoT和工业4.0应用程序(例如自动化生产线)需要经过验证的高速连接组件,高可靠性能,对电磁干扰(EMI)的高度抗扰性以及较小的空间占用。

到2025年,全球IoT设备的数量预计将激增至754.4亿台套,以支持全球5G移动通信网络,并有望通过相关趋势为更加互联的社会和行业铺平道路,包括智能工厂和自动驾驶。

物联网和工业物联网应用中连接器的主要挑战包括数据速率需求以及终端设备的各种组件密度,从消费电子产品到智能电表和工业控制设备。处理更高的数据速率,就需要进行新的连接器设计。同样组件密度也限制了分配给连接器的空间以及组件之间的最小共置距离,这是干扰风险的关键设计元素。另一个挑战是,物联网设备的设计工作频率要比当今普遍使用的工作频率高得多。

夹层/堆叠连接器满足IoT设计要求

分散式和联网的系统架构越来越重要,这是因为越来越高的板级组件密度以及对带有紧凑型设备的趋势使然,使得越来越多的相关应用不得不应对巨大的空间限制。这种趋势对连接器提出了非常特殊的要求,因为PCB上的数字数据传输速度通常达到10Gb / s或更高。除了越来越快的数据速率和不断增加的电路板复杂性之外,电路板堆叠设计还要求增加接触密度。例如ERNI的MicroSpeed系列,可轻松在板上放置多个连接器。还可以为开发人员提供更大的布线灵活性和更少的电路板层,提供较高的载流能力和较高的信号速度。




ERNI的节省空间和抗干扰的MicroSpeed连接器系统支持高达25 + Gb / s的数据速率,并具有出色的信号完整性。屏蔽式板对板连接器的间距为1.0mm,并提供2排和3排垂直和直角配置,并带有5,50,75,91及133个引脚的不同组合以及表面贴装,通孔或混合式等灵活端接方式。

总结物联网应用夹层/堆叠连接器的关键特性:最小的尺寸和最大的接触密度;能够可靠地以高达20 + Gb / s的速度传输信号;高EMC;以及差分和单端口。终止信号处理功能。

触点终端:表面贴装技术(SMT)信号触点在高速夹层应用中最为有益,并且比带有压入式引脚的信号触点具有更高的信号完整性,因为压入式连接器所需的镀通孔会产生负面影响关于噪声行为和反射。根据不同的应用,用户可以选择SMT或通孔(THR)作为向外布置的屏蔽板触点。THR形式的屏蔽板触点进一步增强了机械稳定性,并允许将连接器模块轻松地布置在相邻的行中,而空间损失最小。




电磁兼容性(EMC):接触间距和集成屏蔽在确定连接器的阻抗方面起着关键作用,对于单端信号,该阻抗通常为50Ω(信号对地),对于差分应用,通常为100Ω(信号对信号)。为了控制阻抗,减少串扰并改善差分信号对之间的耦合,高速夹层连接器配备了特殊的屏蔽结构。

标准的屏蔽机制,EMC手指,具有出色的抵抗电磁辐射(EMI)的能力和抗静电能力(ESD)。其他屏蔽机制(例如EMC接线片)通过显着减少电感耦合来进一步增强EMC性能。结合这两种机制,可为需要高信号完整性和安全数据传输的IoT,IIoT和Industry 4.0应用提供最佳的屏蔽效果。一些夹层连接器还允许将屏蔽用作电源平面,每个屏蔽可提供高达10A的电流。

通过信号对的垂直配置(即,横向,纵向方向)以及信号和屏蔽触点对的配对布置,可以最佳地实现最佳的串扰行为。这种配置在100ps的上升时间实现了已记录的串扰测量值,降至不到2%。

可靠性和耐用性,在工业环境中使用的夹层连接器还应采用由坚固的耐高温材料制成的狭窄,薄型,有罩的外壳,以保护触点免受损坏并鼓励气流来支持系统冷却。制作精良的夹层连接器可以进行500次或更长时间的配合。




设计灵活性:为了满足广泛的应用需求,物联网应用的夹层连接器应同时支持单端和差分信号传输,以实现最大的接地和布线灵活性。通过允许许多不同的堆叠高度和板间距,各种公母连接器高度也支持广泛的应用范围,这为开发人员提供了关于板布局的最大灵活性。
 
【摘自Bishop杂志,作者:Michael Singer , February 18, 2020】
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物联技术热度的激增对连接器细分领域提出了新的要求。更快的速度,更高的频率和更小的尺寸,以及可靠性和抗电磁干扰能力等。

物联网(IoT)是指电子设备​​的无线互连,范围从家用电器和车辆到建筑控制系统和制造设备。嵌入式电子组件(包括传感器,执行器,连接器和电缆)使这些设备可以收集和交换数据,并可以进行远程监视和控制。工业物联网(IIoT)是专门用于制造的细分领域,涉及物联网,实时分析,机器学习和嵌入式系统(包括无线传感器网络,控制系统和自动化技术)的融合。IIoT将分析和响应功能添加到标准IoT概念中。
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IIoT和工业4.0应用程序(例如自动化生产线)需要经过验证的高速连接组件,高可靠性能,对电磁干扰(EMI)的高度抗扰性以及较小的空间占用。

到2025年,全球IoT设备的数量预计将激增至754.4亿台套,以支持全球5G移动通信网络,并有望通过相关趋势为更加互联的社会和行业铺平道路,包括智能工厂和自动驾驶。

物联网和工业物联网应用中连接器的主要挑战包括数据速率需求以及终端设备的各种组件密度,从消费电子产品到智能电表和工业控制设备。处理更高的数据速率,就需要进行新的连接器设计。同样组件密度也限制了分配给连接器的空间以及组件之间的最小共置距离,这是干扰风险的关键设计元素。另一个挑战是,物联网设备的设计工作频率要比当今普遍使用的工作频率高得多。

夹层/堆叠连接器满足IoT设计要求

分散式和联网的系统架构越来越重要,这是因为越来越高的板级组件密度以及对带有紧凑型设备的趋势使然,使得越来越多的相关应用不得不应对巨大的空间限制。这种趋势对连接器提出了非常特殊的要求,因为PCB上的数字数据传输速度通常达到10Gb / s或更高。除了越来越快的数据速率和不断增加的电路板复杂性之外,电路板堆叠设计还要求增加接触密度。例如ERNI的MicroSpeed系列,可轻松在板上放置多个连接器。还可以为开发人员提供更大的布线灵活性和更少的电路板层,提供较高的载流能力和较高的信号速度。
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ERNI的节省空间和抗干扰的MicroSpeed连接器系统支持高达25 + Gb / s的数据速率,并具有出色的信号完整性。屏蔽式板对板连接器的间距为1.0mm,并提供2排和3排垂直和直角配置,并带有5,50,75,91及133个引脚的不同组合以及表面贴装,通孔或混合式等灵活端接方式。

总结物联网应用夹层/堆叠连接器的关键特性:最小的尺寸和最大的接触密度;能够可靠地以高达20 + Gb / s的速度传输信号;高EMC;以及差分和单端口。终止信号处理功能。

触点终端:表面贴装技术(SMT)信号触点在高速夹层应用中最为有益,并且比带有压入式引脚的信号触点具有更高的信号完整性,因为压入式连接器所需的镀通孔会产生负面影响关于噪声行为和反射。根据不同的应用,用户可以选择SMT或通孔(THR)作为向外布置的屏蔽板触点。THR形式的屏蔽板触点进一步增强了机械稳定性,并允许将连接器模块轻松地布置在相邻的行中,而空间损失最小。
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电磁兼容性(EMC):接触间距和集成屏蔽在确定连接器的阻抗方面起着关键作用,对于单端信号,该阻抗通常为50Ω(信号对地),对于差分应用,通常为100Ω(信号对信号)。为了控制阻抗,减少串扰并改善差分信号对之间的耦合,高速夹层连接器配备了特殊的屏蔽结构。

标准的屏蔽机制,EMC手指,具有出色的抵抗电磁辐射(EMI)的能力和抗静电能力(ESD)。其他屏蔽机制(例如EMC接线片)通过显着减少电感耦合来进一步增强EMC性能。结合这两种机制,可为需要高信号完整性和安全数据传输的IoT,IIoT和Industry 4.0应用提供最佳的屏蔽效果。一些夹层连接器还允许将屏蔽用作电源平面,每个屏蔽可提供高达10A的电流。

通过信号对的垂直配置(即,横向,纵向方向)以及信号和屏蔽触点对的配对布置,可以最佳地实现最佳的串扰行为。这种配置在100ps的上升时间实现了已记录的串扰测量值,降至不到2%。

可靠性和耐用性,在工业环境中使用的夹层连接器还应采用由坚固的耐高温材料制成的狭窄,薄型,有罩的外壳,以保护触点免受损坏并鼓励气流来支持系统冷却。制作精良的夹层连接器可以进行500次或更长时间的配合。
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设计灵活性:为了满足广泛的应用需求,物联网应用的夹层连接器应同时支持单端和差分信号传输,以实现最大的接地和布线灵活性。通过允许许多不同的堆叠高度和板间距,各种公母连接器高度也支持广泛的应用范围,这为开发人员提供了关于板布局的最大灵活性。
 
【摘自Bishop杂志,作者:Michael Singer , February 18, 2020】
 

选择适用于恶劣环境的印刷电路板连接器

技术分享atangge 发表了文章 • 0 个评论 • 185 次浏览 • 2020-02-07 09:21 • 来自相关话题

运输,军事和航空航天应用中的PCB遇到环境变量,例如冲击,振动,温度和湿度。选择能够承受这些恶劣条件的印刷电路板连接器和相邻组件对于操作成功至关重要。





 
选择在恶劣环境下能够可靠运行的印刷电路板连接器(PCB连接器)涉及几个重要的考虑因素。无论是通过直接的板对板连接还是通过电缆将两个或多个PCB连接在一起,运输,军事和航空航天应用中的PCB都会遇到许多环境变量。冲击,振动,温度,湿度和变化的海拔高度/大气条件只是许多可能会破坏触点完整性并破坏信号的因素中的一部分。这就是为什么要在机械设计中同时考虑接触板端接,电镀材料和厚度,表面处理,接触束力和冗余度的设计。

设计人员可以通过清楚地了解不同环境因素如何影响PCB连接器,并采用制造工具来浏览各种设计功能和优点并促进有效选择,来简化这些苛刻应用的连接器规范过程。

震动和冲击

由于许多电子商业和军事航空设备会受到极端的运动力,因此了解连接器如何处理振动和冲击非常重要。典型的问题包括:

过度的重力(g)导致极端加速或减速期间,意外的连接器脱离。
在PCB发生扭曲,弯曲,偏航和其他突然运动时,如果连接器或触点脱离,则该PCB会发生扭曲或弯曲。
由于振动引起的触点磨损,信号微中断。

连接器使用排列在壳体或外壳内的机械偏转金属梁来形成可分离但在电气上“不可见”的接口。因此,连接器设计的首要目标是在所有可能的因素下保持接触接口的稳定性。导致信号或断电。





 
TE Con​​nectivity的MULTIGIG RT 2-R是一种无针背板印刷电路板连接器,具有四重冗余触点系统,可提高在高振动环境中的可靠性并满足VITA 72环境性能要求。

从宏观上讲,振动和冲击可能会导致整体位移,或者在配合元件之间产生间隙。在微层面上,微动运动(或微动)会逐渐磨损配合表面的表面涂层或镀层,从而导致微动腐蚀。这些问题的解决方案包括:

设计具有足够接触力的触点,以免振动不会引起光束跳动。
施加足够厚度和质量的镀层,以承受微动运动的磨损。
增加可分离接口处的接触点,以通过多个接触点提供冗余。
使用适当的接触润滑剂或抑制微动的表面处理。

横梁设计是抗振性的另一个重要元素。在两点连接器中,每个接触弹簧梁都与匹配的晶片焊盘形成单个接触点。在具有四点或四冗余触点系统的连接器中,触点的设计应使每个梁形成两个触点。此功能可将接触补丁的面积大致增加一倍,并通过将微动运动的影响分散在更大的表面积上,从而帮助平衡振动负载。





TE Con​​nectivity的MULTIGIG RT 3连接器具有四点,四冗余触点设计,非常适合在高振动应用中使用。

今天,许多制造商提供具有四个接触点的梁设计。除了减轻微动腐蚀的影响外,它们还显着降低了意外脱离的风险。例如,如果给定触点的触点脱离概率为0.01,则四点触点的所有四个点可能同时受到影响的概率为(0.01)4或10 -8。这种降低的风险说明了冗余的力量。

梁的形状也会影响磨损程度,因为最佳的梁半径有助于平衡接触系统内的负载和表面压力。在四点接触设计中,接触束的长度和面积彼此不对称。不同的长度为每个光束响应振动提供了独特的频率模式,这有助于消除两个光束同时实现共振的可能性。另外,即使接触点增加,这些增强的接触系统也不会增加配合力。

在这些设计的配合一半中的晶片也可以略作修改,以充分利用四光束结构。通过使分离光束上的四个接触点中的两个更深,可以使晶片上的信号焊盘延伸1.2mm,以在配合期间保持至少2mm的接触擦拭。此功能有助于在原始设计的整个配合范围内保持四倍冗余。

导柱也可以制造到模块中以增加稳定性。匹配的导向柱和插座之间的公差比匹配的触点要宽。即使这样,配对的导向器仍有助于限制运动,并在配对过程中提供键控功能。另外,最近的技术进步已经使公差变得更严格。现在可以使用高度机加工的立柱,以提供精确的配合,从而在极端振动下增加稳定性,以减少微动运动。





精密装配的导向销和坚固的多点触点。

还可以在导向模块组件中使用周向接地弹簧,以进一步提高稳定性并为插入式模块提供静电放电(ESD)保护。为了使PCB稳定,可以将增强剂作为复合树脂施加在PCB本身中或集成到机箱中以减少板的弯曲。

温度

在高海拔地区,电子设备可能会暴露在极端温度下。航空航天应用通常需要能够在-55°C至125°C甚至更大范围的工作温度下工作的印刷电路板连接器。温度的影响有多种形式,包括:

由于高温时金属膨胀和应力消除而引起的法向力松弛,特别是对于铜基金属。
由于不同材料(例如带有黄铜销的铝壳)之间不同的热膨胀系数,导致结构完整性损失。
当触点暴露于极冷的温度下时,热冲击会使信号变差。

可以通过多种热性能测试来评估连接器在极端温度下的行为,例如涉及数百个热冷循环的热冲击测试,温度寿命测试(例如,将连接器暴露在125°C下1000小时)以及燃烧和着火。安全材料测试。

太空应用通常要求非常严格的温度和辐射要求,以评估材料如何在结构上保持住。在空间真空中,材料选择还必须考虑从减压的金属合金,聚合物和表面处理中除气。

湿度

湿度会加速接触界面的腐蚀,特别是当热循环或振动引起的磨损使基础接触金属遭受微动腐蚀时。温度和湿度测试通常在配合/非配合循环测试后在实验室中执行。还对塑料外壳进行了测试,以评估会降低绝缘电阻的吸湿性。

PCB处理

当暴露于自然环境中的人造化学药品,阳光,盐水和其他刺激性化学药品中时,PCB端子区域会明显退化。在这些情况下,使用树脂,气相沉积或碳氟化合物配方的保形涂层可以提高电路板和触点的耐用性。

简化PCB连接器选择

评估在恶劣环境下影响印刷电路板连接器的所有因素是一项复杂的任务。对此处讨论的连接器设计方面的透彻了解可以指导规范过程。将这些知识与用于导航选项和实现设计目标的工具相结合,可以使过程变得更加容易。例如,TE Con​​nectivity提供了一个高速产品开发人员工具包,可为设计人员提供产品规格,测试结果以及输入/输出(I / O)有线,板对板和射频(RF)连接器的目录,以及电缆和光纤。这样的工具可以帮助设计人员缩小产品范围,并在为恶劣环境选择PCB连接器时更有信心。
 
【摘自Bishop杂志,作者:Michael Walmsley,February 4, 2020】 查看全部
运输,军事和航空航天应用中的PCB遇到环境变量,例如冲击,振动,温度和湿度。选择能够承受这些恶劣条件的印刷电路板连接器和相邻组件对于操作成功至关重要。

PCB-Feature-Image-768x513.png

 
选择在恶劣环境下能够可靠运行的印刷电路板连接器(PCB连接器)涉及几个重要的考虑因素。无论是通过直接的板对板连接还是通过电缆将两个或多个PCB连接在一起,运输,军事和航空航天应用中的PCB都会遇到许多环境变量。冲击,振动,温度,湿度和变化的海拔高度/大气条件只是许多可能会破坏触点完整性并破坏信号的因素中的一部分。这就是为什么要在机械设计中同时考虑接触板端接,电镀材料和厚度,表面处理,接触束力和冗余度的设计。

设计人员可以通过清楚地了解不同环境因素如何影响PCB连接器,并采用制造工具来浏览各种设计功能和优点并促进有效选择,来简化这些苛刻应用的连接器规范过程。

震动和冲击

由于许多电子商业和军事航空设备会受到极端的运动力,因此了解连接器如何处理振动和冲击非常重要。典型的问题包括:

过度的重力(g)导致极端加速或减速期间,意外的连接器脱离。
在PCB发生扭曲,弯曲,偏航和其他突然运动时,如果连接器或触点脱离,则该PCB会发生扭曲或弯曲。
由于振动引起的触点磨损,信号微中断。

连接器使用排列在壳体或外壳内的机械偏转金属梁来形成可分离但在电气上“不可见”的接口。因此,连接器设计的首要目标是在所有可能的因素下保持接触接口的稳定性。导致信号或断电。

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TE Con​​nectivity的MULTIGIG RT 2-R是一种无针背板印刷电路板连接器,具有四重冗余触点系统,可提高在高振动环境中的可靠性并满足VITA 72环境性能要求。

从宏观上讲,振动和冲击可能会导致整体位移,或者在配合元件之间产生间隙。在微层面上,微动运动(或微动)会逐渐磨损配合表面的表面涂层或镀层,从而导致微动腐蚀。这些问题的解决方案包括:

设计具有足够接触力的触点,以免振动不会引起光束跳动。
施加足够厚度和质量的镀层,以承受微动运动的磨损。
增加可分离接口处的接触点,以通过多个接触点提供冗余。
使用适当的接触润滑剂或抑制微动的表面处理。

横梁设计是抗振性的另一个重要元素。在两点连接器中,每个接触弹簧梁都与匹配的晶片焊盘形成单个接触点。在具有四点或四冗余触点系统的连接器中,触点的设计应使每个梁形成两个触点。此功能可将接触补丁的面积大致增加一倍,并通过将微动运动的影响分散在更大的表面积上,从而帮助平衡振动负载。

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TE Con​​nectivity的MULTIGIG RT 3连接器具有四点,四冗余触点设计,非常适合在高振动应用中使用。

今天,许多制造商提供具有四个接触点的梁设计。除了减轻微动腐蚀的影响外,它们还显着降低了意外脱离的风险。例如,如果给定触点的触点脱离概率为0.01,则四点触点的所有四个点可能同时受到影响的概率为(0.01)4或10 -8。这种降低的风险说明了冗余的力量。

梁的形状也会影响磨损程度,因为最佳的梁半径有助于平衡接触系统内的负载和表面压力。在四点接触设计中,接触束的长度和面积彼此不对称。不同的长度为每个光束响应振动提供了独特的频率模式,这有助于消除两个光束同时实现共振的可能性。另外,即使接触点增加,这些增强的接触系统也不会增加配合力。

在这些设计的配合一半中的晶片也可以略作修改,以充分利用四光束结构。通过使分离光束上的四个接触点中的两个更深,可以使晶片上的信号焊盘延伸1.2mm,以在配合期间保持至少2mm的接触擦拭。此功能有助于在原始设计的整个配合范围内保持四倍冗余。

导柱也可以制造到模块中以增加稳定性。匹配的导向柱和插座之间的公差比匹配的触点要宽。即使这样,配对的导向器仍有助于限制运动,并在配对过程中提供键控功能。另外,最近的技术进步已经使公差变得更严格。现在可以使用高度机加工的立柱,以提供精确的配合,从而在极端振动下增加稳定性,以减少微动运动。

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精密装配的导向销和坚固的多点触点。

还可以在导向模块组件中使用周向接地弹簧,以进一步提高稳定性并为插入式模块提供静电放电(ESD)保护。为了使PCB稳定,可以将增强剂作为复合树脂施加在PCB本身中或集成到机箱中以减少板的弯曲。

温度

在高海拔地区,电子设备可能会暴露在极端温度下。航空航天应用通常需要能够在-55°C至125°C甚至更大范围的工作温度下工作的印刷电路板连接器。温度的影响有多种形式,包括:

由于高温时金属膨胀和应力消除而引起的法向力松弛,特别是对于铜基金属。
由于不同材料(例如带有黄铜销的铝壳)之间不同的热膨胀系数,导致结构完整性损失。
当触点暴露于极冷的温度下时,热冲击会使信号变差。

可以通过多种热性能测试来评估连接器在极端温度下的行为,例如涉及数百个热冷循环的热冲击测试,温度寿命测试(例如,将连接器暴露在125°C下1000小时)以及燃烧和着火。安全材料测试。

太空应用通常要求非常严格的温度和辐射要求,以评估材料如何在结构上保持住。在空间真空中,材料选择还必须考虑从减压的金属合金,聚合物和表面处理中除气。

湿度

湿度会加速接触界面的腐蚀,特别是当热循环或振动引起的磨损使基础接触金属遭受微动腐蚀时。温度和湿度测试通常在配合/非配合循环测试后在实验室中执行。还对塑料外壳进行了测试,以评估会降低绝缘电阻的吸湿性。

PCB处理

当暴露于自然环境中的人造化学药品,阳光,盐水和其他刺激性化学药品中时,PCB端子区域会明显退化。在这些情况下,使用树脂,气相沉积或碳氟化合物配方的保形涂层可以提高电路板和触点的耐用性。

简化PCB连接器选择

评估在恶劣环境下影响印刷电路板连接器的所有因素是一项复杂的任务。对此处讨论的连接器设计方面的透彻了解可以指导规范过程。将这些知识与用于导航选项和实现设计目标的工具相结合,可以使过程变得更加容易。例如,TE Con​​nectivity提供了一个高速产品开发人员工具包,可为设计人员提供产品规格,测试结果以及输入/输出(I / O)有线,板对板和射频(RF)连接器的目录,以及电缆和光纤。这样的工具可以帮助设计人员缩小产品范围,并在为恶劣环境选择PCB连接器时更有信心。
 
【摘自Bishop杂志,作者:Michael Walmsley,February 4, 2020】

小型圆形连接器推动便携式电子的新发展

技术分享atangge 发表了文章 • 0 个评论 • 167 次浏览 • 2020-02-03 11:33 • 来自相关话题

基于现有的,经过验证的可靠性的标准连接器设计,可以快速生产快速,专用的连接器,甚至可以满足严格的军事标准。

当今许多应用领域中的电子模块都必须优先考虑减小尺寸和减轻重量,并同时为高速传输提供可靠的信号完整性,即使在恶劣的环境中,尤其是随着便携式电子在各种市场中的不断普及。因此,坚固耐用的微型和纳米微型连接器通过在低压下工作且消耗较少电流的先进电路系统为更多应用提供服务。这些设计可最大程度地减少电池存储和电源需求,并支持轻便的便携式电子设备的开发。

对能够支持更高信号速度的更小尺寸,更轻便的便携式电子产品的持续需求与对连接器和电缆的需求相吻合,这些连接器和电缆可以快速重新设计以很好地适应独特的形状。在对时间敏感的情况下,需要快速解决方案来完成独特的任务,可以进行快速原型制作和测试。





Omnetics的Micro360®和Nano360®圆形连接器旨在满足小型,高可靠性电子设计的需求。

新产品开发人员通常急于实现他们的设计。然而,更新的便携式电子设计越来越需要独特的插针和插座格式,各种插针尺寸,甚至是专门的外壳配置。为了符合军事规范和其他严格的标准,长期以来一直要求设计工程师使用经过验证的可靠的现有标准化连接器设计。这些产品还支持较低的成本和较短的设计周期,确保可靠的信号可靠性,并为证明最终产品可能面临的许多最恶劣条件下的引脚到插槽性能提供参考。

但是,美国国防部(DOD)最近修订了选择连接器的政府批准程序,以优先考虑购买新电路并支持国防技术和设计的快速发展。加快这一过程的第一步是向飞机和升级的陆地车辆等各种物品中使用的电子设备的更快的合同和购买过程进行重大转变。国防部新的其他交易授权(OTA)协议还有助于显着加速新设计并缩短先进技术的交付时间。

支持这两项工作的概念依赖于已建立的高可靠性电子产品的参考设计并测试其性能,同时允许更改形状,配合和功能以实现组件和连接器设计。

连接器设计师和系统工程师可以使用快速旋转设计,实体建模,直接链接的CNC机械,并且可以将坚固的聚合物快速成型为绝缘体。还可以使用3-D成型材料来构建预构建产品以供审查。批准军事级别的耐用性时,将使用3-D产品。满足新尺寸,重量和形状要求的现有连接器设计和组件的定制版本可以在不到四周的时间内完成,而成本要比全新设计低得多。这些调整可以将信号和电源组合在单个连接器设计中,以节省关键空间并减轻重量,并可以更轻松地实现日益增长的连接便携式电子设备需求的更高信号速度。

例如,一种新的高可靠性便携式搜索与救援仪器需要一个微型的六位圆形连接器,该连接器可以安装在直径为1/8英寸的端口内。为了提供这种高可靠性应用程序所期望的强大性能,Omnetics使用了其MIL-DTL-32139产品中的关键元件来创建新的半定制设计,该设计有资格成为适用于恶劣环境应用的世界上最小的加固型连接器之一。需要IP67保护或其他高性能特征。





 
纳米微型连接器通常设计用于处理数字图像传输,音频,计算机数据,甚至在大小或重量很关键的情况下为机器人中的小型电机提供驱动电流的系统。在许多此类电路中,还采用了与金属连接器壳体进行屏蔽连接的小型高速电缆,以提供EMI保护并确保信号传输的完整性。





Omnetics提供具有多种选择的标准,半定制和定制的微米和纳米微型连接器设计。

Omentics的Micro360圆形连接器等新产品正在引领缩小旧版MIL-DTL-38999连接器的方式。连接器设计的这一发展包括连接器尺寸的中间步骤,通常被认为是微型38999格式。

包括Omnetics在内的DOD委员会定期举行会议,以得出针对该中间规模的最终军事规格。相比之下,许多微型38999连接器制造商使用的23针尺寸为大约75到76 1/1000英寸英寸的针到针间距。Micro360圆形连接器的尺寸小得多,只有.050英寸(1.27毫米),在标准布局中使用26号引脚。DOD标准委员会将继续致力于微型38999的开发,并定期举行会议以完成通用的配对格式,并将该领域扩展到新的微型38999设计的多家供应商。





新的微型38999以及Omnetics的Micro和Nano 360系列连接器,可用于包括士兵计算设备在内的广泛应用。

用于地面部队的可穿戴和便携式电子设备通常需要坚固耐用,高度灵活的电缆和坚固耐用的连接器,它们可以可靠地承受灰尘,溅水,液体浸入,紫外线辐射和极端温度的暴露。其他常见的设计需求包括轻巧,微型和纳米微型外形尺寸,直观的耦合机制(可快速轻松地插入和拔出并承受许多配合循环),混合触点布局(可同时传输电源和高速数据信号)以及安全引脚到插座的设计即使在受到冲击和振动时也能可靠地保持牢固的连接。圆形连接器配合使用时达到IP67或IP68的等级,或者提供防尘帽以提供不受配合的保护,与圆形电缆配合得很好,圆形电缆的设计可灵活移动,限制弯曲应力,并在崎rough的地形上度过了艰难的旅行。此外,利用铍铜(BeCu)弹簧材料以17,200ksi的温度回火以及在军用质量的镍镀层上镀金的引脚和插座的设计可有效防止意外断开。

为满足这些和其他具有挑战性的设计需求而开发的新连接器产品一直在向市场发布,但通常成本较高且需要较长的开发周期,特别是对于需要大量测试和符合标准的应用。为了实现低成本,快速转弯的解决方案,以满足在挑战性应用领域中日益小型,轻便和高速的便携式电子产品不断发展的需求,产品设计人员可以与经验丰富的连接器供应商合作,以定制形状,装配和尺寸。现有连接器产品的功能已经被证明可以在恶劣环境下可靠地运行。
 
【摘自Bishop杂志,作者:Bob Stanton , January 21, 2020】 查看全部
基于现有的,经过验证的可靠性的标准连接器设计,可以快速生产快速,专用的连接器,甚至可以满足严格的军事标准。

当今许多应用领域中的电子模块都必须优先考虑减小尺寸和减轻重量,并同时为高速传输提供可靠的信号完整性,即使在恶劣的环境中,尤其是随着便携式电子在各种市场中的不断普及。因此,坚固耐用的微型和纳米微型连接器通过在低压下工作且消耗较少电流的先进电路系统为更多应用提供服务。这些设计可最大程度地减少电池存储和电源需求,并支持轻便的便携式电子设备的开发。

对能够支持更高信号速度的更小尺寸,更轻便的便携式电子产品的持续需求与对连接器和电缆的需求相吻合,这些连接器和电缆可以快速重新设计以很好地适应独特的形状。在对时间敏感的情况下,需要快速解决方案来完成独特的任务,可以进行快速原型制作和测试。

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Omnetics的Micro360®和Nano360®圆形连接器旨在满足小型,高可靠性电子设计的需求。

新产品开发人员通常急于实现他们的设计。然而,更新的便携式电子设计越来越需要独特的插针和插座格式,各种插针尺寸,甚至是专门的外壳配置。为了符合军事规范和其他严格的标准,长期以来一直要求设计工程师使用经过验证的可靠的现有标准化连接器设计。这些产品还支持较低的成本和较短的设计周期,确保可靠的信号可靠性,并为证明最终产品可能面临的许多最恶劣条件下的引脚到插槽性能提供参考。

但是,美国国防部(DOD)最近修订了选择连接器的政府批准程序,以优先考虑购买新电路并支持国防技术和设计的快速发展。加快这一过程的第一步是向飞机和升级的陆地车辆等各种物品中使用的电子设备的更快的合同和购买过程进行重大转变。国防部新的其他交易授权(OTA)协议还有助于显着加速新设计并缩短先进技术的交付时间。

支持这两项工作的概念依赖于已建立的高可靠性电子产品的参考设计并测试其性能,同时允许更改形状,配合和功能以实现组件和连接器设计。

连接器设计师和系统工程师可以使用快速旋转设计,实体建模,直接链接的CNC机械,并且可以将坚固的聚合物快速成型为绝缘体。还可以使用3-D成型材料来构建预构建产品以供审查。批准军事级别的耐用性时,将使用3-D产品。满足新尺寸,重量和形状要求的现有连接器设计和组件的定制版本可以在不到四周的时间内完成,而成本要比全新设计低得多。这些调整可以将信号和电源组合在单个连接器设计中,以节省关键空间并减轻重量,并可以更轻松地实现日益增长的连接便携式电子设备需求的更高信号速度。

例如,一种新的高可靠性便携式搜索与救援仪器需要一个微型的六位圆形连接器,该连接器可以安装在直径为1/8英寸的端口内。为了提供这种高可靠性应用程序所期望的强大性能,Omnetics使用了其MIL-DTL-32139产品中的关键元件来创建新的半定制设计,该设计有资格成为适用于恶劣环境应用的世界上最小的加固型连接器之一。需要IP67保护或其他高性能特征。

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纳米微型连接器通常设计用于处理数字图像传输,音频,计算机数据,甚至在大小或重量很关键的情况下为机器人中的小型电机提供驱动电流的系统。在许多此类电路中,还采用了与金属连接器壳体进行屏蔽连接的小型高速电缆,以提供EMI保护并确保信号传输的完整性。

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Omnetics提供具有多种选择的标准,半定制和定制的微米和纳米微型连接器设计。

Omentics的Micro360圆形连接器等新产品正在引领缩小旧版MIL-DTL-38999连接器的方式。连接器设计的这一发展包括连接器尺寸的中间步骤,通常被认为是微型38999格式。

包括Omnetics在内的DOD委员会定期举行会议,以得出针对该中间规模的最终军事规格。相比之下,许多微型38999连接器制造商使用的23针尺寸为大约75到76 1/1000英寸英寸的针到针间距。Micro360圆形连接器的尺寸小得多,只有.050英寸(1.27毫米),在标准布局中使用26号引脚。DOD标准委员会将继续致力于微型38999的开发,并定期举行会议以完成通用的配对格式,并将该领域扩展到新的微型38999设计的多家供应商。

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新的微型38999以及Omnetics的Micro和Nano 360系列连接器,可用于包括士兵计算设备在内的广泛应用。

用于地面部队的可穿戴和便携式电子设备通常需要坚固耐用,高度灵活的电缆和坚固耐用的连接器,它们可以可靠地承受灰尘,溅水,液体浸入,紫外线辐射和极端温度的暴露。其他常见的设计需求包括轻巧,微型和纳米微型外形尺寸,直观的耦合机制(可快速轻松地插入和拔出并承受许多配合循环),混合触点布局(可同时传输电源和高速数据信号)以及安全引脚到插座的设计即使在受到冲击和振动时也能可靠地保持牢固的连接。圆形连接器配合使用时达到IP67或IP68的等级,或者提供防尘帽以提供不受配合的保护,与圆形电缆配合得很好,圆形电缆的设计可灵活移动,限制弯曲应力,并在崎rough的地形上度过了艰难的旅行。此外,利用铍铜(BeCu)弹簧材料以17,200ksi的温度回火以及在军用质量的镍镀层上镀金的引脚和插座的设计可有效防止意外断开。

为满足这些和其他具有挑战性的设计需求而开发的新连接器产品一直在向市场发布,但通常成本较高且需要较长的开发周期,特别是对于需要大量测试和符合标准的应用。为了实现低成本,快速转弯的解决方案,以满足在挑战性应用领域中日益小型,轻便和高速的便携式电子产品不断发展的需求,产品设计人员可以与经验丰富的连接器供应商合作,以定制形状,装配和尺寸。现有连接器产品的功能已经被证明可以在恶劣环境下可靠地运行。
 
【摘自Bishop杂志,作者:Bob Stanton , January 21, 2020】

超声波探头组件的电缆连接器

技术分享atangge 发表了文章 • 0 个评论 • 183 次浏览 • 2020-01-17 08:56 • 来自相关话题

在指定用于医疗超声设备的连接器时,坚固性,易用性,可靠性,良好的信号完整性和高匹配周期是要考虑的关键因素。





照片由罗伯特·谢尔兹

医疗电子设备对电缆连接器的要求很高。这些连接器和电缆需要抵抗液体,撞击,重复的插接周期,清洁和EMI的影响,此外,还要提供可靠的连接性和高信号完整性。用户还希望医疗设备能够日复一日地以可靠的方式继续工作,因此这些连接器和电缆必须足够耐用,以承受苛刻环境中的日常使用而不会损坏或退化,并且通常需要较长的产品生命周期并具有数千次配合周期。此外,漫长的法规批准周期以及较长的产品生命周期要求组件供应商将其产品保持多年的使用寿命。具有悠久历史的连接器供应商,在医疗电子行业已证明的成功,

医疗连接器和电缆的一种常见应用是超声设备。超声探头电缆组件通常使用42-36AWG的细规格微型同轴电缆,以减轻设备的重量和尺寸,并支持电缆的灵活性。这些受阻抗控制的微同轴导线与超声波探头上的发射器/传感器之间来回传输信号,因此它们的信号线被屏蔽以防止EMI和串扰并确保生成清晰的图像。单个超声探头组件最多可以具有192条或更多条单独的同轴线,因此管理这些多根线也是一个重要的设计问题。

解决方案包括将电缆直接连接到桨板卡,然后直接端接板对板连接器,或者直接端接其他类型的连接器。插卡是用于直接接线的小型PCB,但通常在插卡的另一侧具有板对板连接器,从而使插卡可以在导线和连接器之间建立连接。其他类型的连接器可以直接终止电线,而无需PCB板卡。例如,微同轴电缆连接器具有模块化结构,不仅支持直接端接,而且还允许将探针组件分段制造然后组装,这在进行返修或维修的情况下,可以极大地降低生产速度并帮助管理整体成本。





I-PEX®CABLINE®-CA-II微同轴线对板连接器具有0.4mm的微型间距,1mm(±0.1mm)的低匹配高度,360°屏蔽,多点接地设计和牢固的锁定覆盖。这些连接器每通道可提供20Gb / s的信号完整性,因此非常适合包括超声探头组件在内的高数据速率应用。

设备内部的连接器可以包括多个低针数,但高信号数超声探头组件的插头端需要高针数连接器。高引脚数连接器通常面临的挑战是增加插入力。在医疗环境中,人员需要能够根据他们正在执行的成像任务,快速而轻松地将一个探头组件换成另一个。因此,专为要求较低插入力而设计的高引脚数连接器可使这些系统更易于使用和重新配置。





I-PEX MINIDOCK系列连接器经过优化,可用于坚固的对接应用和具有低插入力电缆插头终端的坚固应用,例如超声探头组件中的电缆插头配合端。它们具有坚固耐用的压铸主体,并带有大量引入装置,集成的导向硬件以及可选的密封件,以防止水分侵入,并支持多达20,000个对接周期。

超声波传感器通常由安装在柔性电路上的压电晶体制成。往返于晶体的信号通过挠性电路到达微同轴电缆。小型微型同轴连接器通常用于挠性组件和单独的微型同轴电缆组件中。这两个部分在最终组装时汇合在一起。可以使用电缆终端连接器,PCB和用于插头接口的另一个连接器类似地处理插头的另一端。或者,可以将电缆直接粘合到PCB上,对接连接器也要焊接在PCB上。然后可以对该组件进行包覆成型,并配备闩锁硬件,以提高安全性。

超声波设备设计人员可以使用几种合适的连接器选项,但是对性能的要求是绝对的。坚固性,易用性,可靠性,良好的信号完整性和高匹配周期至关重要。此后,就需要优化选择以最适合单个应用程序的需求,并在产品性能和可制造性之间取得平衡。
 
【摘自Bishop杂志,作者:Charlie Staley , January 14, 2020】
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在指定用于医疗超声设备的连接器时,坚固性,易用性,可靠性,良好的信号完整性和高匹配周期是要考虑的关键因素。

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照片由罗伯特·谢尔兹

医疗电子设备对电缆连接器的要求很高。这些连接器和电缆需要抵抗液体,撞击,重复的插接周期,清洁和EMI的影响,此外,还要提供可靠的连接性和高信号完整性。用户还希望医疗设备能够日复一日地以可靠的方式继续工作,因此这些连接器和电缆必须足够耐用,以承受苛刻环境中的日常使用而不会损坏或退化,并且通常需要较长的产品生命周期并具有数千次配合周期。此外,漫长的法规批准周期以及较长的产品生命周期要求组件供应商将其产品保持多年的使用寿命。具有悠久历史的连接器供应商,在医疗电子行业已证明的成功,

医疗连接器和电缆的一种常见应用是超声设备。超声探头电缆组件通常使用42-36AWG的细规格微型同轴电缆,以减轻设备的重量和尺寸,并支持电缆的灵活性。这些受阻抗控制的微同轴导线与超声波探头上的发射器/传感器之间来回传输信号,因此它们的信号线被屏蔽以防止EMI和串扰并确保生成清晰的图像。单个超声探头组件最多可以具有192条或更多条单独的同轴线,因此管理这些多根线也是一个重要的设计问题。

解决方案包括将电缆直接连接到桨板卡,然后直接端接板对板连接器,或者直接端接其他类型的连接器。插卡是用于直接接线的小型PCB,但通常在插卡的另一侧具有板对板连接器,从而使插卡可以在导线和连接器之间建立连接。其他类型的连接器可以直接终止电线,而无需PCB板卡。例如,微同轴电缆连接器具有模块化结构,不仅支持直接端接,而且还允许将探针组件分段制造然后组装,这在进行返修或维修的情况下,可以极大地降低生产速度并帮助管理整体成本。

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I-PEX®CABLINE®-CA-II微同轴线对板连接器具有0.4mm的微型间距,1mm(±0.1mm)的低匹配高度,360°屏蔽,多点接地设计和牢固的锁定覆盖。这些连接器每通道可提供20Gb / s的信号完整性,因此非常适合包括超声探头组件在内的高数据速率应用。

设备内部的连接器可以包括多个低针数,但高信号数超声探头组件的插头端需要高针数连接器。高引脚数连接器通常面临的挑战是增加插入力。在医疗环境中,人员需要能够根据他们正在执行的成像任务,快速而轻松地将一个探头组件换成另一个。因此,专为要求较低插入力而设计的高引脚数连接器可使这些系统更易于使用和重新配置。

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I-PEX MINIDOCK系列连接器经过优化,可用于坚固的对接应用和具有低插入力电缆插头终端的坚固应用,例如超声探头组件中的电缆插头配合端。它们具有坚固耐用的压铸主体,并带有大量引入装置,集成的导向硬件以及可选的密封件,以防止水分侵入,并支持多达20,000个对接周期。

超声波传感器通常由安装在柔性电路上的压电晶体制成。往返于晶体的信号通过挠性电路到达微同轴电缆。小型微型同轴连接器通常用于挠性组件和单独的微型同轴电缆组件中。这两个部分在最终组装时汇合在一起。可以使用电缆终端连接器,PCB和用于插头接口的另一个连接器类似地处理插头的另一端。或者,可以将电缆直接粘合到PCB上,对接连接器也要焊接在PCB上。然后可以对该组件进行包覆成型,并配备闩锁硬件,以提高安全性。

超声波设备设计人员可以使用几种合适的连接器选项,但是对性能的要求是绝对的。坚固性,易用性,可靠性,良好的信号完整性和高匹配周期至关重要。此后,就需要优化选择以最适合单个应用程序的需求,并在产品性能和可制造性之间取得平衡。
 
【摘自Bishop杂志,作者:Charlie Staley , January 14, 2020】
 

屏蔽双绞线电缆组件为机密数据的安全网络提供关键支持

技术分享haha 发表了文章 • 0 个评论 • 52 次浏览 • 2020-05-16 14:30 • 来自相关话题

光纤,屏蔽铜线和箔屏蔽,非屏蔽双绞线(UTP)电缆是为满足严格的数据安全网络协议而实施的硬件解决方案。

为给定网络指定的信息安全措施取决于它们要保护的数据的性质,而分类网络需要从软件到网络电缆的数字和物理保护。




专用于安全存储和传输分类或其他敏感数据的计算机网络的每个组件,从软件等数字组件到电缆等物理组件,都必须遵守一系列严格的信息安全和物理安全措施。

1.信息安全措施可以分为人员,设备保护,操作,信息和电磁类别。人员级别的安全措施最容易受到剥削,因为向工人支付,及以其他方式强迫他们获得信息是最快,成本最低且风险最小的剥削方法(感觉马克思在敲黑板)。设备保护措施旨在防止对手获得对设施,系统,电缆和信息的直接访问,并且通常更难利用。操作安全措施旨在最大程度地减少系统配置和操作中的错误,并限制敏感信息泄漏的方式,并且几乎总是与信息安全措施配合使用,旨在防止外部用户通过加密,防火墙访问数字信息,和其他比特流保护措施。同样,电磁安全的目的是防止接收来自设备和电缆的信号散发,这些信号和散布会使敌方有一段距离来拦截和解码通信信号。

2.物理安全措施分为多个类别,通常结合起来以提供最大程度的保护,并且除了信息安全措施之外,还必须实施物理安全措施,以便可靠地防止未经授权的情况下访问网络电缆和连接的设备。政府使用受保护的配电系统(PDS),从胶合的导管和管道到警报和视频监控,从物理上保护网络电缆。关键军事网络的操作安全措施通常包括对电缆和连接的设备进行记录和标记,以减少错误地将机密信息传输到不受控制的媒体或未经授权的人员访问敏感的电缆和设备的可能性。分发标签是一种有效的运营安全措施,可通过清楚地标记,适当地固定并定期检查每个电缆终端点,以防止和检测未经授权的网络进入或离开。文档记录和定期检查可用于解决潜在的网络违规点以及识别和终止实际违规。

将所有潜在的危害性排放限制在安全,严格控制的空间内属于美国政府所称的EMSEC(排放安全),INFOSEC(信息安全)和TEMPEST(保护免受散发寄生传输和/或瞬变电磁脉冲影响的电信电子材料)排放标准)。这些程序确保正常辐射的网络信号可以有效地与外界隔绝。

辐射信号发生在每台计算机设备和所有铜缆中。美国联邦通信委员会(FCC)控制允许的排放量,但也存在国际同行,例如国际电工委员会(IEC)的国际无线电干扰特别委员会(CISPR)。有害的信号发射变化被称为损害辐射。有害的辐射可以通过电力线或数据和电话线传输,也可以通过空气辐射。当接收到有害的发射信号或将其截获时,可能会重构信号,从而显示安全信息。数据处理设备中的微芯片,二极管,晶体管和其他非线性电子组件都是危害发射的潜在来源。





TEMPEST是防止散发寄生传输的电信电子材料,也是瞬态电磁脉冲发射标准的缩写,它定义了反情报标准,旨在保护安全的数据传输免受电子间谍活动的侵害。该术语通常用于描述整个发射安全领域(EMSEC)的工作,根据电信行业解决方案联盟( ATIS)-被定义为“由旨在阻止未经授权人员获取有价值信息的所有措施所产生的保护,该信息可能来自对除加密设备和电信系统以外的危害性辐射的拦截和分析而得出。”

在1900年代初期,人们可以通过侦听电缆发出的辐射来确定可以从很远的距离检测到室外的传输情况。1918年,美国陆军聘用了密码学家赫伯特·亚德利(Herbert Yardley)和他创立的加密组织黑匣子(Black Chamber)的成员,来开发检测,拦截和利用战斗电话和秘密无线电发射机的方法。这些行动属于TEMPEST任务中的第一个,该任务旨在保护通过电缆和其他通信设备的信号传输;但是,直到1960年代才使用TEMPEST码。

TEMPEST程序控制信号发射的传输,接收和测试,并将电气和电子电缆,设备和系统归类为RED和BLACK,其中RED介质专用于处理未加密的分类信息,包括国家安全信息(NSI),以及专门用于处理正确加密的NSI和未分类数据的BLACK介质。RED / BLACK的基本要求和标准在1995年被解密为国家安全电信和信息系统安全咨询备忘录(NSTISSAM)TEMPEST / 2-95。

TEMPEST是许多其他政府的等效计划的模型。相当于北大西洋公约组织(NATO)的是AMSG 720B。在英国,与美国国家安全局(NSA)等效的政府通信总部(GCHO)管理等效程序,在德国,由国家电信委员会管理与TEMPEST等效的程序。

虽然只有一个TEMPEST标准,但有三个级别的美国国家安全局(NSA)加密级别批准。类型1用在机密或受控的加密设备中,可能是指NSA认可的用于保护电信和自动化系统的组件,组件或其他物品。根据《国际武器交易条例》(ITAR),此设备还受到限制。类型2加密用于传输未分类但敏感信息的设备,组件和组件,类型3实施向美国国家标准技术研究院(NIST)注册的未分类算法,用于保护未分类的敏感或商业信息。

用于设备和电缆的TEMPEST排放控制标准,与数据加密和其他安全系统相结合,提供了足够的信息安全(INFOSEC)措施,但是由于该计划的严格要求,为政府提供了很少的选择来保护机密的物理层安全性网络数据电缆。

铜缆网络通常用于机密通信,但需要非常特殊的安装方法,例如NSTISSAM TEMPEST / 2-95 RED / BLACK分离准则所定义的方法。在RED / BLACK协议中,专用于处理未加密分类信息的RED电缆和设备与专用于处理正确加密的SNI和未分类数据的BLACK电缆和设备分开和/或屏蔽,以防止耦合。RED设备和电缆也受到保护,防止未经授权的外部访问以及与其他潜在信号辐射器的接近。在RED区域中,禁止使用可能收听,携带或传播辐射的设备,例如手机和收音机。

屏蔽铜电缆通过显着限制辐射来提供额外的物理安全层。从理论上讲,这种方法可以减少RED / BLACK的距离,并可以减少复杂的网络体系结构,但是TEMPEST安装实践可能不允许这种减少。

Siemon的全屏蔽,7A类,1,200MHz端到端布线解决方案在每个双绞线周围都带有独立的金属箔,并带有外部编织层。它超出了Cat 7A / FA类传输性能的所有ISO / IEC要求。

铝箔屏蔽非屏蔽双绞线(UTP)电缆有一个整体箔屏蔽层,围绕着四根非屏蔽双绞线,通常在指定屏蔽电缆时使用;尽管对于所有TEMPEST安装来说,这可能还不够。在这种情况下,可以使用编织屏蔽层,较紧的编织层,带有编织层的箔或带有整体箔屏蔽层的单对屏蔽层来提供额外的信号隔离。金属配电系统和设施本身也可以提供信号隔离。

最近的测试进一步阐明了用于连接TEMPEST和其他安全处理设备的铜缆布线标准。结果,独立的,经过NSA认证的实验室如雨后春笋般冒出来,以支持互连供应商进入军用/航空市场以及负责实施TEMPEST批准的网络的CTTA。西蒙互连解决方案TERA的具体结构®类别7 / F级屏蔽铜布线系统已被验证,以符合屏蔽电缆的解决方案TEMPEST要求,例如。尽管通常无法通过TEMPEST批准布线,但由于信号和配置变化很大,因此TERA屏蔽布线解决方案为CTTA提供了获得TEMPEST批准的物理保护的坚实起点。




当作为完整的TERA解决方案的一部分安装时,Siemon的全屏蔽7A类S / FTP TERA插座每对可提供高达1.2GHz的带宽,超过7A类/ FA类规格的带宽,并为诸如宽带视频,高速数据和语音应用。

TERA解决方案采用屏蔽和带箔的双绞线(S / FTP)电缆,其中每对电缆都被单独屏蔽,并且除了完全屏蔽的连接器之外,整个编织屏蔽层还围绕所有导体,以消除任何潜在的辐射。对于TEMPEST测试,在屏蔽消声室内部署了一个四接头100米TERA通道。使用思博伦SmartBits多端口分析系统,该通道通过全双工,1,000Mb / s千兆以太网(GbE)流量供电。然后监控布线系统的排放并将其与TEMPEST要求进行比较。TERA电缆系统的发射没有超过TEMPEST的发射要求,并且使用带有RJ45插孔的6A F / UTP系统,其性能完全超过了相同的配置,该系统的发射辐射超过了TEMPEST测试极限。

尽管对大多数TEMPEST测试参数进行了分类,但独立测试证明,当用作安全网络系统的一部分时,TERA电缆和连接解决方​​案的组合可以充分减少(即使不能完全消除)排放。因此,TERA布线系统被认为适用于诸如TEMPEST网络之类的安全数据传输应用,在这些应用中,辐射和破坏性辐射是主要问题。
 

【摘自Bishop杂志,作者:Carrie Higbie , March 24, 2020】 查看全部
光纤,屏蔽铜线和箔屏蔽,非屏蔽双绞线(UTP)电缆是为满足严格的数据安全网络协议而实施的硬件解决方案。

为给定网络指定的信息安全措施取决于它们要保护的数据的性质,而分类网络需要从软件到网络电缆的数字和物理保护。
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专用于安全存储和传输分类或其他敏感数据的计算机网络的每个组件,从软件等数字组件到电缆等物理组件,都必须遵守一系列严格的信息安全和物理安全措施。

1.信息安全措施可以分为人员,设备保护,操作,信息和电磁类别。人员级别的安全措施最容易受到剥削,因为向工人支付,及以其他方式强迫他们获得信息是最快,成本最低且风险最小的剥削方法(感觉马克思在敲黑板)。设备保护措施旨在防止对手获得对设施,系统,电缆和信息的直接访问,并且通常更难利用。操作安全措施旨在最大程度地减少系统配置和操作中的错误,并限制敏感信息泄漏的方式,并且几乎总是与信息安全措施配合使用,旨在防止外部用户通过加密,防火墙访问数字信息,和其他比特流保护措施。同样,电磁安全的目的是防止接收来自设备和电缆的信号散发,这些信号和散布会使敌方有一段距离来拦截和解码通信信号。

2.物理安全措施分为多个类别,通常结合起来以提供最大程度的保护,并且除了信息安全措施之外,还必须实施物理安全措施,以便可靠地防止未经授权的情况下访问网络电缆和连接的设备。政府使用受保护的配电系统(PDS),从胶合的导管和管道到警报和视频监控,从物理上保护网络电缆。关键军事网络的操作安全措施通常包括对电缆和连接的设备进行记录和标记,以减少错误地将机密信息传输到不受控制的媒体或未经授权的人员访问敏感的电缆和设备的可能性。分发标签是一种有效的运营安全措施,可通过清楚地标记,适当地固定并定期检查每个电缆终端点,以防止和检测未经授权的网络进入或离开。文档记录和定期检查可用于解决潜在的网络违规点以及识别和终止实际违规。

将所有潜在的危害性排放限制在安全,严格控制的空间内属于美国政府所称的EMSEC(排放安全),INFOSEC(信息安全)和TEMPEST(保护免受散发寄生传输和/或瞬变电磁脉冲影响的电信电子材料)排放标准)。这些程序确保正常辐射的网络信号可以有效地与外界隔绝。

辐射信号发生在每台计算机设备和所有铜缆中。美国联邦通信委员会(FCC)控制允许的排放量,但也存在国际同行,例如国际电工委员会(IEC)的国际无线电干扰特别委员会(CISPR)。有害的信号发射变化被称为损害辐射。有害的辐射可以通过电力线或数据和电话线传输,也可以通过空气辐射。当接收到有害的发射信号或将其截获时,可能会重构信号,从而显示安全信息。数据处理设备中的微芯片,二极管,晶体管和其他非线性电子组件都是危害发射的潜在来源。
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TEMPEST是防止散发寄生传输的电信电子材料,也是瞬态电磁脉冲发射标准的缩写,它定义了反情报标准,旨在保护安全的数据传输免受电子间谍活动的侵害。该术语通常用于描述整个发射安全领域(EMSEC)的工作,根据电信行业解决方案联盟( ATIS)-被定义为“由旨在阻止未经授权人员获取有价值信息的所有措施所产生的保护,该信息可能来自对除加密设备和电信系统以外的危害性辐射的拦截和分析而得出。”

在1900年代初期,人们可以通过侦听电缆发出的辐射来确定可以从很远的距离检测到室外的传输情况。1918年,美国陆军聘用了密码学家赫伯特·亚德利(Herbert Yardley)和他创立的加密组织黑匣子(Black Chamber)的成员,来开发检测,拦截和利用战斗电话和秘密无线电发射机的方法。这些行动属于TEMPEST任务中的第一个,该任务旨在保护通过电缆和其他通信设备的信号传输;但是,直到1960年代才使用TEMPEST码。

TEMPEST程序控制信号发射的传输,接收和测试,并将电气和电子电缆,设备和系统归类为RED和BLACK,其中RED介质专用于处理未加密的分类信息,包括国家安全信息(NSI),以及专门用于处理正确加密的NSI和未分类数据的BLACK介质。RED / BLACK的基本要求和标准在1995年被解密为国家安全电信和信息系统安全咨询备忘录(NSTISSAM)TEMPEST / 2-95。

TEMPEST是许多其他政府的等效计划的模型。相当于北大西洋公约组织(NATO)的是AMSG 720B。在英国,与美国国家安全局(NSA)等效的政府通信总部(GCHO)管理等效程序,在德国,由国家电信委员会管理与TEMPEST等效的程序。

虽然只有一个TEMPEST标准,但有三个级别的美国国家安全局(NSA)加密级别批准。类型1用在机密或受控的加密设备中,可能是指NSA认可的用于保护电信和自动化系统的组件,组件或其他物品。根据《国际武器交易条例》(ITAR),此设备还受到限制。类型2加密用于传输未分类但敏感信息的设备,组件和组件,类型3实施向美国国家标准技术研究院(NIST)注册的未分类算法,用于保护未分类的敏感或商业信息。

用于设备和电缆的TEMPEST排放控制标准,与数据加密和其他安全系统相结合,提供了足够的信息安全(INFOSEC)措施,但是由于该计划的严格要求,为政府提供了很少的选择来保护机密的物理层安全性网络数据电缆。

铜缆网络通常用于机密通信,但需要非常特殊的安装方法,例如NSTISSAM TEMPEST / 2-95 RED / BLACK分离准则所定义的方法。在RED / BLACK协议中,专用于处理未加密分类信息的RED电缆和设备与专用于处理正确加密的SNI和未分类数据的BLACK电缆和设备分开和/或屏蔽,以防止耦合。RED设备和电缆也受到保护,防止未经授权的外部访问以及与其他潜在信号辐射器的接近。在RED区域中,禁止使用可能收听,携带或传播辐射的设备,例如手机和收音机。

屏蔽铜电缆通过显着限制辐射来提供额外的物理安全层。从理论上讲,这种方法可以减少RED / BLACK的距离,并可以减少复杂的网络体系结构,但是TEMPEST安装实践可能不允许这种减少。

Siemon的全屏蔽,7A类,1,200MHz端到端布线解决方案在每个双绞线周围都带有独立的金属箔,并带有外部编织层。它超出了Cat 7A / FA类传输性能的所有ISO / IEC要求。

铝箔屏蔽非屏蔽双绞线(UTP)电缆有一个整体箔屏蔽层,围绕着四根非屏蔽双绞线,通常在指定屏蔽电缆时使用;尽管对于所有TEMPEST安装来说,这可能还不够。在这种情况下,可以使用编织屏蔽层,较紧的编织层,带有编织层的箔或带有整体箔屏蔽层的单对屏蔽层来提供额外的信号隔离。金属配电系统和设施本身也可以提供信号隔离。

最近的测试进一步阐明了用于连接TEMPEST和其他安全处理设备的铜缆布线标准。结果,独立的,经过NSA认证的实验室如雨后春笋般冒出来,以支持互连供应商进入军用/航空市场以及负责实施TEMPEST批准的网络的CTTA。西蒙互连解决方案TERA的具体结构®类别7 / F级屏蔽铜布线系统已被验证,以符合屏蔽电缆的解决方案TEMPEST要求,例如。尽管通常无法通过TEMPEST批准布线,但由于信号和配置变化很大,因此TERA屏蔽布线解决方案为CTTA提供了获得TEMPEST批准的物理保护的坚实起点。
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当作为完整的TERA解决方案的一部分安装时,Siemon的全屏蔽7A类S / FTP TERA插座每对可提供高达1.2GHz的带宽,超过7A类/ FA类规格的带宽,并为诸如宽带视频,高速数据和语音应用。

TERA解决方案采用屏蔽和带箔的双绞线(S / FTP)电缆,其中每对电缆都被单独屏蔽,并且除了完全屏蔽的连接器之外,整个编织屏蔽层还围绕所有导体,以消除任何潜在的辐射。对于TEMPEST测试,在屏蔽消声室内部署了一个四接头100米TERA通道。使用思博伦SmartBits多端口分析系统,该通道通过全双工,1,000Mb / s千兆以太网(GbE)流量供电。然后监控布线系统的排放并将其与TEMPEST要求进行比较。TERA电缆系统的发射没有超过TEMPEST的发射要求,并且使用带有RJ45插孔的6A F / UTP系统,其性能完全超过了相同的配置,该系统的发射辐射超过了TEMPEST测试极限。

尽管对大多数TEMPEST测试参数进行了分类,但独立测试证明,当用作安全网络系统的一部分时,TERA电缆和连接解决方​​案的组合可以充分减少(即使不能完全消除)排放。因此,TERA布线系统被认为适用于诸如TEMPEST网络之类的安全数据传输应用,在这些应用中,辐射和破坏性辐射是主要问题。
 

【摘自Bishop杂志,作者:Carrie Higbie , March 24, 2020】

使用防水USB Type-C连接器进行设计

技术分享atangge 发表了文章 • 0 个评论 • 49 次浏览 • 2020-05-14 20:52 • 来自相关话题

当小型消费电子设备渗透到我们生活的方方面面时,它们会遭受许多粗暴的处理和偶发事故。当设备溅到,溅到甚至掉入水中时,支持这些系统的连接器必须保护功能和信号完整性。防水USB应对挑战。 
 
在这篇文章中,消费类电子产品现在配备了更高的组件密度,可以传输更大的文件,具有更高的功率需求,并且在要求更高的环境中使用。这意味着传统的连接解决方​​案不再适用。自1990年代以来,传统的通用串行总线(USB)和微型USB连接器一直是设备连接的主要标准,而USB Type-C却已成为当今消费类产品的首选连接器解决方案,因为它提供了更高的性能,电源和数据连接以及更高的性能。适合当今产品的外形尺寸。为了满足客户的需求,越来越需要真正的IPX8级防水USB C型连接器(即经过测试以防浸入高达一米深的水的连接器)。





 
连接趋势

防水电子元件是消费设备行业中的一种流行趋势,因为用户希望能够随身携带手机,平板电脑,手表,显示器和其他小型电子设备。iPhone,三星银河,华为的高端手机以及其他智能手机的制造商向消费者兜售其产品的防水性能。此理想属性也适用于其他产品,例如电动剃须刀,电动牙刷,服务点终端,可穿戴设备以及汽车,医疗和工业产品。用户最后要担心的是电气产品的环境敏感性,尤其是在有水危险的环境中。

另一个主要趋势是操作更快。用户希望产品既可以更快地传输数据,又可以更快地充电。市场正在从Micro USB过渡到USB Type-C,因为USB Type-C提供的功率和数据速率是其前任产品的10倍。例如,带有USB 3.0微型USB连接器的产品可能使用0.9A进行充电,而USB Type-C连接器最多可以使用5A进行充电。此外,尽管Micro USB数据传输速率在5Gb / s范围内,但USB Type-C数据传输速率最高可以达到10Gb / s,这种额外的速度在将大文件从一台设备传输到另一台设备时起了很大的作用。

最后,易用性是消费产品设计人员的永恒目标。USB Type-C连接器比Micro USB更易于使用,因为它们可逆或翻转插入,因此将它们插入设备端口时不需要特定的连接器方向。





TE Con​​nectivity的微型USB C型插座具有最小的双行SMT占用空间之一,可节省关键的电路板空间,并提供可选的IPX4等级防溅保护,以及更高的功率和数据处理能力以及可逆的配合面。

USB-C关键连接器要求

各个设备的设计将具有独特的要求,这些要求决定了USB Type-C解决方案的选择。设计师在评估特定设计的需求并选择可提供所需性能的连接器产品时,将专注于三个关键领域。

信号完整性:更高的信号完整性等于更快的数据速率,因此具有最佳信号完整性的USB Type-C产品是首选,应评定为USB 3.1性能。USB Type-C端口可以5Gb / s的速度运行,但是一些制造商已经利用他们在以前的数据产品上的经验来提供10Gb / s的吞吐量。

电源: USB Type-C产品可以传输更多的电源-微型USB系统中的电流为5A时最大100W,而0.5A时为10W-假设系统的其余部分设计用于更快的充电,则设备可以更快地充电。

环境保护:为了提供用户所需的环境保护,防水的USB C型连接器利用橡胶密封件和无缝外壳来防水。这些连接器应具有IPX8防水性能(根据IEC 60529),并且应具有足够的耐用性,可进行数千次插拔。新增的电路板固定功能有助于实现稳健的设计,并提供高可靠性和整体设备质量。





TE Con​​nectivity的板载USB Type-C防水连接器旨在帮助保护包括可穿戴设备,智能手机,家电,医疗设备和汽车信息娱乐系统在内的设备免受恶劣环境的影响。功能包括行业领先的IPX8防尘防水功能,使它们能够在1.5m深度保持可靠的连接至少30分钟,增强的EMI保护和板卡固定性,10Gb / s和100W的数据和电源处理能力,用户友好的可逆配合界面,并与多种协议兼容。

具有IPX8防水性能的USB Type-C连接器已成为各种产品的新标准,因为它们可提供无处不在的可靠性,更快的充电速度和更快的数据传输。Micro USB在提供广泛的产品连接性方面拥有良好的历史,但是USB Type-C是未来的连接器。
 
【摘自Bishop杂志,作者:Caitlyn Adams, February 25, 2020】 查看全部
当小型消费电子设备渗透到我们生活的方方面面时,它们会遭受许多粗暴的处理和偶发事故。当设备溅到,溅到甚至掉入水中时,支持这些系统的连接器必须保护功能和信号完整性。防水USB应对挑战。 
 
在这篇文章中,消费类电子产品现在配备了更高的组件密度,可以传输更大的文件,具有更高的功率需求,并且在要求更高的环境中使用。这意味着传统的连接解决方​​案不再适用。自1990年代以来,传统的通用串行总线(USB)和微型USB连接器一直是设备连接的主要标准,而USB Type-C却已成为当今消费类产品的首选连接器解决方案,因为它提供了更高的性能,电源和数据连接以及更高的性能。适合当今产品的外形尺寸。为了满足客户的需求,越来越需要真正的IPX8级防水USB C型连接器(即经过测试以防浸入高达一米深的水的连接器)。

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连接趋势

防水电子元件是消费设备行业中的一种流行趋势,因为用户希望能够随身携带手机,平板电脑,手表,显示器和其他小型电子设备。iPhone,三星银河,华为的高端手机以及其他智能手机的制造商向消费者兜售其产品的防水性能。此理想属性也适用于其他产品,例如电动剃须刀,电动牙刷,服务点终端,可穿戴设备以及汽车,医疗和工业产品。用户最后要担心的是电气产品的环境敏感性,尤其是在有水危险的环境中。

另一个主要趋势是操作更快。用户希望产品既可以更快地传输数据,又可以更快地充电。市场正在从Micro USB过渡到USB Type-C,因为USB Type-C提供的功率和数据速率是其前任产品的10倍。例如,带有USB 3.0微型USB连接器的产品可能使用0.9A进行充电,而USB Type-C连接器最多可以使用5A进行充电。此外,尽管Micro USB数据传输速率在5Gb / s范围内,但USB Type-C数据传输速率最高可以达到10Gb / s,这种额外的速度在将大文件从一台设备传输到另一台设备时起了很大的作用。

最后,易用性是消费产品设计人员的永恒目标。USB Type-C连接器比Micro USB更易于使用,因为它们可逆或翻转插入,因此将它们插入设备端口时不需要特定的连接器方向。

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TE Con​​nectivity的微型USB C型插座具有最小的双行SMT占用空间之一,可节省关键的电路板空间,并提供可选的IPX4等级防溅保护,以及更高的功率和数据处理能力以及可逆的配合面。

USB-C关键连接器要求

各个设备的设计将具有独特的要求,这些要求决定了USB Type-C解决方案的选择。设计师在评估特定设计的需求并选择可提供所需性能的连接器产品时,将专注于三个关键领域。

信号完整性:更高的信号完整性等于更快的数据速率,因此具有最佳信号完整性的USB Type-C产品是首选,应评定为USB 3.1性能。USB Type-C端口可以5Gb / s的速度运行,但是一些制造商已经利用他们在以前的数据产品上的经验来提供10Gb / s的吞吐量。

电源: USB Type-C产品可以传输更多的电源-微型USB系统中的电流为5A时最大100W,而0.5A时为10W-假设系统的其余部分设计用于更快的充电,则设备可以更快地充电。

环境保护:为了提供用户所需的环境保护,防水的USB C型连接器利用橡胶密封件和无缝外壳来防水。这些连接器应具有IPX8防水性能(根据IEC 60529),并且应具有足够的耐用性,可进行数千次插拔。新增的电路板固定功能有助于实现稳健的设计,并提供高可靠性和整体设备质量。

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TE Con​​nectivity的板载USB Type-C防水连接器旨在帮助保护包括可穿戴设备,智能手机,家电,医疗设备和汽车信息娱乐系统在内的设备免受恶劣环境的影响。功能包括行业领先的IPX8防尘防水功能,使它们能够在1.5m深度保持可靠的连接至少30分钟,增强的EMI保护和板卡固定性,10Gb / s和100W的数据和电源处理能力,用户友好的可逆配合界面,并与多种协议兼容。

具有IPX8防水性能的USB Type-C连接器已成为各种产品的新标准,因为它们可提供无处不在的可靠性,更快的充电速度和更快的数据传输。Micro USB在提供广泛的产品连接性方面拥有良好的历史,但是USB Type-C是未来的连接器。
 
【摘自Bishop杂志,作者:Caitlyn Adams, February 25, 2020】

通用串行总线连接器(USB)的12大趋势

技术分享haha 发表了文章 • 0 个评论 • 53 次浏览 • 2020-04-22 22:00 • 来自相关话题

Bob Hult的新技术趋势系列中的第二篇文章,探讨了过去20年来塑造USB连接器的趋势和技术。

过去的20年被称为 "混乱的几十年 "是有原因的。在这期间,新的技术和产品以前所未有的速度被推出、达到顶峰,并以前所未有的速度被淘汰。认识到一项颠覆性技术对当前最先进的产品的冲击速度有多快,这对于预测变化并根据市场需求制定适当的应对措施以不断提升系统和组件层面的性能是很有帮助的。
 
2000年代、2010年代和2020年代的12大电子行业发展趋势






 
通用串行总线连接器

任何计算设备的性能都会因为限制了其接受和向外界传递数据的能力而严重受阻。输入/输出(I/O)面板的数据瓶颈会将信息吞吐量限制在效率最低的门槛能力。多年来,15针和25针D-sub外壳连接器的变体能够为外围设备提供足够的I/O数据速率。这些军用规格的连接器起源于军事应用,可靠的插针和插座触点以及坚固的外壳,以低廉的价格被修改为商业版本,并成为事实上的标准,出现在从视频到鼠标和键盘接口应用的所有领域。随着对数据传输速率的要求从千比特到兆比特,以及可用于外部互连的空间越来越小,需要新的连接器接口。






1996年,一个由电子行业领导者组成的联盟成立了USB实施者论坛,发布了通用串行总线(USB)接口的第一次迭代。一个经过改进的USB 1.1规范被发布了,目的是要取代一系列混乱的现有接口,这些接口威胁到了越来越多的外设设备之间的兼容性,包括闪存和外部硬盘、扫描仪和打印机。最初的传输速率为1.5Mb/s,通过一个相对较小的矩形连接器,使用低插入力的叶状触点,可支持数千次配接循环。用户友好的金属外壳和后模塑后壳只能在一个方向接合,确保了正确的极性。USB标准的一个主要优点是既能提供电源,又能提供信号,使远程设备无需外部电源即可操作。信号触点已凹进去,允许电源接点先进行配接。这种 "热插拔 "能力是USB接口的另一个关键特征。
 
USB标准的Type-A和Type-B配置很快就取得了名声,并在整个行业内被广泛采用。

USB接口是一个完美的例子,它是一个不断发展的标准,以满足其服务的行业的性能和封装要求。





 
2000年发布的USB 2.0规范,其额定速率高达480Mb/s。除了保留了相同的Type-A和Type-B外形外,还推出了两个小型化版本。USB Mini-A和Mini-B改进了接口的信号密度,以满足包括笔记本电脑和平板电脑在内的便携式设备的快速增长,因为这些设备的I/O空间非常有限。Micro-A和-B连接器在设备上消耗的空间更小。其额外的优势是可以将电源与数据一起分配,这为设备开辟了一个全新的类别。这些小型连接器迅速成为充电应用的标准配置。





 
2011年,对USB 3.0的升级引入了几种新的接口配置,并将传输速率进一步推升至最大4.8Gb / s。一个称为SuperSpeed USB的9针连接器具有两排触点,以允许使用标准A形外壳以及向后的电气兼容性。新的Type-B引入了新的配置文件,而称为Sidecar接口的Micro-B配置成为外部存储器硬盘驱动器应用程序的标准配置。





 
USB 3.1 Gen 2提供了10Gb/s的传输速率,在实施者论坛宣布USB 3.2以20Gb/s的速度运行时,引起了一些困惑。





 
USB Type-C (USB-C),是目前家族中最先进的高速接口,终于解决了连接器只能在一个方向上配对的问题。USB-C采用了一个坚固耐用、对称的24针接口,而且是可逆的。它不仅比Type-A小了60%,而且现在的传输速率达到了10Gb/s,可分配高达100瓦的功率。一个被称为USB 3.2 Gen 2×2的有点混乱的扩展,其额定传输速率为20Gb/s。





 
从不满足于目前的成就,USB实施者论坛在2019年9月发布了USB 4规范。该连接器将保留Type-C接口,但将集成英特尔Thunderbolt 3技术,传输速率达到40Gb/s。USB 4向后兼容USB Type-C协议,包括USB 3.2、DisplayPort和Thunderbolt 3,简化了全新一代设备的连接性。预计到2021年,采用这种新接口的设备将会实现。

在这个不断变化的行业中,一个一成不变的标准几乎没有机会保持其相关性。USB实施者论坛已经表明了其不断升级的承诺,使USB在下一代设备的设计中继续发挥关键作用。
 
 
【摘自Bishop杂志,作者:Robert Hult,April 7, 2020】 查看全部
Bob Hult的新技术趋势系列中的第二篇文章,探讨了过去20年来塑造USB连接器的趋势和技术。

过去的20年被称为 "混乱的几十年 "是有原因的。在这期间,新的技术和产品以前所未有的速度被推出、达到顶峰,并以前所未有的速度被淘汰。认识到一项颠覆性技术对当前最先进的产品的冲击速度有多快,这对于预测变化并根据市场需求制定适当的应对措施以不断提升系统和组件层面的性能是很有帮助的。
 
2000年代、2010年代和2020年代的12大电子行业发展趋势


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通用串行总线连接器

任何计算设备的性能都会因为限制了其接受和向外界传递数据的能力而严重受阻。输入/输出(I/O)面板的数据瓶颈会将信息吞吐量限制在效率最低的门槛能力。多年来,15针和25针D-sub外壳连接器的变体能够为外围设备提供足够的I/O数据速率。这些军用规格的连接器起源于军事应用,可靠的插针和插座触点以及坚固的外壳,以低廉的价格被修改为商业版本,并成为事实上的标准,出现在从视频到鼠标和键盘接口应用的所有领域。随着对数据传输速率的要求从千比特到兆比特,以及可用于外部互连的空间越来越小,需要新的连接器接口。

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1996年,一个由电子行业领导者组成的联盟成立了USB实施者论坛,发布了通用串行总线(USB)接口的第一次迭代。一个经过改进的USB 1.1规范被发布了,目的是要取代一系列混乱的现有接口,这些接口威胁到了越来越多的外设设备之间的兼容性,包括闪存和外部硬盘、扫描仪和打印机。最初的传输速率为1.5Mb/s,通过一个相对较小的矩形连接器,使用低插入力的叶状触点,可支持数千次配接循环。用户友好的金属外壳和后模塑后壳只能在一个方向接合,确保了正确的极性。USB标准的一个主要优点是既能提供电源,又能提供信号,使远程设备无需外部电源即可操作。信号触点已凹进去,允许电源接点先进行配接。这种 "热插拔 "能力是USB接口的另一个关键特征。
 
USB标准的Type-A和Type-B配置很快就取得了名声,并在整个行业内被广泛采用。

USB接口是一个完美的例子,它是一个不断发展的标准,以满足其服务的行业的性能和封装要求。

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2000年发布的USB 2.0规范,其额定速率高达480Mb/s。除了保留了相同的Type-A和Type-B外形外,还推出了两个小型化版本。USB Mini-A和Mini-B改进了接口的信号密度,以满足包括笔记本电脑和平板电脑在内的便携式设备的快速增长,因为这些设备的I/O空间非常有限。Micro-A和-B连接器在设备上消耗的空间更小。其额外的优势是可以将电源与数据一起分配,这为设备开辟了一个全新的类别。这些小型连接器迅速成为充电应用的标准配置。

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2011年,对USB 3.0的升级引入了几种新的接口配置,并将传输速率进一步推升至最大4.8Gb / s。一个称为SuperSpeed USB的9针连接器具有两排触点,以允许使用标准A形外壳以及向后的电气兼容性。新的Type-B引入了新的配置文件,而称为Sidecar接口的Micro-B配置成为外部存储器硬盘驱动器应用程序的标准配置。

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USB 3.1 Gen 2提供了10Gb/s的传输速率,在实施者论坛宣布USB 3.2以20Gb/s的速度运行时,引起了一些困惑。

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USB Type-C (USB-C),是目前家族中最先进的高速接口,终于解决了连接器只能在一个方向上配对的问题。USB-C采用了一个坚固耐用、对称的24针接口,而且是可逆的。它不仅比Type-A小了60%,而且现在的传输速率达到了10Gb/s,可分配高达100瓦的功率。一个被称为USB 3.2 Gen 2×2的有点混乱的扩展,其额定传输速率为20Gb/s。

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从不满足于目前的成就,USB实施者论坛在2019年9月发布了USB 4规范。该连接器将保留Type-C接口,但将集成英特尔Thunderbolt 3技术,传输速率达到40Gb/s。USB 4向后兼容USB Type-C协议,包括USB 3.2、DisplayPort和Thunderbolt 3,简化了全新一代设备的连接性。预计到2021年,采用这种新接口的设备将会实现。

在这个不断变化的行业中,一个一成不变的标准几乎没有机会保持其相关性。USB实施者论坛已经表明了其不断升级的承诺,使USB在下一代设备的设计中继续发挥关键作用。
 
 
【摘自Bishop杂志,作者:Robert Hult,April 7, 2020】

军事设备背板引入光纤技术

技术分享haha 发表了文章 • 0 个评论 • 131 次浏览 • 2020-03-31 09:51 • 来自相关话题

嵌入式技术趋势会议强调了一种趋势:军事应用的电路板和子系统越来越多地使用光缆。

工程师越来越多地选择光纤技术来满足不断增长的速度要求,光纤技术正在继续向高端军事系统靠近。这标志着它从传统的远程通信技术角色开始转变。电路板和系统供应商正在通过各种用于背板和短距离应用的光学产品来满足这一需求。




Samtec的高速ExaMAX背板系统(左)可支持高达56Gb / s的速度,与Xilinx VCU110开发板和背板环回卡一起使用时,可显示28Gb / s的性能,并符合25dB的IEEE 802.3bj规定的损耗性能。

尽管铜在高速下仍然可行,但光互连在整个行业中正在扩展。最近在2020嵌入式技术趋势(ETT)会议上重点介绍了基于光纤的新产品,VITA成员和军事技术人员在会议上讨论了光线技术的发展趋势。

传统上,电路板使用铜缆通过背板进行通信,而背板的距离远比通常使用长光缆的基础设施应用要短,但是这种情况正在改变。ETT推出的产品将继续延伸到在卡架中使用光纤的系统。尽管目前有充分的理由坚持使用铜缆,但许多工程师开始使用光纤为即将到来的变革奠定基础。

规避风险是军事系统设计人员通常优先考虑的问题。采用经过时间考验的技术,而且最好在其他行业中已使用的高性能技术。不改不出问题,改了反而出问题,这是很大部分技术人员拥有的心态。例如,数据中心使用光纤已有一段时间,但使用的技术尚未迁移到VITA成员生产的许多产品所满足的苛刻应用中。但时代永远在进步,军事系统也不例外,这只是个时间早晚的问题。




Samtec的FireFly Micro Flyover系统组件适用于高速应用,有铜线和光纤两种配置。

数据中心和光纤的距离比军方还远。他们正在使用更大的连接器封装和不同的技术,例如脉冲幅度调制(PAM4),它将同一根电缆上的数据速率提高一倍。” 在这些应用程序中久经考验的技术及性能也使军事系统也可以更轻松地升级到更快速率的产品,而采用更高级的编码技术(例如PAM4)可以在军用/航空应用程序中大显身手。一旦军事用户对光纤技术感到满意,他们就可以以最少的设计工作迁移到高级编码,例如PAM4。此外,诸如现场可编程门阵列(FPGA)之类的芯片技术的快速提高可帮助进一步加快向光纤的转换。

“我们现在正在以10Gb / s的速度进行光纤传输。当您达到28Gb / s时,什么都不会改变。” Elma Electronic的主要背板架构师Michael Munroe说。Xilinx FPGA现在的速度达到了50Gb / s,但是这些快速信号在铜走线上的距离不能太远。如果Xilinx在芯片上直接输出光纤,那将改变游戏规则。” [Xilinx发明了FPGA并创建了第一个无晶圆厂制造模型。] 

ETT演讲者讨论了使用短光纤链路代替电路板上的铜走线的一系列技术。Smiths互连公司Reflex Photonics的产品线总监Arlen Martin 指出,光纤连接器的放置会改变电路板的性能,所以位置参数很重要。




Reflex Photonics的LightABLE和LightCONEX光学嵌入式收发器在芯片大小的部件中提供了坚固的军用性能和超过150Gb / s的带宽,是升级MIL/Aero应用(包括军用飞机子系统)的理想选择。

如果光连接器位于板的边缘(通常是连接器的位置),则板上的信号走线会增加一些延迟。将光纤连接器移动到板的中央可以消除这些铜迹并提高性能。这样,随着芯片速度的提高和来自传感器的数据量的飙升,这种配置可能会变得更加普遍。在某些系统中,甚至100Gb / s都不足够;例如,当有很多传感器和诸如相控阵雷达之类的设备,甚至需要具有24个光学连接的系统。

与高分辨率传感器相关的更高频率和通信需求是向光纤过渡的主要驱动力。Mercury Systems的John Bratton估计,目前Mercury的程序中有10%到30%包含光纤,并且该程序正在迅速发展,因为许多系统现在都包含高分辨率的摄像头,激光雷达和雷达传感器,并连接到合并传感器数据并分析输入的系统。




光纤可以降低接口概念的IC-FEP-VPX3d带FMC +站点的IC-FEP-VPX3d Kintex UltraScale FPGA 3U VPX板的产品的成本和尺寸,与以前的FPGA相比,它具有更好的性能/功耗比,是需要DSP密集处理应用的理想选择。

从10Gb / s铜线到25Gb / s铜线是一笔巨大的投资。接口光纤便宜很多;用光纤代替铜缆的另一个优点是可以拥有更多的通讯通道,在16条铜缆的放置空间中,您可以获得48条光缆。

“我们刚刚发布了我们的第一款具有光学互连功能的计算机板,” Concurrent Technologies业务开发总监Nigel Forrester在ETT上宣布。“有大量传感器数据直接通过光纤进入CPU板。”




Concurrent Technologies最近推出了3U VPX光学服务器主板,这是它的第一款带有光学连接器的主板。

但其他公司则指出,在恶劣的应用环境,尤其是在涉及沙子和灰尘的战场场景中,可能至少在目前为止铜依然是更好的选择。在电子和光学信号之间转换的挑战是另一个问题。

在军事和航空航天领域,选择光纤的设备很多。它轻巧且具有高带宽,但清洁度是一个问题,尤其是对于地面车辆而言。另一个任务是从铜转换并再次转换的任务。也有人认为,铜的性能持续提高,远远超过了曾经被认为是光纤主导的领域。聪明的工程师继续推动铜的极限,这意味着光纤是一种选择,但目前还不是必须的。

Annapolis Micro Systems刚刚推出了一种可在铜缆上运行100G以太网的FPGA板,人们以前认为只能使用光纤才能实现这个速率。但是代价是需要非常好的连接器,并且需要非常小心地布置电路板。

TE Con​​nectivity指出,随着数据速率每两年或三年翻一番,光连接技术的采用将在2020年稳步增长。目前在工作组中的VITA 87.0标准将解决采用光学传递的圆形连接器的问题。尽管光纤的使用正在稳步增长,但中短期内光纤不能代替铜,它是铜的有力补充。
 



【摘自Bishop杂志,作者:Terry Costlow , March 24, 2020】 查看全部
嵌入式技术趋势会议强调了一种趋势:军事应用的电路板和子系统越来越多地使用光缆。

工程师越来越多地选择光纤技术来满足不断增长的速度要求,光纤技术正在继续向高端军事系统靠近。这标志着它从传统的远程通信技术角色开始转变。电路板和系统供应商正在通过各种用于背板和短距离应用的光学产品来满足这一需求。
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Samtec的高速ExaMAX背板系统(左)可支持高达56Gb / s的速度,与Xilinx VCU110开发板和背板环回卡一起使用时,可显示28Gb / s的性能,并符合25dB的IEEE 802.3bj规定的损耗性能。

尽管铜在高速下仍然可行,但光互连在整个行业中正在扩展。最近在2020嵌入式技术趋势(ETT)会议上重点介绍了基于光纤的新产品,VITA成员和军事技术人员在会议上讨论了光线技术的发展趋势。

传统上,电路板使用铜缆通过背板进行通信,而背板的距离远比通常使用长光缆的基础设施应用要短,但是这种情况正在改变。ETT推出的产品将继续延伸到在卡架中使用光纤的系统。尽管目前有充分的理由坚持使用铜缆,但许多工程师开始使用光纤为即将到来的变革奠定基础。

规避风险是军事系统设计人员通常优先考虑的问题。采用经过时间考验的技术,而且最好在其他行业中已使用的高性能技术。不改不出问题,改了反而出问题,这是很大部分技术人员拥有的心态。例如,数据中心使用光纤已有一段时间,但使用的技术尚未迁移到VITA成员生产的许多产品所满足的苛刻应用中。但时代永远在进步,军事系统也不例外,这只是个时间早晚的问题。
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Samtec的FireFly Micro Flyover系统组件适用于高速应用,有铜线和光纤两种配置。

数据中心和光纤的距离比军方还远。他们正在使用更大的连接器封装和不同的技术,例如脉冲幅度调制(PAM4),它将同一根电缆上的数据速率提高一倍。” 在这些应用程序中久经考验的技术及性能也使军事系统也可以更轻松地升级到更快速率的产品,而采用更高级的编码技术(例如PAM4)可以在军用/航空应用程序中大显身手。一旦军事用户对光纤技术感到满意,他们就可以以最少的设计工作迁移到高级编码,例如PAM4。此外,诸如现场可编程门阵列(FPGA)之类的芯片技术的快速提高可帮助进一步加快向光纤的转换。

“我们现在正在以10Gb / s的速度进行光纤传输。当您达到28Gb / s时,什么都不会改变。” Elma Electronic的主要背板架构师Michael Munroe说。Xilinx FPGA现在的速度达到了50Gb / s,但是这些快速信号在铜走线上的距离不能太远。如果Xilinx在芯片上直接输出光纤,那将改变游戏规则。” [Xilinx发明了FPGA并创建了第一个无晶圆厂制造模型。] 

ETT演讲者讨论了使用短光纤链路代替电路板上的铜走线的一系列技术。Smiths互连公司Reflex Photonics的产品线总监Arlen Martin 指出,光纤连接器的放置会改变电路板的性能,所以位置参数很重要。
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Reflex Photonics的LightABLE和LightCONEX光学嵌入式收发器在芯片大小的部件中提供了坚固的军用性能和超过150Gb / s的带宽,是升级MIL/Aero应用(包括军用飞机子系统)的理想选择。

如果光连接器位于板的边缘(通常是连接器的位置),则板上的信号走线会增加一些延迟。将光纤连接器移动到板的中央可以消除这些铜迹并提高性能。这样,随着芯片速度的提高和来自传感器的数据量的飙升,这种配置可能会变得更加普遍。在某些系统中,甚至100Gb / s都不足够;例如,当有很多传感器和诸如相控阵雷达之类的设备,甚至需要具有24个光学连接的系统。

与高分辨率传感器相关的更高频率和通信需求是向光纤过渡的主要驱动力。Mercury Systems的John Bratton估计,目前Mercury的程序中有10%到30%包含光纤,并且该程序正在迅速发展,因为许多系统现在都包含高分辨率的摄像头,激光雷达和雷达传感器,并连接到合并传感器数据并分析输入的系统。
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光纤可以降低接口概念的IC-FEP-VPX3d带FMC +站点的IC-FEP-VPX3d Kintex UltraScale FPGA 3U VPX板的产品的成本和尺寸,与以前的FPGA相比,它具有更好的性能/功耗比,是需要DSP密集处理应用的理想选择。

从10Gb / s铜线到25Gb / s铜线是一笔巨大的投资。接口光纤便宜很多;用光纤代替铜缆的另一个优点是可以拥有更多的通讯通道,在16条铜缆的放置空间中,您可以获得48条光缆。

“我们刚刚发布了我们的第一款具有光学互连功能的计算机板,” Concurrent Technologies业务开发总监Nigel Forrester在ETT上宣布。“有大量传感器数据直接通过光纤进入CPU板。”
Concurrent-Optical-Board-768x479.jpg

Concurrent Technologies最近推出了3U VPX光学服务器主板,这是它的第一款带有光学连接器的主板。

但其他公司则指出,在恶劣的应用环境,尤其是在涉及沙子和灰尘的战场场景中,可能至少在目前为止铜依然是更好的选择。在电子和光学信号之间转换的挑战是另一个问题。

在军事和航空航天领域,选择光纤的设备很多。它轻巧且具有高带宽,但清洁度是一个问题,尤其是对于地面车辆而言。另一个任务是从铜转换并再次转换的任务。也有人认为,铜的性能持续提高,远远超过了曾经被认为是光纤主导的领域。聪明的工程师继续推动铜的极限,这意味着光纤是一种选择,但目前还不是必须的。

Annapolis Micro Systems刚刚推出了一种可在铜缆上运行100G以太网的FPGA板,人们以前认为只能使用光纤才能实现这个速率。但是代价是需要非常好的连接器,并且需要非常小心地布置电路板。

TE Con​​nectivity指出,随着数据速率每两年或三年翻一番,光连接技术的采用将在2020年稳步增长。目前在工作组中的VITA 87.0标准将解决采用光学传递的圆形连接器的问题。尽管光纤的使用正在稳步增长,但中短期内光纤不能代替铜,它是铜的有力补充。
 



【摘自Bishop杂志,作者:Terry Costlow , March 24, 2020】

电梯带领连接器应用更上一层楼

技术分享atangge 发表了文章 • 0 个评论 • 137 次浏览 • 2020-03-04 23:46 • 来自相关话题

现代电梯具有各种各样的电子节点,从楼层间电梯呼唤盒到轿厢中计数乘客的传感器和触摸屏用户界面。这些功能取决于独特的工业连接器以及小型,轻便的消费类产品。




当今的互联建筑技术管理着广泛的功能,包括定时使用的供暖和制冷,与环境条件相协调的智能照明,电源管理,安全性和电信系统。所有这些功能还可以与单独的内部机制(电梯运输系统)协调。电梯将人员和货物移至建筑物内的各个楼层,并且与自动扶梯一起代表了最重要的非固定式机电系统。这些独特而复杂的举升设备取决于各种特殊组件。




WAGO的用于电梯控制面板中电源和信号应用的PCB接线端子可提供免工具或工具操作选件,并具有WAGO推入式笼式夹具。

实际上,电梯行业是最早采用WAGO的CAGE CLAMP弹簧连接技术的行业之一,早在该技术成为当今的工业规范之前就已经存在。他们之所以这样做是由于CAGE CLAMP的固有安全性,抗振性和免维护的特性。

现在将主题划分为免工具安装,例如使用杠杆操作式PCB接线端子和连接器端接电线,从而提供了一种高度直观的接线方法,有助于工厂实现快速和便捷的接线地板和现场技术人员。这些互连方面的主题是现场服务和整体建筑施工效率创新的关键输入。”




WAGO的832系列MCS MAXI 16在应用中显示为与变频器外壳的主要设备连接。

设计电梯系统时,电子组件在确保安全性,可维护性,能源效率以及与其他建筑系统的集成中起着关键作用。标准化在此类别中很重要。需要重型且坚固的组件来应对冲击和振动,可能遭受的碎屑和湿气以及电梯系统附带的非常高的电压(高达690V IEC)。连接器必须满足DIN IEC 60512和DIN IEC 60508的冲击和振动要求,工业以太网连接器必须满足IP65和IP67防护等级。




Weidmuller的OMNIMATE信号连接器为多种电梯应用提供了最佳解决方案。

电子控制装置位于轿厢内部和盒子的侧面,在电梯轿厢的顶部,以及轿厢所访问的每一层建筑板上,其连接扩展到更大的建筑物管理系统。这些控件管理电梯功能,调度和门机构。专为工业环境和重型设备设计的连接器适用于电梯驱动器和控制器。控制面板和骑行体验系统还需要其他更小的电子设备,并且这些电子设备必须轻巧才能减少负荷和能源消耗。

安装在电梯盒上的车顶设备集成了数据控件,并依赖于工业数据连接器,例如M12,D-Sub或其他。位置控制器评估并平衡一个小面板内部的每个负载,该负载取决于轻巧的组件,这些组件很容易在狭窄的空间中考虑到,但仍能承受运动和停止。这些系统中使用的连接器必须可靠。如果需要维护,它们也必须易于操作。多家连接器供应商,包括Weidmuller,用于电梯安装的色标和标签组件,可简化组装过程,并避免出现错误。




WAGO的WINSTA连接系统专为电梯井道安装和其他建筑系统而设计。它包括电缆组件,接线盒和PCB连接器的选择。

通往电梯用户的最直观的电子接口位于轿厢的内部,包括控制面板或楼层选择按钮,紧急通信功能和数字显示屏,用于指示轿厢在建筑物中的行驶进度。紧凑的连接系统简化了这些功能,该系统由电路板和压缩空间中的表面安装组件组成。传统的按钮面板集成了LED照明系统,而启用现代触觉的触摸屏面板可能集成了LCD,LED或通过接口单元链接到电梯控制系统的点阵显示器。麦克风,扬声器和蓝牙已集成到通信板中。TE Con​​nectivity提供了一系列用于电梯控制面板的PCB连接器和板对板产品。




TE Con​​nectivity的用于电梯控制面板的PCB连接器和板对板产品。

传感器还可以在电梯中发挥作用,包括红外,液位,电流,负载和霍尔效应传感器。电流传感器有助于调节电梯的电动机工作电流,液位传感器有助于激活轿厢的制动机制,以将电梯停在所需的楼层。Newark提供了一系列专门用于电梯应用的传感器产品。传感器用于智能建筑系统,可通过对乘客进行计数以减少满载汽车的停车次数来提高效率和旅行时间。由mmWave传感器启用的AI可以确定乘客和经过电梯的人之间的差异。




WAGO的832系列MCS MAXI 16系统具有线对板和线对线解决方案,适用于大功率电梯驱动应用。

在没有功率增加的情况下增加电源和信号密度是一个挑战。互连解决方案必须与时俱进。要成为该行业的解决方案提供商,您的产品不仅要擅长安全处理电梯驱动系统的高电流/高压负载(并且要在紧凑的空间内做到),而且还要传输不断增加的信号密度设计要求的高水平负载。
 
【摘自Bishop杂志,作者:Connector Supplier , February 18, 2020】 查看全部
现代电梯具有各种各样的电子节点,从楼层间电梯呼唤盒到轿厢中计数乘客的传感器和触摸屏用户界面。这些功能取决于独特的工业连接器以及小型,轻便的消费类产品。
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当今的互联建筑技术管理着广泛的功能,包括定时使用的供暖和制冷,与环境条件相协调的智能照明,电源管理,安全性和电信系统。所有这些功能还可以与单独的内部机制(电梯运输系统)协调。电梯将人员和货物移至建筑物内的各个楼层,并且与自动扶梯一起代表了最重要的非固定式机电系统。这些独特而复杂的举升设备取决于各种特殊组件。
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WAGO的用于电梯控制面板中电源和信号应用的PCB接线端子可提供免工具或工具操作选件,并具有WAGO推入式笼式夹具。

实际上,电梯行业是最早采用WAGO的CAGE CLAMP弹簧连接技术的行业之一,早在该技术成为当今的工业规范之前就已经存在。他们之所以这样做是由于CAGE CLAMP的固有安全性,抗振性和免维护的特性。

现在将主题划分为免工具安装,例如使用杠杆操作式PCB接线端子和连接器端接电线,从而提供了一种高度直观的接线方法,有助于工厂实现快速和便捷的接线地板和现场技术人员。这些互连方面的主题是现场服务和整体建筑施工效率创新的关键输入。”
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WAGO的832系列MCS MAXI 16在应用中显示为与变频器外壳的主要设备连接。

设计电梯系统时,电子组件在确保安全性,可维护性,能源效率以及与其他建筑系统的集成中起着关键作用。标准化在此类别中很重要。需要重型且坚固的组件来应对冲击和振动,可能遭受的碎屑和湿气以及电梯系统附带的非常高的电压(高达690V IEC)。连接器必须满足DIN IEC 60512和DIN IEC 60508的冲击和振动要求,工业以太网连接器必须满足IP65和IP67防护等级。
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Weidmuller的OMNIMATE信号连接器为多种电梯应用提供了最佳解决方案。

电子控制装置位于轿厢内部和盒子的侧面,在电梯轿厢的顶部,以及轿厢所访问的每一层建筑板上,其连接扩展到更大的建筑物管理系统。这些控件管理电梯功能,调度和门机构。专为工业环境和重型设备设计的连接器适用于电梯驱动器和控制器。控制面板和骑行体验系统还需要其他更小的电子设备,并且这些电子设备必须轻巧才能减少负荷和能源消耗。

安装在电梯盒上的车顶设备集成了数据控件,并依赖于工业数据连接器,例如M12,D-Sub或其他。位置控制器评估并平衡一个小面板内部的每个负载,该负载取决于轻巧的组件,这些组件很容易在狭窄的空间中考虑到,但仍能承受运动和停止。这些系统中使用的连接器必须可靠。如果需要维护,它们也必须易于操作。多家连接器供应商,包括Weidmuller,用于电梯安装的色标和标签组件,可简化组装过程,并避免出现错误。
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WAGO的WINSTA连接系统专为电梯井道安装和其他建筑系统而设计。它包括电缆组件,接线盒和PCB连接器的选择。

通往电梯用户的最直观的电子接口位于轿厢的内部,包括控制面板或楼层选择按钮,紧急通信功能和数字显示屏,用于指示轿厢在建筑物中的行驶进度。紧凑的连接系统简化了这些功能,该系统由电路板和压缩空间中的表面安装组件组成。传统的按钮面板集成了LED照明系统,而启用现代触觉的触摸屏面板可能集成了LCD,LED或通过接口单元链接到电梯控制系统的点阵显示器。麦克风,扬声器和蓝牙已集成到通信板中。TE Con​​nectivity提供了一系列用于电梯控制面板的PCB连接器和板对板产品。
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TE Con​​nectivity的用于电梯控制面板的PCB连接器和板对板产品。

传感器还可以在电梯中发挥作用,包括红外,液位,电流,负载和霍尔效应传感器。电流传感器有助于调节电梯的电动机工作电流,液位传感器有助于激活轿厢的制动机制,以将电梯停在所需的楼层。Newark提供了一系列专门用于电梯应用的传感器产品。传感器用于智能建筑系统,可通过对乘客进行计数以减少满载汽车的停车次数来提高效率和旅行时间。由mmWave传感器启用的AI可以确定乘客和经过电梯的人之间的差异。
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WAGO的832系列MCS MAXI 16系统具有线对板和线对线解决方案,适用于大功率电梯驱动应用。

在没有功率增加的情况下增加电源和信号密度是一个挑战。互连解决方案必须与时俱进。要成为该行业的解决方案提供商,您的产品不仅要擅长安全处理电梯驱动系统的高电流/高压负载(并且要在紧凑的空间内做到),而且还要传输不断增加的信号密度设计要求的高水平负载。
 
【摘自Bishop杂志,作者:Connector Supplier , February 18, 2020】

机器人及自动化领域连接器-电子与电气的挑战

技术分享atangge 发表了文章 • 0 个评论 • 165 次浏览 • 2020-02-21 00:12 • 来自相关话题

随着工业物联网(IIoT)的不断扩展,越来越多的机器人和自动化设备进入工厂车间,其挑战在于如何保护敏感的电子设备免受暴露于工厂环境中灰尘,碎屑,油污,振动,温度等影响。

例如,FANUC在2019年末推出的新型协作弧焊机器人可提供更高的有效载荷和完整的六轴联动方案,使机器人具有更大的灵活性。这种组合使他们可以加工各种零件,占地面积小和无需安全防护设备也成为另一个不小的优势。




FANUC的CR-15iA提供15kg的有效载荷和1441mm的作用范围。这种组合可以加工各种零件,也可以用于更新的应用中,例如电弧增材制造。

ABB的小型YuMi系列,它的七个轴具有更大的灵活性,可以模仿类人的动作,从而满足小零件组装过程的生产需求,例如在消费电子产品制造中遇到的那些需求。




工业机器人和机械设备已连接到IIoT网络中种类繁多的设备。这意味着所有这些设备之间的通信要求也在增加,甚至更加强调了连接器和电缆在保持整个工业网络连接和运行中所起的关键作用。

TE Con​​nectivity工业业务部门的标准化和联盟全球负责人Guenter Feldmeier说,通信功能因此变得与电源和信号接口同等重要。这就是为什么以太网技术变得非常重要的原因:以太网技术在工业通信中的不同层次上使用,例如机器人与其控制柜之间或柜体子系统与工厂自动化设备之间的通信。

TE用于工业和自动化设备的产品适用于机器人和工业机械,以及电机,伺服驱动器和工业通信,并包括机器人和其他机器之间的互连以及外部接口以及这些设备之间的所有连接性,其中传感器也起到很重要的作用。




百通公司工业数据和连接性产品线经理Sylvia Feng表示,百通的工业数据和连接性通信连接器是为工业工厂自动化通信协议(例如工业以太网和现场总线)设计的。以太网电缆连接到机器上的不同终端设备,例如在PLC与传感器,摄像机,执行器或任何其他利用数据的设备之间,由于连接器包含在外壳中,并且已经受到保护,因此不需要密封,因此其防护等级为IP20。




MICE分类系统是用于描述在工业环境中所需要的不同的保护电平之一事实上的行业标准。干净,有地毯的办公室是MICE 1环境,MICE 2环境需要IP20级保护,MICE 3环境需要IP67级保护。“在MICE 1中,您可以使用最便宜的非屏蔽塑料连接器,因为它不会移动并且不需要加固。” Feng说。“在MICE 3中,可能会有油和其他液体飞溅,温度循环,电磁干扰(EMI)或射频干扰(RFI),因此您可能需要多种保护措施。”

TE的Feldmeier列举了影响互连要求的工业机器人和机械的六个总体系统级需求:小型化,可靠性,坚固性,灵活性,易用性和易于安装性。

小型化主要适用于互连系统,以实现更小的尺寸和更高的封装密度,而可靠性需求则主要涉及最大50g的振动和物理冲击。坚固性包括从-40°C到+ 85°C的非常宽的工业工作温度范围。数据端对EMI尤其敏感,因此360°固态金属屏蔽就显得很重要了。灵活性意味着在工业领域中的几件事。布线必须非常灵活,并支持现场安装,因此连接器必须易于现场安装。比如说10Gb / s以太网非常敏感,网络故障的最薄弱环节是每条以太网电缆的末端,一个RJ45连接器与其他设备建立连接。连接质量取决于连接器质量及其安装程度。

为了简化安装过程并在不同级别的安装者体验中保持一致,Belden开发了新的DataTuff工业REVConnect RJ45现场终端连接器。新生产线提供了适用于Cat 5e,Cat 6,Cat 6a,UTP和STP应用的连接器,电缆套件和配件,并且解决了将笨重的工业级连接器安装到工厂车间狭窄空间中的问题。




REVConnect RJ45现场端接连接器,这是最简单,安装最快的端接连接器之一。获得专利的REVConnect设计最初应用于IT领域。

Belden开发了绑定对电缆技术,以提高高可用性环境中以太网电缆的性能。无论如何安装,它都能将电缆的双绞线保持在一起,因此阻抗始终是一致的。机械强度提高了60%,抗扰性大大降低。

Fischer连接器最近在其薄型,坚固耐用的LP360连接系统中增加了更多的连接器尺寸和材料类型,其中包括连接器,电缆组件和工业应用的有源设备。




浩亭的RJ工业以太网数据接口范围包括RJI MF RJ45 Cat 6A插头,带IDC端接的弯角连接器,可提供IP20防护等级。它专为要求数据速率高达10Gb / s的工业应用中的数据网络布线而设计。关键因素是IP保护,插件可靠性,抗振性和EMC安全性。




TE还在开发单对以太网产品,该技术已被集成到新一代汽车中,以取代CAN和其他总线系统。单对以太网M8连接器具有符合IEC 63171-6的附加电源引脚,是为此技术趋势而开发的新产品。




TE的M12 X编码连接器可实现工业设备中的可靠通信,易于安装,可支持高达10 Gbps的更高带宽需求,并提供IP67 / 68等级的环境保护。

TE的M12 X代码和Mini I/O连接器系统是专门为工业机器人和机械而设计的两种产品,它们具有非常小,非常坚固的连接以实现机器人和其他机器的小型化,迷你I / O已被IEC 采纳为国际标准IEC61076-3-122,该标准为工业应用连接器提供了最低行业要求。





【摘自Bishop杂志,作者:Ann Thryft , February 18, 2020】 查看全部
随着工业物联网(IIoT)的不断扩展,越来越多的机器人和自动化设备进入工厂车间,其挑战在于如何保护敏感的电子设备免受暴露于工厂环境中灰尘,碎屑,油污,振动,温度等影响。

例如,FANUC在2019年末推出的新型协作弧焊机器人可提供更高的有效载荷和完整的六轴联动方案,使机器人具有更大的灵活性。这种组合使他们可以加工各种零件,占地面积小和无需安全防护设备也成为另一个不小的优势。
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FANUC的CR-15iA提供15kg的有效载荷和1441mm的作用范围。这种组合可以加工各种零件,也可以用于更新的应用中,例如电弧增材制造。

ABB的小型YuMi系列,它的七个轴具有更大的灵活性,可以模仿类人的动作,从而满足小零件组装过程的生产需求,例如在消费电子产品制造中遇到的那些需求。
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工业机器人和机械设备已连接到IIoT网络中种类繁多的设备。这意味着所有这些设备之间的通信要求也在增加,甚至更加强调了连接器和电缆在保持整个工业网络连接和运行中所起的关键作用。

TE Con​​nectivity工业业务部门的标准化和联盟全球负责人Guenter Feldmeier说,通信功能因此变得与电源和信号接口同等重要。这就是为什么以太网技术变得非常重要的原因:以太网技术在工业通信中的不同层次上使用,例如机器人与其控制柜之间或柜体子系统与工厂自动化设备之间的通信。

TE用于工业和自动化设备的产品适用于机器人和工业机械,以及电机,伺服驱动器和工业通信,并包括机器人和其他机器之间的互连以及外部接口以及这些设备之间的所有连接性,其中传感器也起到很重要的作用。
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百通公司工业数据和连接性产品线经理Sylvia Feng表示,百通的工业数据和连接性通信连接器是为工业工厂自动化通信协议(例如工业以太网和现场总线)设计的。以太网电缆连接到机器上的不同终端设备,例如在PLC与传感器,摄像机,执行器或任何其他利用数据的设备之间,由于连接器包含在外壳中,并且已经受到保护,因此不需要密封,因此其防护等级为IP20。
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MICE分类系统是用于描述在工业环境中所需要的不同的保护电平之一事实上的行业标准。干净,有地毯的办公室是MICE 1环境,MICE 2环境需要IP20级保护,MICE 3环境需要IP67级保护。“在MICE 1中,您可以使用最便宜的非屏蔽塑料连接器,因为它不会移动并且不需要加固。” Feng说。“在MICE 3中,可能会有油和其他液体飞溅,温度循环,电磁干扰(EMI)或射频干扰(RFI),因此您可能需要多种保护措施。”

TE的Feldmeier列举了影响互连要求的工业机器人和机械的六个总体系统级需求:小型化,可靠性,坚固性,灵活性,易用性和易于安装性。

小型化主要适用于互连系统,以实现更小的尺寸和更高的封装密度,而可靠性需求则主要涉及最大50g的振动和物理冲击。坚固性包括从-40°C到+ 85°C的非常宽的工业工作温度范围。数据端对EMI尤其敏感,因此360°固态金属屏蔽就显得很重要了。灵活性意味着在工业领域中的几件事。布线必须非常灵活,并支持现场安装,因此连接器必须易于现场安装。比如说10Gb / s以太网非常敏感,网络故障的最薄弱环节是每条以太网电缆的末端,一个RJ45连接器与其他设备建立连接。连接质量取决于连接器质量及其安装程度。

为了简化安装过程并在不同级别的安装者体验中保持一致,Belden开发了新的DataTuff工业REVConnect RJ45现场终端连接器。新生产线提供了适用于Cat 5e,Cat 6,Cat 6a,UTP和STP应用的连接器,电缆套件和配件,并且解决了将笨重的工业级连接器安装到工厂车间狭窄空间中的问题。
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REVConnect RJ45现场端接连接器,这是最简单,安装最快的端接连接器之一。获得专利的REVConnect设计最初应用于IT领域。

Belden开发了绑定对电缆技术,以提高高可用性环境中以太网电缆的性能。无论如何安装,它都能将电缆的双绞线保持在一起,因此阻抗始终是一致的。机械强度提高了60%,抗扰性大大降低。

Fischer连接器最近在其薄型,坚固耐用的LP360连接系统中增加了更多的连接器尺寸和材料类型,其中包括连接器,电缆组件和工业应用的有源设备。
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浩亭的RJ工业以太网数据接口范围包括RJI MF RJ45 Cat 6A插头,带IDC端接的弯角连接器,可提供IP20防护等级。它专为要求数据速率高达10Gb / s的工业应用中的数据网络布线而设计。关键因素是IP保护,插件可靠性,抗振性和EMC安全性。
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TE还在开发单对以太网产品,该技术已被集成到新一代汽车中,以取代CAN和其他总线系统。单对以太网M8连接器具有符合IEC 63171-6的附加电源引脚,是为此技术趋势而开发的新产品。
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TE的M12 X编码连接器可实现工业设备中的可靠通信,易于安装,可支持高达10 Gbps的更高带宽需求,并提供IP67 / 68等级的环境保护。

TE的M12 X代码和Mini I/O连接器系统是专门为工业机器人和机械而设计的两种产品,它们具有非常小,非常坚固的连接以实现机器人和其他机器的小型化,迷你I / O已被IEC 采纳为国际标准IEC61076-3-122,该标准为工业应用连接器提供了最低行业要求。
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【摘自Bishop杂志,作者:Ann Thryft , February 18, 2020】

IoT,IIoT和工业4.0应用的连接器

技术分享atangge 发表了文章 • 0 个评论 • 120 次浏览 • 2020-02-20 00:46 • 来自相关话题

物联技术热度的激增对连接器细分领域提出了新的要求。更快的速度,更高的频率和更小的尺寸,以及可靠性和抗电磁干扰能力等。

物联网(IoT)是指电子设备​​的无线互连,范围从家用电器和车辆到建筑控制系统和制造设备。嵌入式电子组件(包括传感器,执行器,连接器和电缆)使这些设备可以收集和交换数据,并可以进行远程监视和控制。工业物联网(IIoT)是专门用于制造的细分领域,涉及物联网,实时分析,机器学习和嵌入式系统(包括无线传感器网络,控制系统和自动化技术)的融合。IIoT将分析和响应功能添加到标准IoT概念中。




IIoT和工业4.0应用程序(例如自动化生产线)需要经过验证的高速连接组件,高可靠性能,对电磁干扰(EMI)的高度抗扰性以及较小的空间占用。

到2025年,全球IoT设备的数量预计将激增至754.4亿台套,以支持全球5G移动通信网络,并有望通过相关趋势为更加互联的社会和行业铺平道路,包括智能工厂和自动驾驶。

物联网和工业物联网应用中连接器的主要挑战包括数据速率需求以及终端设备的各种组件密度,从消费电子产品到智能电表和工业控制设备。处理更高的数据速率,就需要进行新的连接器设计。同样组件密度也限制了分配给连接器的空间以及组件之间的最小共置距离,这是干扰风险的关键设计元素。另一个挑战是,物联网设备的设计工作频率要比当今普遍使用的工作频率高得多。

夹层/堆叠连接器满足IoT设计要求

分散式和联网的系统架构越来越重要,这是因为越来越高的板级组件密度以及对带有紧凑型设备的趋势使然,使得越来越多的相关应用不得不应对巨大的空间限制。这种趋势对连接器提出了非常特殊的要求,因为PCB上的数字数据传输速度通常达到10Gb / s或更高。除了越来越快的数据速率和不断增加的电路板复杂性之外,电路板堆叠设计还要求增加接触密度。例如ERNI的MicroSpeed系列,可轻松在板上放置多个连接器。还可以为开发人员提供更大的布线灵活性和更少的电路板层,提供较高的载流能力和较高的信号速度。




ERNI的节省空间和抗干扰的MicroSpeed连接器系统支持高达25 + Gb / s的数据速率,并具有出色的信号完整性。屏蔽式板对板连接器的间距为1.0mm,并提供2排和3排垂直和直角配置,并带有5,50,75,91及133个引脚的不同组合以及表面贴装,通孔或混合式等灵活端接方式。

总结物联网应用夹层/堆叠连接器的关键特性:最小的尺寸和最大的接触密度;能够可靠地以高达20 + Gb / s的速度传输信号;高EMC;以及差分和单端口。终止信号处理功能。

触点终端:表面贴装技术(SMT)信号触点在高速夹层应用中最为有益,并且比带有压入式引脚的信号触点具有更高的信号完整性,因为压入式连接器所需的镀通孔会产生负面影响关于噪声行为和反射。根据不同的应用,用户可以选择SMT或通孔(THR)作为向外布置的屏蔽板触点。THR形式的屏蔽板触点进一步增强了机械稳定性,并允许将连接器模块轻松地布置在相邻的行中,而空间损失最小。




电磁兼容性(EMC):接触间距和集成屏蔽在确定连接器的阻抗方面起着关键作用,对于单端信号,该阻抗通常为50Ω(信号对地),对于差分应用,通常为100Ω(信号对信号)。为了控制阻抗,减少串扰并改善差分信号对之间的耦合,高速夹层连接器配备了特殊的屏蔽结构。

标准的屏蔽机制,EMC手指,具有出色的抵抗电磁辐射(EMI)的能力和抗静电能力(ESD)。其他屏蔽机制(例如EMC接线片)通过显着减少电感耦合来进一步增强EMC性能。结合这两种机制,可为需要高信号完整性和安全数据传输的IoT,IIoT和Industry 4.0应用提供最佳的屏蔽效果。一些夹层连接器还允许将屏蔽用作电源平面,每个屏蔽可提供高达10A的电流。

通过信号对的垂直配置(即,横向,纵向方向)以及信号和屏蔽触点对的配对布置,可以最佳地实现最佳的串扰行为。这种配置在100ps的上升时间实现了已记录的串扰测量值,降至不到2%。

可靠性和耐用性,在工业环境中使用的夹层连接器还应采用由坚固的耐高温材料制成的狭窄,薄型,有罩的外壳,以保护触点免受损坏并鼓励气流来支持系统冷却。制作精良的夹层连接器可以进行500次或更长时间的配合。




设计灵活性:为了满足广泛的应用需求,物联网应用的夹层连接器应同时支持单端和差分信号传输,以实现最大的接地和布线灵活性。通过允许许多不同的堆叠高度和板间距,各种公母连接器高度也支持广泛的应用范围,这为开发人员提供了关于板布局的最大灵活性。
 
【摘自Bishop杂志,作者:Michael Singer , February 18, 2020】
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物联技术热度的激增对连接器细分领域提出了新的要求。更快的速度,更高的频率和更小的尺寸,以及可靠性和抗电磁干扰能力等。

物联网(IoT)是指电子设备​​的无线互连,范围从家用电器和车辆到建筑控制系统和制造设备。嵌入式电子组件(包括传感器,执行器,连接器和电缆)使这些设备可以收集和交换数据,并可以进行远程监视和控制。工业物联网(IIoT)是专门用于制造的细分领域,涉及物联网,实时分析,机器学习和嵌入式系统(包括无线传感器网络,控制系统和自动化技术)的融合。IIoT将分析和响应功能添加到标准IoT概念中。
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IIoT和工业4.0应用程序(例如自动化生产线)需要经过验证的高速连接组件,高可靠性能,对电磁干扰(EMI)的高度抗扰性以及较小的空间占用。

到2025年,全球IoT设备的数量预计将激增至754.4亿台套,以支持全球5G移动通信网络,并有望通过相关趋势为更加互联的社会和行业铺平道路,包括智能工厂和自动驾驶。

物联网和工业物联网应用中连接器的主要挑战包括数据速率需求以及终端设备的各种组件密度,从消费电子产品到智能电表和工业控制设备。处理更高的数据速率,就需要进行新的连接器设计。同样组件密度也限制了分配给连接器的空间以及组件之间的最小共置距离,这是干扰风险的关键设计元素。另一个挑战是,物联网设备的设计工作频率要比当今普遍使用的工作频率高得多。

夹层/堆叠连接器满足IoT设计要求

分散式和联网的系统架构越来越重要,这是因为越来越高的板级组件密度以及对带有紧凑型设备的趋势使然,使得越来越多的相关应用不得不应对巨大的空间限制。这种趋势对连接器提出了非常特殊的要求,因为PCB上的数字数据传输速度通常达到10Gb / s或更高。除了越来越快的数据速率和不断增加的电路板复杂性之外,电路板堆叠设计还要求增加接触密度。例如ERNI的MicroSpeed系列,可轻松在板上放置多个连接器。还可以为开发人员提供更大的布线灵活性和更少的电路板层,提供较高的载流能力和较高的信号速度。
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ERNI的节省空间和抗干扰的MicroSpeed连接器系统支持高达25 + Gb / s的数据速率,并具有出色的信号完整性。屏蔽式板对板连接器的间距为1.0mm,并提供2排和3排垂直和直角配置,并带有5,50,75,91及133个引脚的不同组合以及表面贴装,通孔或混合式等灵活端接方式。

总结物联网应用夹层/堆叠连接器的关键特性:最小的尺寸和最大的接触密度;能够可靠地以高达20 + Gb / s的速度传输信号;高EMC;以及差分和单端口。终止信号处理功能。

触点终端:表面贴装技术(SMT)信号触点在高速夹层应用中最为有益,并且比带有压入式引脚的信号触点具有更高的信号完整性,因为压入式连接器所需的镀通孔会产生负面影响关于噪声行为和反射。根据不同的应用,用户可以选择SMT或通孔(THR)作为向外布置的屏蔽板触点。THR形式的屏蔽板触点进一步增强了机械稳定性,并允许将连接器模块轻松地布置在相邻的行中,而空间损失最小。
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电磁兼容性(EMC):接触间距和集成屏蔽在确定连接器的阻抗方面起着关键作用,对于单端信号,该阻抗通常为50Ω(信号对地),对于差分应用,通常为100Ω(信号对信号)。为了控制阻抗,减少串扰并改善差分信号对之间的耦合,高速夹层连接器配备了特殊的屏蔽结构。

标准的屏蔽机制,EMC手指,具有出色的抵抗电磁辐射(EMI)的能力和抗静电能力(ESD)。其他屏蔽机制(例如EMC接线片)通过显着减少电感耦合来进一步增强EMC性能。结合这两种机制,可为需要高信号完整性和安全数据传输的IoT,IIoT和Industry 4.0应用提供最佳的屏蔽效果。一些夹层连接器还允许将屏蔽用作电源平面,每个屏蔽可提供高达10A的电流。

通过信号对的垂直配置(即,横向,纵向方向)以及信号和屏蔽触点对的配对布置,可以最佳地实现最佳的串扰行为。这种配置在100ps的上升时间实现了已记录的串扰测量值,降至不到2%。

可靠性和耐用性,在工业环境中使用的夹层连接器还应采用由坚固的耐高温材料制成的狭窄,薄型,有罩的外壳,以保护触点免受损坏并鼓励气流来支持系统冷却。制作精良的夹层连接器可以进行500次或更长时间的配合。
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设计灵活性:为了满足广泛的应用需求,物联网应用的夹层连接器应同时支持单端和差分信号传输,以实现最大的接地和布线灵活性。通过允许许多不同的堆叠高度和板间距,各种公母连接器高度也支持广泛的应用范围,这为开发人员提供了关于板布局的最大灵活性。
 
【摘自Bishop杂志,作者:Michael Singer , February 18, 2020】
 

选择适用于恶劣环境的印刷电路板连接器

技术分享atangge 发表了文章 • 0 个评论 • 185 次浏览 • 2020-02-07 09:21 • 来自相关话题

运输,军事和航空航天应用中的PCB遇到环境变量,例如冲击,振动,温度和湿度。选择能够承受这些恶劣条件的印刷电路板连接器和相邻组件对于操作成功至关重要。





 
选择在恶劣环境下能够可靠运行的印刷电路板连接器(PCB连接器)涉及几个重要的考虑因素。无论是通过直接的板对板连接还是通过电缆将两个或多个PCB连接在一起,运输,军事和航空航天应用中的PCB都会遇到许多环境变量。冲击,振动,温度,湿度和变化的海拔高度/大气条件只是许多可能会破坏触点完整性并破坏信号的因素中的一部分。这就是为什么要在机械设计中同时考虑接触板端接,电镀材料和厚度,表面处理,接触束力和冗余度的设计。

设计人员可以通过清楚地了解不同环境因素如何影响PCB连接器,并采用制造工具来浏览各种设计功能和优点并促进有效选择,来简化这些苛刻应用的连接器规范过程。

震动和冲击

由于许多电子商业和军事航空设备会受到极端的运动力,因此了解连接器如何处理振动和冲击非常重要。典型的问题包括:

过度的重力(g)导致极端加速或减速期间,意外的连接器脱离。
在PCB发生扭曲,弯曲,偏航和其他突然运动时,如果连接器或触点脱离,则该PCB会发生扭曲或弯曲。
由于振动引起的触点磨损,信号微中断。

连接器使用排列在壳体或外壳内的机械偏转金属梁来形成可分离但在电气上“不可见”的接口。因此,连接器设计的首要目标是在所有可能的因素下保持接触接口的稳定性。导致信号或断电。





 
TE Con​​nectivity的MULTIGIG RT 2-R是一种无针背板印刷电路板连接器,具有四重冗余触点系统,可提高在高振动环境中的可靠性并满足VITA 72环境性能要求。

从宏观上讲,振动和冲击可能会导致整体位移,或者在配合元件之间产生间隙。在微层面上,微动运动(或微动)会逐渐磨损配合表面的表面涂层或镀层,从而导致微动腐蚀。这些问题的解决方案包括:

设计具有足够接触力的触点,以免振动不会引起光束跳动。
施加足够厚度和质量的镀层,以承受微动运动的磨损。
增加可分离接口处的接触点,以通过多个接触点提供冗余。
使用适当的接触润滑剂或抑制微动的表面处理。

横梁设计是抗振性的另一个重要元素。在两点连接器中,每个接触弹簧梁都与匹配的晶片焊盘形成单个接触点。在具有四点或四冗余触点系统的连接器中,触点的设计应使每个梁形成两个触点。此功能可将接触补丁的面积大致增加一倍,并通过将微动运动的影响分散在更大的表面积上,从而帮助平衡振动负载。





TE Con​​nectivity的MULTIGIG RT 3连接器具有四点,四冗余触点设计,非常适合在高振动应用中使用。

今天,许多制造商提供具有四个接触点的梁设计。除了减轻微动腐蚀的影响外,它们还显着降低了意外脱离的风险。例如,如果给定触点的触点脱离概率为0.01,则四点触点的所有四个点可能同时受到影响的概率为(0.01)4或10 -8。这种降低的风险说明了冗余的力量。

梁的形状也会影响磨损程度,因为最佳的梁半径有助于平衡接触系统内的负载和表面压力。在四点接触设计中,接触束的长度和面积彼此不对称。不同的长度为每个光束响应振动提供了独特的频率模式,这有助于消除两个光束同时实现共振的可能性。另外,即使接触点增加,这些增强的接触系统也不会增加配合力。

在这些设计的配合一半中的晶片也可以略作修改,以充分利用四光束结构。通过使分离光束上的四个接触点中的两个更深,可以使晶片上的信号焊盘延伸1.2mm,以在配合期间保持至少2mm的接触擦拭。此功能有助于在原始设计的整个配合范围内保持四倍冗余。

导柱也可以制造到模块中以增加稳定性。匹配的导向柱和插座之间的公差比匹配的触点要宽。即使这样,配对的导向器仍有助于限制运动,并在配对过程中提供键控功能。另外,最近的技术进步已经使公差变得更严格。现在可以使用高度机加工的立柱,以提供精确的配合,从而在极端振动下增加稳定性,以减少微动运动。





精密装配的导向销和坚固的多点触点。

还可以在导向模块组件中使用周向接地弹簧,以进一步提高稳定性并为插入式模块提供静电放电(ESD)保护。为了使PCB稳定,可以将增强剂作为复合树脂施加在PCB本身中或集成到机箱中以减少板的弯曲。

温度

在高海拔地区,电子设备可能会暴露在极端温度下。航空航天应用通常需要能够在-55°C至125°C甚至更大范围的工作温度下工作的印刷电路板连接器。温度的影响有多种形式,包括:

由于高温时金属膨胀和应力消除而引起的法向力松弛,特别是对于铜基金属。
由于不同材料(例如带有黄铜销的铝壳)之间不同的热膨胀系数,导致结构完整性损失。
当触点暴露于极冷的温度下时,热冲击会使信号变差。

可以通过多种热性能测试来评估连接器在极端温度下的行为,例如涉及数百个热冷循环的热冲击测试,温度寿命测试(例如,将连接器暴露在125°C下1000小时)以及燃烧和着火。安全材料测试。

太空应用通常要求非常严格的温度和辐射要求,以评估材料如何在结构上保持住。在空间真空中,材料选择还必须考虑从减压的金属合金,聚合物和表面处理中除气。

湿度

湿度会加速接触界面的腐蚀,特别是当热循环或振动引起的磨损使基础接触金属遭受微动腐蚀时。温度和湿度测试通常在配合/非配合循环测试后在实验室中执行。还对塑料外壳进行了测试,以评估会降低绝缘电阻的吸湿性。

PCB处理

当暴露于自然环境中的人造化学药品,阳光,盐水和其他刺激性化学药品中时,PCB端子区域会明显退化。在这些情况下,使用树脂,气相沉积或碳氟化合物配方的保形涂层可以提高电路板和触点的耐用性。

简化PCB连接器选择

评估在恶劣环境下影响印刷电路板连接器的所有因素是一项复杂的任务。对此处讨论的连接器设计方面的透彻了解可以指导规范过程。将这些知识与用于导航选项和实现设计目标的工具相结合,可以使过程变得更加容易。例如,TE Con​​nectivity提供了一个高速产品开发人员工具包,可为设计人员提供产品规格,测试结果以及输入/输出(I / O)有线,板对板和射频(RF)连接器的目录,以及电缆和光纤。这样的工具可以帮助设计人员缩小产品范围,并在为恶劣环境选择PCB连接器时更有信心。
 
【摘自Bishop杂志,作者:Michael Walmsley,February 4, 2020】 查看全部
运输,军事和航空航天应用中的PCB遇到环境变量,例如冲击,振动,温度和湿度。选择能够承受这些恶劣条件的印刷电路板连接器和相邻组件对于操作成功至关重要。

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选择在恶劣环境下能够可靠运行的印刷电路板连接器(PCB连接器)涉及几个重要的考虑因素。无论是通过直接的板对板连接还是通过电缆将两个或多个PCB连接在一起,运输,军事和航空航天应用中的PCB都会遇到许多环境变量。冲击,振动,温度,湿度和变化的海拔高度/大气条件只是许多可能会破坏触点完整性并破坏信号的因素中的一部分。这就是为什么要在机械设计中同时考虑接触板端接,电镀材料和厚度,表面处理,接触束力和冗余度的设计。

设计人员可以通过清楚地了解不同环境因素如何影响PCB连接器,并采用制造工具来浏览各种设计功能和优点并促进有效选择,来简化这些苛刻应用的连接器规范过程。

震动和冲击

由于许多电子商业和军事航空设备会受到极端的运动力,因此了解连接器如何处理振动和冲击非常重要。典型的问题包括:

过度的重力(g)导致极端加速或减速期间,意外的连接器脱离。
在PCB发生扭曲,弯曲,偏航和其他突然运动时,如果连接器或触点脱离,则该PCB会发生扭曲或弯曲。
由于振动引起的触点磨损,信号微中断。

连接器使用排列在壳体或外壳内的机械偏转金属梁来形成可分离但在电气上“不可见”的接口。因此,连接器设计的首要目标是在所有可能的因素下保持接触接口的稳定性。导致信号或断电。

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TE Con​​nectivity的MULTIGIG RT 2-R是一种无针背板印刷电路板连接器,具有四重冗余触点系统,可提高在高振动环境中的可靠性并满足VITA 72环境性能要求。

从宏观上讲,振动和冲击可能会导致整体位移,或者在配合元件之间产生间隙。在微层面上,微动运动(或微动)会逐渐磨损配合表面的表面涂层或镀层,从而导致微动腐蚀。这些问题的解决方案包括:

设计具有足够接触力的触点,以免振动不会引起光束跳动。
施加足够厚度和质量的镀层,以承受微动运动的磨损。
增加可分离接口处的接触点,以通过多个接触点提供冗余。
使用适当的接触润滑剂或抑制微动的表面处理。

横梁设计是抗振性的另一个重要元素。在两点连接器中,每个接触弹簧梁都与匹配的晶片焊盘形成单个接触点。在具有四点或四冗余触点系统的连接器中,触点的设计应使每个梁形成两个触点。此功能可将接触补丁的面积大致增加一倍,并通过将微动运动的影响分散在更大的表面积上,从而帮助平衡振动负载。

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TE Con​​nectivity的MULTIGIG RT 3连接器具有四点,四冗余触点设计,非常适合在高振动应用中使用。

今天,许多制造商提供具有四个接触点的梁设计。除了减轻微动腐蚀的影响外,它们还显着降低了意外脱离的风险。例如,如果给定触点的触点脱离概率为0.01,则四点触点的所有四个点可能同时受到影响的概率为(0.01)4或10 -8。这种降低的风险说明了冗余的力量。

梁的形状也会影响磨损程度,因为最佳的梁半径有助于平衡接触系统内的负载和表面压力。在四点接触设计中,接触束的长度和面积彼此不对称。不同的长度为每个光束响应振动提供了独特的频率模式,这有助于消除两个光束同时实现共振的可能性。另外,即使接触点增加,这些增强的接触系统也不会增加配合力。

在这些设计的配合一半中的晶片也可以略作修改,以充分利用四光束结构。通过使分离光束上的四个接触点中的两个更深,可以使晶片上的信号焊盘延伸1.2mm,以在配合期间保持至少2mm的接触擦拭。此功能有助于在原始设计的整个配合范围内保持四倍冗余。

导柱也可以制造到模块中以增加稳定性。匹配的导向柱和插座之间的公差比匹配的触点要宽。即使这样,配对的导向器仍有助于限制运动,并在配对过程中提供键控功能。另外,最近的技术进步已经使公差变得更严格。现在可以使用高度机加工的立柱,以提供精确的配合,从而在极端振动下增加稳定性,以减少微动运动。

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精密装配的导向销和坚固的多点触点。

还可以在导向模块组件中使用周向接地弹簧,以进一步提高稳定性并为插入式模块提供静电放电(ESD)保护。为了使PCB稳定,可以将增强剂作为复合树脂施加在PCB本身中或集成到机箱中以减少板的弯曲。

温度

在高海拔地区,电子设备可能会暴露在极端温度下。航空航天应用通常需要能够在-55°C至125°C甚至更大范围的工作温度下工作的印刷电路板连接器。温度的影响有多种形式,包括:

由于高温时金属膨胀和应力消除而引起的法向力松弛,特别是对于铜基金属。
由于不同材料(例如带有黄铜销的铝壳)之间不同的热膨胀系数,导致结构完整性损失。
当触点暴露于极冷的温度下时,热冲击会使信号变差。

可以通过多种热性能测试来评估连接器在极端温度下的行为,例如涉及数百个热冷循环的热冲击测试,温度寿命测试(例如,将连接器暴露在125°C下1000小时)以及燃烧和着火。安全材料测试。

太空应用通常要求非常严格的温度和辐射要求,以评估材料如何在结构上保持住。在空间真空中,材料选择还必须考虑从减压的金属合金,聚合物和表面处理中除气。

湿度

湿度会加速接触界面的腐蚀,特别是当热循环或振动引起的磨损使基础接触金属遭受微动腐蚀时。温度和湿度测试通常在配合/非配合循环测试后在实验室中执行。还对塑料外壳进行了测试,以评估会降低绝缘电阻的吸湿性。

PCB处理

当暴露于自然环境中的人造化学药品,阳光,盐水和其他刺激性化学药品中时,PCB端子区域会明显退化。在这些情况下,使用树脂,气相沉积或碳氟化合物配方的保形涂层可以提高电路板和触点的耐用性。

简化PCB连接器选择

评估在恶劣环境下影响印刷电路板连接器的所有因素是一项复杂的任务。对此处讨论的连接器设计方面的透彻了解可以指导规范过程。将这些知识与用于导航选项和实现设计目标的工具相结合,可以使过程变得更加容易。例如,TE Con​​nectivity提供了一个高速产品开发人员工具包,可为设计人员提供产品规格,测试结果以及输入/输出(I / O)有线,板对板和射频(RF)连接器的目录,以及电缆和光纤。这样的工具可以帮助设计人员缩小产品范围,并在为恶劣环境选择PCB连接器时更有信心。
 
【摘自Bishop杂志,作者:Michael Walmsley,February 4, 2020】

小型圆形连接器推动便携式电子的新发展

技术分享atangge 发表了文章 • 0 个评论 • 167 次浏览 • 2020-02-03 11:33 • 来自相关话题

基于现有的,经过验证的可靠性的标准连接器设计,可以快速生产快速,专用的连接器,甚至可以满足严格的军事标准。

当今许多应用领域中的电子模块都必须优先考虑减小尺寸和减轻重量,并同时为高速传输提供可靠的信号完整性,即使在恶劣的环境中,尤其是随着便携式电子在各种市场中的不断普及。因此,坚固耐用的微型和纳米微型连接器通过在低压下工作且消耗较少电流的先进电路系统为更多应用提供服务。这些设计可最大程度地减少电池存储和电源需求,并支持轻便的便携式电子设备的开发。

对能够支持更高信号速度的更小尺寸,更轻便的便携式电子产品的持续需求与对连接器和电缆的需求相吻合,这些连接器和电缆可以快速重新设计以很好地适应独特的形状。在对时间敏感的情况下,需要快速解决方案来完成独特的任务,可以进行快速原型制作和测试。





Omnetics的Micro360®和Nano360®圆形连接器旨在满足小型,高可靠性电子设计的需求。

新产品开发人员通常急于实现他们的设计。然而,更新的便携式电子设计越来越需要独特的插针和插座格式,各种插针尺寸,甚至是专门的外壳配置。为了符合军事规范和其他严格的标准,长期以来一直要求设计工程师使用经过验证的可靠的现有标准化连接器设计。这些产品还支持较低的成本和较短的设计周期,确保可靠的信号可靠性,并为证明最终产品可能面临的许多最恶劣条件下的引脚到插槽性能提供参考。

但是,美国国防部(DOD)最近修订了选择连接器的政府批准程序,以优先考虑购买新电路并支持国防技术和设计的快速发展。加快这一过程的第一步是向飞机和升级的陆地车辆等各种物品中使用的电子设备的更快的合同和购买过程进行重大转变。国防部新的其他交易授权(OTA)协议还有助于显着加速新设计并缩短先进技术的交付时间。

支持这两项工作的概念依赖于已建立的高可靠性电子产品的参考设计并测试其性能,同时允许更改形状,配合和功能以实现组件和连接器设计。

连接器设计师和系统工程师可以使用快速旋转设计,实体建模,直接链接的CNC机械,并且可以将坚固的聚合物快速成型为绝缘体。还可以使用3-D成型材料来构建预构建产品以供审查。批准军事级别的耐用性时,将使用3-D产品。满足新尺寸,重量和形状要求的现有连接器设计和组件的定制版本可以在不到四周的时间内完成,而成本要比全新设计低得多。这些调整可以将信号和电源组合在单个连接器设计中,以节省关键空间并减轻重量,并可以更轻松地实现日益增长的连接便携式电子设备需求的更高信号速度。

例如,一种新的高可靠性便携式搜索与救援仪器需要一个微型的六位圆形连接器,该连接器可以安装在直径为1/8英寸的端口内。为了提供这种高可靠性应用程序所期望的强大性能,Omnetics使用了其MIL-DTL-32139产品中的关键元件来创建新的半定制设计,该设计有资格成为适用于恶劣环境应用的世界上最小的加固型连接器之一。需要IP67保护或其他高性能特征。





 
纳米微型连接器通常设计用于处理数字图像传输,音频,计算机数据,甚至在大小或重量很关键的情况下为机器人中的小型电机提供驱动电流的系统。在许多此类电路中,还采用了与金属连接器壳体进行屏蔽连接的小型高速电缆,以提供EMI保护并确保信号传输的完整性。





Omnetics提供具有多种选择的标准,半定制和定制的微米和纳米微型连接器设计。

Omentics的Micro360圆形连接器等新产品正在引领缩小旧版MIL-DTL-38999连接器的方式。连接器设计的这一发展包括连接器尺寸的中间步骤,通常被认为是微型38999格式。

包括Omnetics在内的DOD委员会定期举行会议,以得出针对该中间规模的最终军事规格。相比之下,许多微型38999连接器制造商使用的23针尺寸为大约75到76 1/1000英寸英寸的针到针间距。Micro360圆形连接器的尺寸小得多,只有.050英寸(1.27毫米),在标准布局中使用26号引脚。DOD标准委员会将继续致力于微型38999的开发,并定期举行会议以完成通用的配对格式,并将该领域扩展到新的微型38999设计的多家供应商。





新的微型38999以及Omnetics的Micro和Nano 360系列连接器,可用于包括士兵计算设备在内的广泛应用。

用于地面部队的可穿戴和便携式电子设备通常需要坚固耐用,高度灵活的电缆和坚固耐用的连接器,它们可以可靠地承受灰尘,溅水,液体浸入,紫外线辐射和极端温度的暴露。其他常见的设计需求包括轻巧,微型和纳米微型外形尺寸,直观的耦合机制(可快速轻松地插入和拔出并承受许多配合循环),混合触点布局(可同时传输电源和高速数据信号)以及安全引脚到插座的设计即使在受到冲击和振动时也能可靠地保持牢固的连接。圆形连接器配合使用时达到IP67或IP68的等级,或者提供防尘帽以提供不受配合的保护,与圆形电缆配合得很好,圆形电缆的设计可灵活移动,限制弯曲应力,并在崎rough的地形上度过了艰难的旅行。此外,利用铍铜(BeCu)弹簧材料以17,200ksi的温度回火以及在军用质量的镍镀层上镀金的引脚和插座的设计可有效防止意外断开。

为满足这些和其他具有挑战性的设计需求而开发的新连接器产品一直在向市场发布,但通常成本较高且需要较长的开发周期,特别是对于需要大量测试和符合标准的应用。为了实现低成本,快速转弯的解决方案,以满足在挑战性应用领域中日益小型,轻便和高速的便携式电子产品不断发展的需求,产品设计人员可以与经验丰富的连接器供应商合作,以定制形状,装配和尺寸。现有连接器产品的功能已经被证明可以在恶劣环境下可靠地运行。
 
【摘自Bishop杂志,作者:Bob Stanton , January 21, 2020】 查看全部
基于现有的,经过验证的可靠性的标准连接器设计,可以快速生产快速,专用的连接器,甚至可以满足严格的军事标准。

当今许多应用领域中的电子模块都必须优先考虑减小尺寸和减轻重量,并同时为高速传输提供可靠的信号完整性,即使在恶劣的环境中,尤其是随着便携式电子在各种市场中的不断普及。因此,坚固耐用的微型和纳米微型连接器通过在低压下工作且消耗较少电流的先进电路系统为更多应用提供服务。这些设计可最大程度地减少电池存储和电源需求,并支持轻便的便携式电子设备的开发。

对能够支持更高信号速度的更小尺寸,更轻便的便携式电子产品的持续需求与对连接器和电缆的需求相吻合,这些连接器和电缆可以快速重新设计以很好地适应独特的形状。在对时间敏感的情况下,需要快速解决方案来完成独特的任务,可以进行快速原型制作和测试。

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Omnetics的Micro360®和Nano360®圆形连接器旨在满足小型,高可靠性电子设计的需求。

新产品开发人员通常急于实现他们的设计。然而,更新的便携式电子设计越来越需要独特的插针和插座格式,各种插针尺寸,甚至是专门的外壳配置。为了符合军事规范和其他严格的标准,长期以来一直要求设计工程师使用经过验证的可靠的现有标准化连接器设计。这些产品还支持较低的成本和较短的设计周期,确保可靠的信号可靠性,并为证明最终产品可能面临的许多最恶劣条件下的引脚到插槽性能提供参考。

但是,美国国防部(DOD)最近修订了选择连接器的政府批准程序,以优先考虑购买新电路并支持国防技术和设计的快速发展。加快这一过程的第一步是向飞机和升级的陆地车辆等各种物品中使用的电子设备的更快的合同和购买过程进行重大转变。国防部新的其他交易授权(OTA)协议还有助于显着加速新设计并缩短先进技术的交付时间。

支持这两项工作的概念依赖于已建立的高可靠性电子产品的参考设计并测试其性能,同时允许更改形状,配合和功能以实现组件和连接器设计。

连接器设计师和系统工程师可以使用快速旋转设计,实体建模,直接链接的CNC机械,并且可以将坚固的聚合物快速成型为绝缘体。还可以使用3-D成型材料来构建预构建产品以供审查。批准军事级别的耐用性时,将使用3-D产品。满足新尺寸,重量和形状要求的现有连接器设计和组件的定制版本可以在不到四周的时间内完成,而成本要比全新设计低得多。这些调整可以将信号和电源组合在单个连接器设计中,以节省关键空间并减轻重量,并可以更轻松地实现日益增长的连接便携式电子设备需求的更高信号速度。

例如,一种新的高可靠性便携式搜索与救援仪器需要一个微型的六位圆形连接器,该连接器可以安装在直径为1/8英寸的端口内。为了提供这种高可靠性应用程序所期望的强大性能,Omnetics使用了其MIL-DTL-32139产品中的关键元件来创建新的半定制设计,该设计有资格成为适用于恶劣环境应用的世界上最小的加固型连接器之一。需要IP67保护或其他高性能特征。

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纳米微型连接器通常设计用于处理数字图像传输,音频,计算机数据,甚至在大小或重量很关键的情况下为机器人中的小型电机提供驱动电流的系统。在许多此类电路中,还采用了与金属连接器壳体进行屏蔽连接的小型高速电缆,以提供EMI保护并确保信号传输的完整性。

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Omnetics提供具有多种选择的标准,半定制和定制的微米和纳米微型连接器设计。

Omentics的Micro360圆形连接器等新产品正在引领缩小旧版MIL-DTL-38999连接器的方式。连接器设计的这一发展包括连接器尺寸的中间步骤,通常被认为是微型38999格式。

包括Omnetics在内的DOD委员会定期举行会议,以得出针对该中间规模的最终军事规格。相比之下,许多微型38999连接器制造商使用的23针尺寸为大约75到76 1/1000英寸英寸的针到针间距。Micro360圆形连接器的尺寸小得多,只有.050英寸(1.27毫米),在标准布局中使用26号引脚。DOD标准委员会将继续致力于微型38999的开发,并定期举行会议以完成通用的配对格式,并将该领域扩展到新的微型38999设计的多家供应商。

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新的微型38999以及Omnetics的Micro和Nano 360系列连接器,可用于包括士兵计算设备在内的广泛应用。

用于地面部队的可穿戴和便携式电子设备通常需要坚固耐用,高度灵活的电缆和坚固耐用的连接器,它们可以可靠地承受灰尘,溅水,液体浸入,紫外线辐射和极端温度的暴露。其他常见的设计需求包括轻巧,微型和纳米微型外形尺寸,直观的耦合机制(可快速轻松地插入和拔出并承受许多配合循环),混合触点布局(可同时传输电源和高速数据信号)以及安全引脚到插座的设计即使在受到冲击和振动时也能可靠地保持牢固的连接。圆形连接器配合使用时达到IP67或IP68的等级,或者提供防尘帽以提供不受配合的保护,与圆形电缆配合得很好,圆形电缆的设计可灵活移动,限制弯曲应力,并在崎rough的地形上度过了艰难的旅行。此外,利用铍铜(BeCu)弹簧材料以17,200ksi的温度回火以及在军用质量的镍镀层上镀金的引脚和插座的设计可有效防止意外断开。

为满足这些和其他具有挑战性的设计需求而开发的新连接器产品一直在向市场发布,但通常成本较高且需要较长的开发周期,特别是对于需要大量测试和符合标准的应用。为了实现低成本,快速转弯的解决方案,以满足在挑战性应用领域中日益小型,轻便和高速的便携式电子产品不断发展的需求,产品设计人员可以与经验丰富的连接器供应商合作,以定制形状,装配和尺寸。现有连接器产品的功能已经被证明可以在恶劣环境下可靠地运行。
 
【摘自Bishop杂志,作者:Bob Stanton , January 21, 2020】

超声波探头组件的电缆连接器

技术分享atangge 发表了文章 • 0 个评论 • 183 次浏览 • 2020-01-17 08:56 • 来自相关话题

在指定用于医疗超声设备的连接器时,坚固性,易用性,可靠性,良好的信号完整性和高匹配周期是要考虑的关键因素。





照片由罗伯特·谢尔兹

医疗电子设备对电缆连接器的要求很高。这些连接器和电缆需要抵抗液体,撞击,重复的插接周期,清洁和EMI的影响,此外,还要提供可靠的连接性和高信号完整性。用户还希望医疗设备能够日复一日地以可靠的方式继续工作,因此这些连接器和电缆必须足够耐用,以承受苛刻环境中的日常使用而不会损坏或退化,并且通常需要较长的产品生命周期并具有数千次配合周期。此外,漫长的法规批准周期以及较长的产品生命周期要求组件供应商将其产品保持多年的使用寿命。具有悠久历史的连接器供应商,在医疗电子行业已证明的成功,

医疗连接器和电缆的一种常见应用是超声设备。超声探头电缆组件通常使用42-36AWG的细规格微型同轴电缆,以减轻设备的重量和尺寸,并支持电缆的灵活性。这些受阻抗控制的微同轴导线与超声波探头上的发射器/传感器之间来回传输信号,因此它们的信号线被屏蔽以防止EMI和串扰并确保生成清晰的图像。单个超声探头组件最多可以具有192条或更多条单独的同轴线,因此管理这些多根线也是一个重要的设计问题。

解决方案包括将电缆直接连接到桨板卡,然后直接端接板对板连接器,或者直接端接其他类型的连接器。插卡是用于直接接线的小型PCB,但通常在插卡的另一侧具有板对板连接器,从而使插卡可以在导线和连接器之间建立连接。其他类型的连接器可以直接终止电线,而无需PCB板卡。例如,微同轴电缆连接器具有模块化结构,不仅支持直接端接,而且还允许将探针组件分段制造然后组装,这在进行返修或维修的情况下,可以极大地降低生产速度并帮助管理整体成本。





I-PEX®CABLINE®-CA-II微同轴线对板连接器具有0.4mm的微型间距,1mm(±0.1mm)的低匹配高度,360°屏蔽,多点接地设计和牢固的锁定覆盖。这些连接器每通道可提供20Gb / s的信号完整性,因此非常适合包括超声探头组件在内的高数据速率应用。

设备内部的连接器可以包括多个低针数,但高信号数超声探头组件的插头端需要高针数连接器。高引脚数连接器通常面临的挑战是增加插入力。在医疗环境中,人员需要能够根据他们正在执行的成像任务,快速而轻松地将一个探头组件换成另一个。因此,专为要求较低插入力而设计的高引脚数连接器可使这些系统更易于使用和重新配置。





I-PEX MINIDOCK系列连接器经过优化,可用于坚固的对接应用和具有低插入力电缆插头终端的坚固应用,例如超声探头组件中的电缆插头配合端。它们具有坚固耐用的压铸主体,并带有大量引入装置,集成的导向硬件以及可选的密封件,以防止水分侵入,并支持多达20,000个对接周期。

超声波传感器通常由安装在柔性电路上的压电晶体制成。往返于晶体的信号通过挠性电路到达微同轴电缆。小型微型同轴连接器通常用于挠性组件和单独的微型同轴电缆组件中。这两个部分在最终组装时汇合在一起。可以使用电缆终端连接器,PCB和用于插头接口的另一个连接器类似地处理插头的另一端。或者,可以将电缆直接粘合到PCB上,对接连接器也要焊接在PCB上。然后可以对该组件进行包覆成型,并配备闩锁硬件,以提高安全性。

超声波设备设计人员可以使用几种合适的连接器选项,但是对性能的要求是绝对的。坚固性,易用性,可靠性,良好的信号完整性和高匹配周期至关重要。此后,就需要优化选择以最适合单个应用程序的需求,并在产品性能和可制造性之间取得平衡。
 
【摘自Bishop杂志,作者:Charlie Staley , January 14, 2020】
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在指定用于医疗超声设备的连接器时,坚固性,易用性,可靠性,良好的信号完整性和高匹配周期是要考虑的关键因素。

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照片由罗伯特·谢尔兹

医疗电子设备对电缆连接器的要求很高。这些连接器和电缆需要抵抗液体,撞击,重复的插接周期,清洁和EMI的影响,此外,还要提供可靠的连接性和高信号完整性。用户还希望医疗设备能够日复一日地以可靠的方式继续工作,因此这些连接器和电缆必须足够耐用,以承受苛刻环境中的日常使用而不会损坏或退化,并且通常需要较长的产品生命周期并具有数千次配合周期。此外,漫长的法规批准周期以及较长的产品生命周期要求组件供应商将其产品保持多年的使用寿命。具有悠久历史的连接器供应商,在医疗电子行业已证明的成功,

医疗连接器和电缆的一种常见应用是超声设备。超声探头电缆组件通常使用42-36AWG的细规格微型同轴电缆,以减轻设备的重量和尺寸,并支持电缆的灵活性。这些受阻抗控制的微同轴导线与超声波探头上的发射器/传感器之间来回传输信号,因此它们的信号线被屏蔽以防止EMI和串扰并确保生成清晰的图像。单个超声探头组件最多可以具有192条或更多条单独的同轴线,因此管理这些多根线也是一个重要的设计问题。

解决方案包括将电缆直接连接到桨板卡,然后直接端接板对板连接器,或者直接端接其他类型的连接器。插卡是用于直接接线的小型PCB,但通常在插卡的另一侧具有板对板连接器,从而使插卡可以在导线和连接器之间建立连接。其他类型的连接器可以直接终止电线,而无需PCB板卡。例如,微同轴电缆连接器具有模块化结构,不仅支持直接端接,而且还允许将探针组件分段制造然后组装,这在进行返修或维修的情况下,可以极大地降低生产速度并帮助管理整体成本。

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I-PEX®CABLINE®-CA-II微同轴线对板连接器具有0.4mm的微型间距,1mm(±0.1mm)的低匹配高度,360°屏蔽,多点接地设计和牢固的锁定覆盖。这些连接器每通道可提供20Gb / s的信号完整性,因此非常适合包括超声探头组件在内的高数据速率应用。

设备内部的连接器可以包括多个低针数,但高信号数超声探头组件的插头端需要高针数连接器。高引脚数连接器通常面临的挑战是增加插入力。在医疗环境中,人员需要能够根据他们正在执行的成像任务,快速而轻松地将一个探头组件换成另一个。因此,专为要求较低插入力而设计的高引脚数连接器可使这些系统更易于使用和重新配置。

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I-PEX MINIDOCK系列连接器经过优化,可用于坚固的对接应用和具有低插入力电缆插头终端的坚固应用,例如超声探头组件中的电缆插头配合端。它们具有坚固耐用的压铸主体,并带有大量引入装置,集成的导向硬件以及可选的密封件,以防止水分侵入,并支持多达20,000个对接周期。

超声波传感器通常由安装在柔性电路上的压电晶体制成。往返于晶体的信号通过挠性电路到达微同轴电缆。小型微型同轴连接器通常用于挠性组件和单独的微型同轴电缆组件中。这两个部分在最终组装时汇合在一起。可以使用电缆终端连接器,PCB和用于插头接口的另一个连接器类似地处理插头的另一端。或者,可以将电缆直接粘合到PCB上,对接连接器也要焊接在PCB上。然后可以对该组件进行包覆成型,并配备闩锁硬件,以提高安全性。

超声波设备设计人员可以使用几种合适的连接器选项,但是对性能的要求是绝对的。坚固性,易用性,可靠性,良好的信号完整性和高匹配周期至关重要。此后,就需要优化选择以最适合单个应用程序的需求,并在产品性能和可制造性之间取得平衡。
 
【摘自Bishop杂志,作者:Charlie Staley , January 14, 2020】