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帶狀電纜簡介
帶狀電纜是指具有多根用一根扁平的(de)寬帶子綁在一起的導線。帶狀電纜的(de)概念很簡單,但是(shì)它的實現(xiàn)各不相同。帶狀電纜是一種通稱,泛指由多根導體或(huò)多根單芯、線纜平行地排(pái)列在同一(yī)個平麵上(shàng)並加以(yǐ)絕緣或固定的電纜。
背景
最初(chū)的3-M帶狀電纜是在一(yī)跟粗大而突出的灰色(sè)塑料絕緣媒質(zhì)中嵌入多(duō)跟電線。後來的彩色電纜,類似綁在一起的單獨的(de)圓(yuán)形電線。最終,某些帶狀電纜(lǎn)在一跟堅硬的塑料絕(jué)緣帶的表麵支持它們的電線。每種絕(jué)緣(yuán)體配製具有不同的高頻(pín)特性。
無論(lùn)絕緣體裝配是怎樣的,帶狀電纜線總是在精確控製隔離的情況下彼此平行排列。統一的隔離便於製作多端連接器,在一次快速的操作中同(tóng)時將每跟線卷曲進帶中。這(zhè)個同時卷曲(qǔ)的過程是一種連接到(dào)多線電纜的並不昂貴(guì)的(de)方式。今(jīn)天帶狀電纜的廣泛應用是因為它可連接多端口使得造(zào)價低廉。
幸運的是,帶狀電纜線(xiàn)的統一隔(gé)離產生了一個有用的副作用:帶狀電纜成為優質的傳輸線。
發展
多年來,傳統的(de)圓線電纜被廣泛(fàn)地應用於工農業、軍事、科學技術等各方麵的電子電器設備的互連接線。1950年出現了高封裝密度的硬印刷電路板, 它有效地降低了(le)成本, 提(tí)高了可靠性(xìng)。以後試將扁導(dǎo)體放在兩層性(xìng)能優良(liáng)的絕(jué)緣材料之間,構成了柔軟印刷電路的形式。這種柔軟印刷電路今(jīn)天在國外已被廣(guǎng)泛應用於電(diàn)子裝備、 計算機互連線,汽車儀表接線(xiàn)等。為(wéi)了進一 步改進互連(lián)係統直到近(jìn)二十年才把早在1881年就已經提(tí)出的帶狀電纜型 式做為電子布線(xiàn)開(kāi)始應用。第一根帶狀電纜是1956年設計采用蝕刻法製(zhì)造的長1米,寬42毫米,導體中心(xīn)距為1毫米的40根扁導體(tǐ)的帶狀(zhuàng)電(diàn)纜做為製導係統的傳(chuán)輸線。此後,但作為電子布線開(kāi)始應用還是僅二十年的事(shì),特別最近十年來,由(yóu)於空間技術的迫切需(xū)要,電子設備向小型(xíng)化、輕(qīng)量化方向發展,均要求減少布(bù)線的體積和重(chóng)量,於是帶狀電纜得以承認和(hé)應用。尤其在美國得(dé)到了異常迅速的發展,多品種多規格的新的一族。
特性
最通用(yòng)的帶狀電纜的導體中心(xīn)距為0.06英(yīng)寸 (1.27 毫米 ), 當規(guī)格為AWG26 或 28(0.13~0.08毫米 )時, 導 體是單(dān)線或紋線;規格為AWG30時, 導體為單線。共有18種不同寬度 ,9~64芯。電纜的額定電壓為150伏或(huò)300 伏(fú), 額定電流為1 安培。標(biāo)準的帶狀電(diàn)纜連接器適用於電纜規格範圍。有些電纜還包(bāo)含(hán)撓性編織金屬接地麵或編織金屬屏(píng)蔽。當傳送較大電流時,使用導線(xiàn)和中心距較大的電纜。
最通用的絕緣為聚氯乙烯,額定工作(zuò)溫度到150度,一 般用於箱體內部電子組(zǔ)件的(de)連接。而聚乙烯絕緣(yuán)、外包複聚氯乙烯的帶狀電纜由於損耗較(jiào)小,故用 於箱體外部連接。聚乙(yǐ)烯絕緣的額定工作(zuò)溫度到(dào)75℃。
聚氯乙烯絕緣、導體中心距為0.05英寸(cùn)(1.27毫米)電纜的特性(xìng)阻抗從AWG30的125歐到AWG26的93歐。相應 聚乙(yǐ)烯絕緣電(diàn)纜的特性阻抗從110歐(ōu)到80 歐。
電容是另(lìng)一 重要特性,聚氯乙烯電(diàn)纜傳送信號導線的電容從AWG30的13微微法 /英(yīng)尺到AWG26的15.1微微法 /英尺,聚乙烯絕緣電纜則(zé)從15.5~ 20微(wēi)微法 /英尺。
帶狀電纜由於緊密排列,電纜之間有時產生電容禍合。屏蔽電纜可降低電纜(lǎn)內部電容,並保護導線免受電(diàn)磁和射頻幹擾(rǎo)。帶狀電纜鄰近導線(xiàn)上的信號幹擾稱串音, 一般以10英尺長度計,用鄰近導(dǎo)線信號強度的百分數表示。通常,串(chuàn)音表示為具有不同上升時間(jiān)的信(xìn)號。
分類
帶狀電纜約(yuē)可分為五種類型:扁(biǎn)導體帶狀電纜、圓導體帶狀(zhuàng)電纜帶狀(zhuàng)傳輸線電纜、柔軟(ruǎn)印刷布線、疊層式供電母線。
1.扁導體帶狀電(diàn)纜。將多根平行放置的扁導體固定(dìng)在絕緣層之間而(ér)構成的電纜。根據使用要求不同,可供低頻信(xìn)號或一般傳輸電流用。
2.圓導體帶狀電纜(lǎn)。由多種(zhǒng)產品類型組成,可用單根導休或紋線做(zuò)導體。一次平行(háng)絕緣多根導體或單報導體絕緣後枯接或(huò)編(biān)織成帶狀,還可以(yǐ)把阻抗和(hé)尺(chǐ)寸都不同的導線與同軸電纜或(huò)單獨屏蔽導線一起組成帶狀(zhuàng)。
3.帶狀傳(chuán)輸線電纜。現有扁乎導體和圓導體二種結構一般由小線規的導線做成(chéng),供(gòng)高速計(jì)算機傳輸毫微秒脈衝。
4.柔軟印刷布線。指按(àn)電路設計要(yào)求把導體蝕刻在柔軟的絕(jué)緣薄膜上,再在導體(tǐ)表麵熱壓一層絕緣薄膜(mó)而構成(chéng)的一種連接線,它基本上屬於一種柔軟的印刷電路板。
5.疊層供電母線。把平行導體和絕緣體交互層疊(dié)而成,它有低(dī)阻抗、低電阻,因而具有過濾夾自開關回路噪音的機能,分線比較方便,最適宜做設備的供電線路。
優點
帶狀電纜與普通圓線(xiàn)電纜(lǎn)相比,具有許(xǔ)多獨特(tè)的優點,美國道格拉斯導彈和空間分公司於1966年曾(céng)在土(tǔ)星-v 第三級火箭的後緣用 了 50000尺扁導(dǎo)體帶狀電纜與圓(yuán)電纜進行了對(duì)比性工程(chéng) 安裝研究。結果表明,扁導體帶狀 電纜具有(yǒu)重量輕、體積小、費用低、可靠等優點。
1.重量輕:由於扁導體帶狀電纜的層疊和夾具、支撐物的(de)簡化,致使在這方麵的重量比圓線電纜減輕80%以上。另外導體做成插針式的(de)連(lián)接器比現有的園型連接器減輕40% 。由於扁導體電纜應力分配均勻(yún),提高了結構強度,因此可以使導體的截麵積減小到電流容量(liàng)所需要的尺寸。例如 普通圓安裝線采用0.15毫米的導體,而扁導體帶狀電纜可選用相當於0.24毫米的導體,且依然強韌和柔軟。在使用 較小線規的導體後可以減輕60~70%。
2.減小體積(jī)。扁導(dǎo)體帶狀電纜比普通圓線電纜有(yǒu)更高的封裝密度。因此在許多新的航空及其(qí)他(tā)設備中改用 了扁導體帶狀電纜。例如,阿波羅(luó)望遠鏡架的平衡係統由於容納不下(xià)所需的國線纜數量而采用扁導體帶狀電纜,美國海(hǎi)軍標準導彈和海神導彈以及E2C和E14飛機的一些電子設備也由於同一原因(yīn)而采用扁導(dǎo)體帶狀電纜。在隧道 區域和其他擁擠(jǐ)的場合能留給紮線(xiàn)線路的位置最窄,這裏采用扁導體帶狀電(diàn)纜優點特別明顯,可以(yǐ)減(jiǎn)小體積80%~90%。加之扁導體矩形連接(jiē)器係統的采用安裝時據說體積可(kě)以減少50%。
3.降低費用。材料費、設計研(yán)製費、 製造費和安裝(zhuāng)費等對降低成本起著重要作用。據S-IV B火箭扁導體帶狀電纜研製計劃比較,紮線製造費用降低(dī)80%。 1960年S- IV B火箭後緣采用扁導體(tǐ)帶狀電纜後材料估(gū)計節約33%。
4.可靠。用扁導體(tǐ)帶狀電纜做互連紮線在某些範圍提高了可靠性。絕緣的高抗張強度和平麵(miàn)型結構(gòu),使電纜受力均勻,提(tí)商了耐操作和動態工作負載(zǎi)的能力。在使用較小尺寸的導體時,優點更為顯著,在(zài)這種情況(kuàng)下, 帶狀電纜能拉(lā)伸30%無損壞。對於合金導體拉伸至50%時(shí)就(jiù)已(yǐ)損壞。扁導體帶狀電纜的(de)端接易采用機械化,簡單,可靠。扁導體(tǐ)散(sàn)熱快,保證了較低的工(gōng)作溫度 ,在許多應用中已證明扁導體帶狀電(diàn)纜是可靠的。
缺點
帶狀電(diàn)纜在(zài)使用中會遇到一係列技術、工藝問題有待(dài)解決(jué)。
1.圓線電纜(lǎn)在端接處絕緣導體互相調換位置比較機動靈活,而帶狀電纜的導體與接插件間的位置幾乎已定,調換困難。
2.帶狀電纜在多層重疊應用時,層間線對幹擾較,, 應在電纜結(jié)構設計與安裝時設法(fǎ)排除或改善。
3.從二十年來(lái)國外使用扁導體帶狀電纜的情況看來,它雖具備一些獨特(tè)的(de)優點,但(dàn)還不能代替一(yī)個完整的畫線係(xì)統。實踐證明(míng)在體積和重量比較強調的導航設備、空間飛行裝置上采用扁(biǎn)導體電纜更為適宜(yí),而圓導體的帶狀傳輸線在計算(suàn)機等方麵的應用超出了人們的應用。
應用
一般應用
正因為帶狀電纜(lǎn)具有許多優點(diǎn), 所以它現在不僅在軍事無線(xiàn)電電子學方麵而且在民用方麵也得到了廣泛地應用,特(tè)別是(shì)隨著空間技術的日益發展,能滿(mǎn)足嚴格要求的帶狀電纜越來越(yuè)交歡迎。已大量應用於飛機、火箭、導(dǎo)彈(dàn)、衛(wèi)星和宇宙飛船地麵支援設備(bèi)、電子計算機、儀表、 控製係統、發送和反饋設(shè)備、遙測與通信設備等。
特殊應用
扁導體帶狀電纜能夠(gòu)完成一般圓電纜不能(néng)完成的特殊任務。
1、沿帶(dài)狀電纜長度方向做成垂直(zhí)的細小波紋,使其更加柔軟。這種型式(shì)的電纜(lǎn)適於安裝(zhuāng)在(zài)一端為固定(dìng),另一端為可開關或拉出裝置之(zhī)間(jiān)的電子控製櫃的電器連接, 並能保(bǎo)證可靠的工作。
2、利用(yòng)聚醋薄膜的熱定型特性,可將帶狀電纜製成波紋護 和回旋(xuán)狀等可伸(shēn)縮的電纜元件,波紋狀帶狀電纜、端安裝在固定的端板上,另一端裝在可移(yí)動的(de)拉出裝置上。
3、在平移動作的拉出裝置的電器(qì)連接中可采用“U”形帶狀(zhuàng)電纜。它可以允許很小(xiǎo)的彎曲(qǔ)半(bàn)徑。