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摘要:针对符合VITA 74标准的连接器,结合目前国内外连接器的应用经验,对国内外产品进行了产品结构、接触方式、性能指标、使用方法等方面的对比分析研究。
关键词:VITA 74标准;连接器;对比
0 引言
ANSI/VITA 74.0—2017标准介绍了一种专门为恶劣环境所设计的小型嵌入式计算平台架构,定义了机械和电气标准来实现小型化模块系统,提供快速的串行结构互连。该标准相对于3U及6U模块能够在设备尺寸、重量、功耗和成本方面实现较大的节省。该标准提供了在模块级(电气、机械和热)定义和固定的所有接口,使热和机械接口简单而统一。该标准定义了两种结构的子卡类型,分别为19 mm和12.5 mm标准,并规定了连接器的位置、装配孔的位置和组件的外形。
1 研究主要内容
本文针对符合VITA 74标准的国内外连接器产品进行了产品结构、接触方式、性能指标、使用方法等方面的对比分析研究。
2 国外产品与国内产品对比分析
2.1 外形尺寸及基本结构对比
国外连接器产品外形尺寸如表1所示。
国内连接器产品外形尺寸较国外产品相当,均满足国外产品外形尺寸要求,满足VITA 74标准接口要求。
国外连接器产品由注塑成型的基座、冲压成型的接触件、定位附件及导向附件组成,如图1所示。
国内连接器产品由金属外壳、注塑成型的基座、冲压成型的接触件、定位附件及导向附件组成,如图2所示。国内产品相对于国外产品,采用整体金属外壳、导向件外壳一体化设计等加固方式,提升产品耐环境性能、机械性能,使其满足军用产品使用要求。而且金属外壳具有较强的坚固性,同时对于外界干扰信号的屏蔽具有明显优势。
2.2 接触形式对比
国外连接器的接触件为一端刚性针、一端弹片式结构,均采用金属模具冲压加工成型,如图3所示。当插头、插座对接插合时,插针接触件与插孔接触件之间理论上为线接触(当插孔接触件或插针接触件有偏斜时为点接触),主要是靠插孔接触件的悬臂梁结构产生的正压力来实现接触。该种接触方式为单边接触形式,虽可满足民用产品低量级振动、冲击环境的使用要求,但是在军用强振动、冲击环境下,存在接触不可靠的风险。
国内系列产品存在双面接触的接触件形式、三触点的接触件形式以及单面双触点形式,如图4所示,国内3种接触形式均在产品的对接和抗振动、抗冲击等方面具有较好的效果,在强振动和冲击条件下接触压力稳定,不会发生瞬断。
2.3 植球对比
国外连接器产品采用单侧铆接锡块结构,锡块与接触件采用机械冲压铆接方式实现固定,如图5所示。国内连接器产品目前也有采用国外相似结构——单侧铆接锡块结构,如图6所示;国内连接器产品的另一种铆接形式采用了双侧铆接锡块结构,焊锡量高于国外产品,且锡块与针体保持力更大,不易掉落,其与印制板焊盘所形成的焊点也更大,连接可靠性更高,如图6所示。
2.4 主要性能指标对比
国内产品及国外产品主要性能指标对比如表2所示。
根据表2所示,国内产品能够满足国外产品对传输速率、特性阻抗、机械寿命方面的要求;国内连接器较国外产品在介质耐压、绝缘耐压、随机振动及盐雾项目指标方面均有提高,能够适用于严苛的军用环境。
2.5 焊接对比
国外连接器产品采用单侧鉚接锡块结构,焊接时钢网设计开孔较国内产品推荐略有增加,以确保产品焊接时的锡量,保证产品与印制板的可靠接触。国内系列产品1针脚两侧均有锡料,即使推荐钢网开孔较国外较小,也可保证焊接足量的锡料,保证产品焊接可靠性。表3和图7为国外产品及国内产品焊接对比情况。
国外产品可靠自重在产品焊接过程中自由下落,最终与印制板贴平;国内产品需在焊接前贴装产品时将产品与印制板预锁紧,保证针脚锡块与锡膏充分接触。
2.6 对比小结
2.6.1 产品主要相同点
对国外产品、国内产品进行对照,二者相同点如表4所示。
2.6.2 产品主要不同点
国外产品、国内产品的主要不同点如表5所示。
3 结语
通过以上分析可知,国内连接器采用了金属壳体加固、多点接触的接触件形式及锡块铆接结构,提高了产品耐环境性能和抗振动、抗冲击能力以及锡块在针脚处的保持力,同时产品外形尺寸和印制板开孔尺寸兼容国外产品,可以原位替换。
[参考文献]
[1] ABOUT VITA[EB/OL].(1996-12)[2021-04-19].http://www.vita.com.
[2] 曾锐,平丽浩.VITA新标准及其在雷达系统中的应用[J].现代雷达,2008,30(8):20-25.
[3] 苏晓东,苏峰,宋蔚阳,等.基于VNX总线的航天飞行器综合控制系统设计[J].计算机测量与控制,2019,27(3):117-120.
收稿日期:2021-04-25
作者简介:尚兴荣(1992—),女,上海人,助理工程师,研究方向:高速连接器。
关键词:VITA 74标准;连接器;对比
0 引言
ANSI/VITA 74.0—2017标准介绍了一种专门为恶劣环境所设计的小型嵌入式计算平台架构,定义了机械和电气标准来实现小型化模块系统,提供快速的串行结构互连。该标准相对于3U及6U模块能够在设备尺寸、重量、功耗和成本方面实现较大的节省。该标准提供了在模块级(电气、机械和热)定义和固定的所有接口,使热和机械接口简单而统一。该标准定义了两种结构的子卡类型,分别为19 mm和12.5 mm标准,并规定了连接器的位置、装配孔的位置和组件的外形。
1 研究主要内容
本文针对符合VITA 74标准的国内外连接器产品进行了产品结构、接触方式、性能指标、使用方法等方面的对比分析研究。
2 国外产品与国内产品对比分析
2.1 外形尺寸及基本结构对比
国外连接器产品外形尺寸如表1所示。
国内连接器产品外形尺寸较国外产品相当,均满足国外产品外形尺寸要求,满足VITA 74标准接口要求。
国外连接器产品由注塑成型的基座、冲压成型的接触件、定位附件及导向附件组成,如图1所示。
国内连接器产品由金属外壳、注塑成型的基座、冲压成型的接触件、定位附件及导向附件组成,如图2所示。国内产品相对于国外产品,采用整体金属外壳、导向件外壳一体化设计等加固方式,提升产品耐环境性能、机械性能,使其满足军用产品使用要求。而且金属外壳具有较强的坚固性,同时对于外界干扰信号的屏蔽具有明显优势。
2.2 接触形式对比
国外连接器的接触件为一端刚性针、一端弹片式结构,均采用金属模具冲压加工成型,如图3所示。当插头、插座对接插合时,插针接触件与插孔接触件之间理论上为线接触(当插孔接触件或插针接触件有偏斜时为点接触),主要是靠插孔接触件的悬臂梁结构产生的正压力来实现接触。该种接触方式为单边接触形式,虽可满足民用产品低量级振动、冲击环境的使用要求,但是在军用强振动、冲击环境下,存在接触不可靠的风险。
国内系列产品存在双面接触的接触件形式、三触点的接触件形式以及单面双触点形式,如图4所示,国内3种接触形式均在产品的对接和抗振动、抗冲击等方面具有较好的效果,在强振动和冲击条件下接触压力稳定,不会发生瞬断。
2.3 植球对比
国外连接器产品采用单侧铆接锡块结构,锡块与接触件采用机械冲压铆接方式实现固定,如图5所示。国内连接器产品目前也有采用国外相似结构——单侧铆接锡块结构,如图6所示;国内连接器产品的另一种铆接形式采用了双侧铆接锡块结构,焊锡量高于国外产品,且锡块与针体保持力更大,不易掉落,其与印制板焊盘所形成的焊点也更大,连接可靠性更高,如图6所示。
2.4 主要性能指标对比
国内产品及国外产品主要性能指标对比如表2所示。
根据表2所示,国内产品能够满足国外产品对传输速率、特性阻抗、机械寿命方面的要求;国内连接器较国外产品在介质耐压、绝缘耐压、随机振动及盐雾项目指标方面均有提高,能够适用于严苛的军用环境。
2.5 焊接对比
国外连接器产品采用单侧鉚接锡块结构,焊接时钢网设计开孔较国内产品推荐略有增加,以确保产品焊接时的锡量,保证产品与印制板的可靠接触。国内系列产品1针脚两侧均有锡料,即使推荐钢网开孔较国外较小,也可保证焊接足量的锡料,保证产品焊接可靠性。表3和图7为国外产品及国内产品焊接对比情况。
国外产品可靠自重在产品焊接过程中自由下落,最终与印制板贴平;国内产品需在焊接前贴装产品时将产品与印制板预锁紧,保证针脚锡块与锡膏充分接触。
2.6 对比小结
2.6.1 产品主要相同点
对国外产品、国内产品进行对照,二者相同点如表4所示。
2.6.2 产品主要不同点
国外产品、国内产品的主要不同点如表5所示。
3 结语
通过以上分析可知,国内连接器采用了金属壳体加固、多点接触的接触件形式及锡块铆接结构,提高了产品耐环境性能和抗振动、抗冲击能力以及锡块在针脚处的保持力,同时产品外形尺寸和印制板开孔尺寸兼容国外产品,可以原位替换。
[参考文献]
[1] ABOUT VITA[EB/OL].(1996-12)[2021-04-19].http://www.vita.com.
[2] 曾锐,平丽浩.VITA新标准及其在雷达系统中的应用[J].现代雷达,2008,30(8):20-25.
[3] 苏晓东,苏峰,宋蔚阳,等.基于VNX总线的航天飞行器综合控制系统设计[J].计算机测量与控制,2019,27(3):117-120.
收稿日期:2021-04-25
作者简介:尚兴荣(1992—),女,上海人,助理工程师,研究方向:高速连接器。