帶狀電纜簡介(jiè)
帶狀電纜是指具有多根用一根扁平的寬帶子綁在一起的導線。帶狀電纜的概念很簡單,但是它的實現各不相同。帶狀電纜是一種通稱(chēng),泛(fàn)指由多根導體或多(duō)根單芯、線(xiàn)纜(lǎn)平行(háng)地排列在同一(yī)個平麵上並(bìng)加以絕緣或固(gù)定的電(diàn)纜。
背景(jǐng)
最初的3-M帶狀電纜是在一跟粗(cū)大而突出的灰(huī)色塑料絕緣(yuán)媒質中嵌入多跟電線。後來的彩(cǎi)色電纜,類(lèi)似綁在一起的單獨的圓形電線。最(zuì)終,某些帶狀電纜在(zài)一跟堅硬的塑料絕(jué)緣帶的表麵支持它(tā)們的電線。每種絕緣(yuán)體配製具有不同的(de)高頻特性。
無論絕緣體裝配是怎(zěn)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(de)隔離便於製作(zuò)多端連接(jiē)器,在(zài)一次快速的操作中同時將每跟線卷曲進帶中。這個同時卷曲的過程是一種連接到多線電纜的並不昂貴的方式。今天帶狀電纜的廣(guǎng)泛應(yīng)用是因為它可連接多端口使得造價(jià)低廉(lián)。
幸運的是,帶狀電纜線(xiàn)的統一隔離產生了一個有用的副作用:帶狀電纜成為優(yōu)質的傳輸線。
發展
多(duō)年來(lái),傳統的圓線電纜被廣泛地應用於工農業、軍事(shì)、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(xiào)地降低(dī)了成本, 提高了可靠性。以後試將扁導體放在兩層性(xìng)能優良的絕緣(yuán)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天在國外已被廣泛應用於電(diàn)子裝備、 計算(suàn)機(jī)互連線,汽車儀表接線等。為了進一 步改進互連係統直到近二十年才把早在1881年(nián)就已經提出的帶狀電纜型(xíng) 式做為電子(zǐ)布線開始應用。第一根帶狀電纜是1956年設計采用蝕刻法製造的長1米,寬42毫米,導(dǎo)體中心距為1毫米的40根扁導體的帶狀電纜做為(wéi)製導係統的傳輸線。此後,但作為電子布線開始應用還是僅二十年(nián)的事(shì),特別最近十年來,由於空間技(jì)術的迫切需要,電子設備向小型化、輕量化方向發展,均要求減少布線的(de)體(tǐ)積和重量,於是帶狀電纜得以承認和應用。尤其在美國得(dé)到了異常迅速的發展(zhǎn),多品種多規格的新的(de)一族。
特性(xìng)
最通用的帶狀電纜的導體中心距為0.06英寸 (1.27 毫米 ), 當規(guī)格為AWG26 或 28(0.13~0.08毫米 )時, 導 體是單線或紋線;規格為AWG30時, 導體為單(dān)線(xiàn)。共有(yǒu)18種不同寬度(dù) ,9~64芯。電纜的額定電壓為150伏或300 伏, 額定電流為(wéi)1 安培。標準的帶狀(zhuàng)電纜連接器適用於(yú)電纜規格範圍。有些電纜還包含撓性編織金(jīn)屬(shǔ)接地(dì)麵或編織金(jīn)屬屏(píng)蔽(bì)。當傳送較大電流時(shí),使用導線和中心距較大的電纜。
最通用(yòng)的絕緣為聚氯乙烯,額定工作溫度到150度,一 般用於箱體內部電子(zǐ)組件的連(lián)接。而聚乙烯絕(jué)緣、外包(bāo)複聚氯(lǜ)乙(yǐ)烯的帶狀電纜由於(yú)損耗(hào)較小,故用(yòng) 於箱體外部連(lián)接。聚乙烯絕緣(yuán)的額定工作溫度到75℃。
聚(jù)氯乙烯絕緣、導體中(zhōng)心距(jù)為0.05英寸(1.27毫(háo)米)電纜的特性阻抗從(cóng)AWG30的125歐到AWG26的93歐(ōu)。相應 聚乙烯絕緣電纜的特性阻抗從(cóng)110歐到80 歐。
電容是另一 重要特性,聚氯乙烯電纜傳送信號導線的電容從AWG30的(de)13微微法 /英尺到AWG26的15.1微微法 /英尺,聚乙烯絕緣電纜則從15.5~ 20微微法 /英尺。
帶狀電纜由於緊(jǐn)密排列(liè),電纜之間有時產生電容禍合。屏蔽電纜(lǎn)可降低電纜內部(bù)電容,並保護(hù)導線免受電磁和射頻幹擾。帶狀電纜鄰近導(dǎo)線上的信號幹擾稱串音, 一般以10英尺長度計,用鄰近導線信號強度的百分數表示。通常,串音表示為具有不同上(shàng)升時(shí)間(jiān)的(de)信號。
分類
帶狀電纜約(yuē)可分為(wéi)五種類型:扁導體帶狀電纜、圓導體帶狀電纜帶狀(zhuàng)傳輸線電纜、柔軟印刷布線、疊層式供電母線。
1.扁導(dǎo)體帶狀電(diàn)纜。將多根平行放置的扁(biǎn)導體固定在絕緣層之間而構成(chéng)的電纜。根據使(shǐ)用(yòng)要求不(bú)同,可供低頻信號或一(yī)般傳輸電流用。
2.圓導體帶狀電纜。由多種產品類型組成,可用單(dān)根導休或紋線做導體(tǐ)。一次平行絕緣多根導(dǎo)體或單報導體絕緣後枯接或編織成帶狀,還可以把阻抗和尺寸都不(bú)同的導線與同(tóng)軸電纜或單獨屏蔽導線一起組(zǔ)成帶狀。
3.帶狀傳輸線電纜。現有扁乎導體和圓(yuán)導體二(èr)種結構一般由小線規的導線做成,供高速計算機傳輸毫微秒脈衝。
4.柔軟印刷(shuā)布線。指按電路設計(jì)要求把導體蝕刻在柔軟的絕(jué)緣薄膜上(shàng),再在導體表麵熱壓一層絕緣薄膜而構成的一種連接線,它基本上屬(shǔ)於一(yī)種柔軟的印(yìn)刷電路板。
5.疊層供電母線。把平行導體和絕緣體交互層疊而(ér)成,它(tā)有低阻抗、低電阻,因而具有過濾夾自開關回路噪音的機能,分線比較(jiào)方便,最適宜做設備的供(gòng)電(diàn)線路。
優點
帶狀電纜與普通圓線電(diàn)纜相比,具有許多獨特的優點,美國道格拉斯(sī)導彈和空間分公司於1966年曾在土星-v 第三級(jí)火箭的(de)後緣用 了 50000尺扁導體帶狀電纜(lǎn)與圓電纜進(jìn)行了對比性工程 安裝研究。結果(guǒ)表明(míng),扁導體帶狀 電纜具有重量輕、體積小、費用低、可靠等優點。
1.重量輕:由於扁(biǎn)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(chóng)量比圓線電纜減輕80%以上(shàng)。另外導體做(zuò)成插針式(shì)的連接器比(bǐ)現有的園(yuán)型連(lián)接器減輕40% 。由於扁導體電纜應(yīng)力分配均勻,提高了結構強度,因此可(kě)以使導體的截麵積減小到電流(liú)容量所需要的(de)尺寸。例如 普通圓安裝線采(cǎi)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(ruǎn)。在使用(yòng) 較小線規的導體後(hòu)可以減輕60~70%。
2.減小(xiǎo)體積。扁導體帶狀電纜比普(pǔ)通(tōng)圓線電纜有更高的封裝密(mì)度。因此在許多新的(de)航空及其他設備中改用 了扁導體帶狀電纜。例如,阿波羅望遠鏡架(jià)的平(píng)衡(héng)係統由於容納不下所需的國線纜數量而采用扁導體(tǐ)帶狀電纜,美國海軍標(biāo)準導彈和海神導彈以及E2C和(hé)E14飛機的(de)一些電子設備也由(yóu)於同一原因而采用(yòng)扁導體帶狀電纜。在隧道 區域和其他擁擠的場合能(néng)留(liú)給紮線線路(lù)的位置最窄,這裏采用扁導體帶(dài)狀電纜(lǎn)優點特別明顯,可以(yǐ)減小體積80%~90%。加之扁導體矩形連接器係統的(de)采用(yòng)安裝時據說體積可以減少50%。
3.降低費用。材料費(fèi)、設計研製費、 製造費和安裝費等對降低成(chéng)本起著重要(yào)作(zuò)用(yòng)。據S-IV B火箭扁導體帶(dài)狀電纜研製計劃比較,紮線製造費用(yòng)降低80%。 1960年(nián)S- IV B火箭後緣采用扁導體帶狀(zhuàng)電纜後材料(liào)估計節約33%。
4.可靠(kào)。用扁導體帶狀電(diàn)纜做互連紮線在某些範圍提高了可靠性。絕緣的(de)高抗張強度和平麵(miàn)型結構,使電纜受(shòu)力均勻,提(tí)商(shāng)了耐操作和動態工作負載的能力。在使用較小尺寸的導體(tǐ)時,優點更為顯著,在這種情況下, 帶狀電纜(lǎn)能(néng)拉伸30%無損壞。對於合金(jīn)導體拉伸至50%時就已損壞。扁導體帶狀電纜的端接(jiē)易采用機械化,簡單,可靠。扁導(dǎo)體散(sàn)熱快,保證了較低的工作溫度 ,在許多應用中已證明扁導(dǎo)體帶狀電纜是可靠的。
缺點
帶狀電纜在使用中會遇到一係列技術、工藝問題有待解決。
1.圓(yuán)線電纜在(zài)端接處絕緣導(dǎo)體互相調換位置比較(jiào)機動靈活,而帶狀電纜的導體與接插件間的(de)位置幾乎已定,調換困難。
2.帶狀電纜(lǎn)在多層重疊應用(yòng)時,層間(jiān)線對幹擾較,, 應在電纜結構設計與安裝時設法排除(chú)或改善。
3.從(cóng)二十年來(lái)國外使(shǐ)用扁導(dǎo)體帶狀電纜的情況看來,它雖具備一些獨特的優點,但還不能代替一個完整的畫(huà)線係統。實踐證明在體(tǐ)積和重量比較強調的導(dǎo)航(háng)設備、空間飛行裝置上采用扁導體電纜更為適宜,而圓導體的帶狀(zhuàng)傳輸線(xiàn)在(zài)計(jì)算機等方麵的應用超出了人們的(de)應用。
應用
一般(bān)應用
正因為(wéi)帶狀電纜具有許(xǔ)多優點, 所以它現在不僅在軍事無線電(diàn)電子學方麵而且在民用方麵也得到了廣泛地應用,特別是(shì)隨著空間技術的日益發展(zhǎn),能滿足嚴格要求的帶狀電纜越來越交歡迎。已大量應用於飛機、火箭、導彈、衛星和宇宙飛船地麵支援設備、電子計算機、儀表、 控製係統、發送和反饋(kuì)設備、遙測與通信設備等。
特殊應用(yòng)
扁導體帶(dài)狀電纜能夠完成一般圓電纜不能完(wán)成的特殊任務。
1、沿帶狀電纜長度方向做成垂直的細小波紋,使其更加柔軟。這種型式的(de)電(diàn)纜適於(yú)安裝在一端為固定,另一端為可開關或拉出裝置之間的電子控製櫃的電器連接, 並能保證可靠的工作。
2、利用聚醋薄膜的熱定型特性,可將帶狀電纜製成波紋護 和回旋狀等(děng)可伸縮的電纜元(yuán)件,波紋狀帶狀電纜、端安裝在固定的端板上,另一端裝在可移動的拉出裝置上。
3、在平移動作的拉出裝置(zhì)的(de)電器連接中可采用(yòng)“U”形帶狀電纜(lǎn)。它可以允許很小的彎曲半徑。

