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带状电缆阅读:187

    带状电缆电缆 的供应商是指具有多根用一根扁平的宽带子绑在一起的导线。带状电缆的概念很简单,但是它的实现各不相同。

背景

    最初的3-M带状电缆是在一跟粗大而突出的灰色塑料绝缘媒质中嵌入多跟电线。后来的彩色电缆,类似绑在一起的单独的圆形电线。最终,某些带状电缆在一跟坚硬的塑料绝缘带的表面支持它们的电线。每种绝缘体配制具有不同的高频特性。
    无论绝缘体装配是怎样的,带状电缆线总是在精确控制隔离的情况下彼此平行排列。统一的隔离便于制作多端连接器,在一次快速的操作中同时将每跟线卷曲进带中。这个同时卷曲的过程是一种连接到多线电缆的并不昂贵的方式。今天带状电缆的广泛应用是因为它可连接多端口使得造价低廉。
    幸运的是,带状电缆线的统一隔离产生了一个有用的副作用:带状电缆成为优质的传输线。

发展

    多年来,传统的圆线电缆被广泛地应用于工农业、军事、科学技术等各方面的电子电器设备的互连接线。1950年出现了高封装密度的硬印刷电路板, 它有效地降低了成本, 提高了可靠性。以后试将扁导体放在两层性能优良的绝缘材料之间,构成了柔软印刷电路的形式。这种柔软印刷电路今天在国外已被广泛应用于电子装备、 计算机互连线,汽车仪表接线等。为了进一 步改进互连系统直到近二十年才把早在1881年就已经提出的带状电缆型 式做为电子布线开始应用。第一根带状电缆是1956年设计采用蚀刻法制造的长1米,宽42毫米,导体中心距为1毫米的40根扁导体的带状电缆做为制导系统的传输线。此后,但作为电子布线开始应用还是仅二十年的事,特别最近十年来,由于空间技术的迫切需要,电子设备向小型化、轻量化方向发展,均要求减少布线的体积和重量,于是带状电缆得以承认和应用。尤其在美国得到了异常迅速的发展,多品种多规格的新的一族。

材料

    导体由铜、铝、钢、 镍及其他合金等多种金属制成。其中以铜、铝最常用。圆导体带状电缆的导体可由单根或7根绞线组成,扁导体可由铜箔切割或相应截面的圆线压扁制得。为了识别焊接方便和提高抗氧化能力导体允许镀锡、镀银或镀镍,在要求塑料与金属导体之间有足够粘合力的场合,可采用表面有黑色氧化铜的导体, 一些特 殊的场合也可用黄铜、青铜、银或不锈钢作导体。
    扁导体的厚一宽比例通常为1:1,但这不是绝对的,根据工作需要允许改变比值,例如传输功率可考虑为30;1或由于特殊电气性能的要求也可以接近 l : 1。
    其中 , 最常用的性能比较优越的有聚四 氟乙烯、 氟46、聚酯、聚氯乙烯、聚耽亚胺、 聚乙烯等。聚四氟乙烯、氟46、聚乙烯可 以工作在高频情况下适宜做高频传输线的绝缘材料。聚甜薄膜是一种热定形材料,可以制成折皱状或回旋形。此外,也有采用聚酯 /聚乙烯和聚酞亚胺 / 氟46等复合薄膜做绝缘的。

特性

    最通用的带状电缆的导体中心距为0.06英寸(1.27毫米),当规格为AWG26或28(0.13~0.08毫米)时,导体是单线或纹线;规格为AWG30时,导体为单线。共有18种不同宽度,9~64芯。电缆的额定电压为150伏或300伏,额定电流为1安培。标准的带状电缆连接器适用于电缆规格范围。有些电缆还包含挠性编织金属接地面或编织金属屏蔽。当传送较大电流时,使用导线和中心距较大的电缆。
    最通用的绝缘为聚氯乙烯,额定工作温度到150度,一般用于箱体内部电子组件的连接。而聚乙烯绝缘、外包复聚氯乙烯的带状电缆由于损耗较小,故用于箱体外部连接。聚乙烯绝缘的额定工作温度到75℃。
    聚氯乙烯绝缘、导体中心距为0.05英寸(1.27毫米)电缆的特性阻抗从AWG30的125欧到AWG26的93欧。相应聚乙烯绝缘电缆的特性阻抗从110欧到80欧。
    电容是另一重要特性,聚氯乙烯电缆传送信号导线的电容从AWG30的13微微法/英尺到AWG26的15.1微微法/英尺,聚乙烯绝缘电缆则从15.5~20微微法/英尺。
    带状电缆由于紧密排列,电缆之间有时产生电容祸合。屏蔽电缆可降低电缆内部电容,并保护导线免受电磁和射频干扰。带状电缆邻近导线上的信号干扰称串音,一般以10英尺长度计,用邻近导线信号强度的百分数表示。通常,串音表示为具有不同上升时间的信号。

分类

    带状电缆是一种通称,泛指由多根导体或多根单芯、线缆平行地排列在同一个平面上并加以绝缘或固定的电缆。
    带状电缆约可分为五种类型:扁导体带状电缆、圆导体带状电缆带状传输线电缆、柔软印刷布线、叠层式供电母线。
    1、扁导体带状电缆。将多根平行放置的扁导体固定在绝缘层之间而构成的电缆。根据使用要求不同,可供低频信号或一般传输电流用。
    2、圆导体带状电缆。由多种产品类型组成,可用单根导休或纹线做导体。一次平行绝缘多根导体或单报导体绝缘后枯接或编织成带状,还可以把阻抗和尺寸都不同的导线与同轴电缆或单独屏蔽导线一起组成带状。
    3、带状传输线电缆。现有扁乎导体和圆导体二种结构一般由小线规的导线做成,供高速计算机传输毫微秒脉冲。
    4、柔软印刷布线。指按电路设计要求把导体蚀刻在柔软的绝缘薄膜上,再在导体表面热压一层绝缘薄膜而构成的一种连接线,它基本上属于一种柔软的印刷电路板。
    5、叠层供电母线。把平行导体和绝缘体交互层叠而成,它有低阻抗、低电阻,因而具有过滤夹自开关回路噪音的机能,分线比较方便,最适宜做设备的供电线路。

优缺点

    优点
    带状电缆与普通圆线电缆相比,具有许多独特的优点,美国道格拉斯导弹和空间分公司于1966年曾在土星-v 第三级火箭的后缘用 了 50000尺扁导体带状电缆与圆电缆进行了对比性工程 安装研究。结果表明,扁导体带状 电缆具有重量轻、体积小、费用低、可靠等优点。
    1、重量轻:由于扁导体带状电缆的层叠和夹具、支撑物的简化,致使在这方面的重量比圆线电缆减轻80%以上。另外导体做成插针式的连接器比现有的园型连接器减轻40% 。由于扁导体电缆应力分配均匀,提高了结构强度,因此可以使导体的截面积减小到电流容量所需要的尺寸。例如 普通圆安装线采用0.15毫米的导体,而扁导体带状电缆可选用相当于0.24毫米的导体,且依然强韧和柔软。在使用 较小线规的导体后可以减轻60~70%。
    2、减小体积。扁导体带状电缆比普通圆线电缆有更高的封装密度。因此在许多新的航空及其他设备中改用 了扁导体带状电缆。例如,阿波罗望远镜架的平衡系统由于容纳不下所需的国线缆数量而采用扁导体带状电缆,美国海军标准导弹和海神导弹以及E2C和E14飞机的一些电子设备也由于同一原因而采用扁导体带状电缆。在隧道 区域和其他拥挤的场合能留给扎线线路的位置最窄,这里采用扁导体带状电缆优点特别明显,可以减小体积80%~90%。加之扁导体矩形连接器系统的采用安装时据说体积可以减少50%。
    3、降低费用。材料费、设计研制费、 制造费和安装费等对降低成本起着重要作用。据S-IV B火箭扁导体带状电缆研制计划比较,扎线制造费用降低80%。 1960年S- IV B火箭后缘采用扁导体带状电缆后材料估计节约33%。
    4、可靠。用扁导体带状电缆做互连扎线在某些范围提高了可靠性。绝缘的高抗张强度和平面型结构,使电缆受力均匀,提商了耐操作和动态工作负载的能力。在使用较小尺寸的导体时,优点更为显著,在这种情况下, 带状电缆能拉伸30%无损坏。对于合金导体拉伸至50%时就已损坏。扁导体带状电缆的端接易采用机械化,简单,可靠。扁导体散热快,保证了较低的工作温度 ,在许多应用中已证明扁导体带状电缆是可靠的。
    缺点
    带状电缆在使用中会遇到一系列技术、工艺问题有待解决。
    1、圆线电缆在端接处绝缘导体互相调换位置比较机动灵活,而带状电缆的导体与接插件间的位置几乎已定,调换困难。
    2、带状电缆在多层重叠应用时,层间线对干扰较,, 应在电缆结构设计与安装时设法排除或改善。
    3、从二十年来国外使用扁导体带状电缆的情况看来,它虽具备一些独特的优点,但还不能代替一个完整的画线系统。实践证明在体积和重量比较强调的导航设备、空间飞行装置上采用扁导体电缆更为适宜,而圆导体的带状传输线在计算机等方面的应用超出了人们的应用。

应用

    一般应用
    正因为带状电缆具有许多优点, 所以它现在不仅在军事无线电电子学方面而且在民用方面也得到了广泛地应用,特别是随着空间技术的日益发展,能满足严格要求的带状电缆越来越交欢迎。目前已大量应用于飞机、火箭、导弹、卫星和宇宙飞船地面支援设备、电子计算机、仪表、 控制系统、发送和反馈设备、遥测与通信设备等。
    特殊应用
    扁导体带状电缆能够完成一般圆电缆不能完成的特殊任务。
    1、沿带状电缆长度方向做成垂直的细小波纹,使其更加柔软。这种型式的电缆适于安装在一端为固定,另一端为可开关或拉出装置之间的电子控制柜的电器连接, 并能保证可靠的工作。
    2、利用聚醋薄膜的热定型特性,可将带状电缆制成波纹护 和回旋状等可伸缩的电缆元件,波纹状带状电缆、端安装在固定的端板上,另一端装在可移动的拉出装置上。
    3、在平移动作的拉出装置的电器连接中可采用“U”形带状电缆。它可以允许很小的弯曲半径。

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