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连接器技术之--8.4 专门用途电缆

连接器技术之--8.4 专门用途电缆
        每一种导线和电缆都有一个**的成本、机械及寿命要求。当一种应用产品变得足够大时，这些要求就达到一种普遍的情况，导线的形式就被称为“专门用途的〞。这些专门用途包括工作温度，绝缘和导体类型，电缆结构以及可能的用途。这种类型以及它们的大多数关键性的性质，其典型例子在下面将给出。
        8.4.1 **
        这一种类的特点是，在恶劣环境条件诸如高温低温、弯曲、辐射和机械压力下的承受能力。导体，一般是铜，上面有镀层以提升其磨损能力。绝缘材料将经过挑选以提供高水平的化学及热的稳定性，和机械保护与支持。导线尺寸应用在所有范围里。
        8.4.2 电气方面
        电气方面的应用包括家用电器。这种应用一般有高电压(110/220V)以及从几安培到几十安培的较高的电流。这些考虑影响着电绝缘体的必要厚度和导体尺寸。成本是也是一个重要的因素，各种射塑成型的乙烯基和聚乙烯成分被用到。一些电气方面的应用有焊接，而机械式连接在一些应用上占主导地位。卷曲式连接在长久性连接技术中占主导地位已经有很多年了，因为大多数应用用的是分离导线，但是IDC的应用却稳步增长，使分离导线被扁平电缆所代替。扁平电缆使用的增多得益于几个原因，其中有改善了导线的加工、消除
了接线错误、节约了空间，以及应用IDC技术达到的多线端接能力，所有这些使得制造成本得到降低。两种总的扁平电缆类型是带状电缆和扁平挠性电缆(FFC)。带状电缆一般通过一些方法由圆形的导体构成，这些方法包括射塑成型、碾压及编织结构，而FFC电缆一般是采用一些技术通过将碾压过的铜导有聚合物包覆构成的。图8.6 提供了带状和FFC电缆的例子。这种电缆被用在电气方面，主要是带
状电缆，像在两个部件间的跳接线，以及在应用中有挠性要求。连接器技术之--8.4 专门用途电缆
         8.4.3 电子设备
        由于需要传输大量的输入／输出信号，在电子设备中线缆的运用远超过单根电线的运用，然而，许多电子设备运用需要考虑电子特性，如串音干扰和可控阻抗，这也是多触点的需要。当线缆里并联导线传输信号时，环绕导线周围的电磁场会影响相邻的导线，从而产生串音、在接地导线有不需要的信号或相邻电线信号失真的现象。当信号频率增大，线缆和连接器作为传输线必须把可控阻抗作为重要考虑，要藉阻抗不重合和联合信号反射使信号振幅衰减*小化，可控阻抗是必要的考虑。串音和可控阻抗将在第十三章作更详细的讨论，本章仅讨论一些有关线缆结构方面的内容。串音．据使用频率需要，串音保护可有多种方式，一些用以减少线缆串音的常用技术包含﹕
      * 物理分离
      * 双扭线
      * 编织屏蔽
      * 覆带屏蔽
     * 封闭屏蔽
         有效的物理分离﹕仅取决于减小的电磁场力的倒转正方形规律。当空间够用，物理分离是有效的。但随着导线间距持续降低，现代的设计限制了这种技术的运用。双扭线结构﹕通过简单两根电流载线彼此相互缠绕即可实现。这种简单的结构可以抵消一部分围绕导线的磁场，从而减少相邻导线间的干扰。然而，一个更有效的方法是分隔导线间的信号，并转化它们的极性，创造一对平衡线，以使该两导线的磁场很好的抵消。双扭线和隔离相邻邦导线之屏蔽双扭线都能提供可接受电气性能直至频率达到数兆赫甚至数吉赫。编织屏蔽﹕好的标准度量导线于绝缘体上被子以不同的形状编织，经由编织的绝缘体覆层取决于怎样进行编织的编织导线的规格。编织屏蔽限制了
其*大频率通过编织导线间的缝隙。当适用频率增高，电磁场能通过编织导线的缝隙泄漏出来。正改良的编织覆层具有一负面影响于线缆的弹性，这可能也会限制它的使用。覆带屏蔽﹕导电带（常用金属化的麦拉）通过一些覆盖重迭被缠绕在绝缘体上，比起编织覆层得到巨大改善，多数带层提供改良性能以更高的成本，随成本增加，性能得到更多的改善。对于很高的频率，即使覆盖提供的是优良覆层，那也是不够。在这种场合使用封闭屏蔽，封闭屏蔽很难制成导线以及终端密封。这限制了它们用于*大性能需要的场合。可控阻抗﹕在这讨论中，电子设备使用的线缆局限于那些频率很高且必须作为传输线的线缆。在这样的运用中，同轴线缆作为考虑重点的例子。图8.5所示为下面讨论提供参考。两个性能参数起主要影响作用﹕即传播速度和线缆特性阻抗。传播速度对应信号传输速度，而特性阻抗从电力传输的观点看对有效偶合电力和减小反射波是很重要的。对这些参数一般有两种表达关于线缆结构的。
        传播速度VP 如下式所示﹕
        VP=ε－1/2 (8.1)
       其中ε为绝缘体的非导电性常数。
      特性电阻Z0 如下式所示﹕
      Z0=60ε1/2ln(D/d) (8.2)
      其中ε为绝缘体的非导电性常数
     Ｄ为外层导线的内径
     ｄ为内层导线的外径。
     该两参数取决于绝缘体的非导电性常数。特性阻抗还取决于几何参数。绝缘材料显然是很重要的。低非导电性常数从信号传播的观点看是很重要的。这就是为何泡沫绝缘常用于发挥空气低非导电性常数的优势。控制配合公差需要也是重要的。在式8.2假设其两导线是同心的，并且Ｄ和ｄ的变化会影响特性阻抗。由于小型化持续降低线缆规格，公差配合控制变得愈加重要。导线规格影响另外一个参数即信号衰减。小导线比大导线承受更大的衰减（日电阻性衰减）。正确的线缆选择**取决于应用需要。同样的装置将用到不同的可控电阻或传输线线缆，例如图8.7和8.7a 所示的天线线缆、图8.7b 所示的微波传输线线缆和图8.7c 所示的双股线缆的可控阻抗结构。
       8.4.4 汽车
      在严重的环境和需求成本的压力下，热性能和机械将汽车电线和线缆分为单独一类。趋向于用于电池和负载间的电线具有很粗的导线，可降低温度压力，下罩运用例如点火导线和传感引线会暴露在外界高温。（150℃是正常需要）和高机械应力，特别是摇摆和振动。在这样的场合卷曲式连接会变形。乘务室运用有低电压和环境需要并趋向于带状线缆和FFC线缆以易于制造。连接器技术之--8.4 专门用途电缆

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