- Аудіо- і відеороз'єми
- Низьковольтні роз'єми живлення
- роз'єми IEC
- Панельки для мікросхем
- Радіочастотні коаксіальні роз'єми
- роз'єми USB
- Штирові міжплатний з'єднувачі і гвинтові клемні блоки
- Роз'єми для об'єднавчих плат
- Роз'єми D-sub
- Роз'єми FFC для гнучких друкованих шлейфів і FPC для гнучких друкованих плат
- Модульні роз'єми і роз'єми Ethernet
- Власники карток пам'яті
- спеціалізовані роз'єми
Нижче представлена заключна частина серії невеликих оглядів, покликаних допомогти у виборі пасивних компонентів з використанням ресурсів компанії Терраелектроніка. Нагадаємо, що дві попередні частини були присвячені вибору резисторів і конденсаторів .
У даній статті представлені основні типи роз'ємів широкого застосування, розглянуті їх переваги та особливості, а також типові області використання. Для полегшення вибору конкретного типу роз'єму в статті вказані їх назви по каталогам провідних виробників.
Електричні з'єднувачі (роз'єми) використовуються тип для підключення адаптерів живлення, акумуляторів, карт пам'яті, антен, для передачі аналогових аудіо- і відео-сигналів і потоків цифрових даних на рівні окремих плат і електронних систем в цілому. У таблиці 1 представлені основні типи, характеристики і області застосування роз'ємів широкого застосування.
Таблиця 1. Основні типи роз'ємів широкого застосування
Тип роз'єму
Область застосування
Основні характеристики
Найменування роз'ємів по каталогам виробників
аудіороз'єми
Передача аналогових сигналів звукового діапазону частот
Випускаються роз'єми діаметром 2,5 мм, 3,5 мм (найбільш поширений тип) і 6,5 мм
серія AUB , Бурий ведмідь
роз'єми RCA
Передача аналогових аудіо- і відеосигналів
Роз'єм RCA жовтого кольору призначений для передачі відеосигналу, червоного кольору - для правого стереоканалу, білого - для лівого стереоканалу
Серії RP і RPC,
Бурий ведмідь
(Наприклад, роз'єми RP-8-Y і RP-8-R , RPC-1R-R ), серія ACPR від Amphenol і ін.
роз'єм HDMI
Передача цифрових аудіо- та відеосигналів
Включає в себе найбільш поширений роз'єм типу A, а також типу C - міні-HDMI і типу D - мікро-HDMI
Тип A - серія 1747981 TE, тип C - серія 2013978 TE, тип D - серія 46765 Molex
циліндричні роз'єми
Роз'єми живлення для налагоджувальних плат, наприклад, Arduino Uno
Забезпечує харчування батарейних пристроїв від мережі за допомогою мережевих джерел живлення (адаптерів)
серія DJK Kls Electronics
роз'єми JST
Роз'єми «Провід-Плата», деякі з яких використовуються, в тому числі, і для підключення літій-полімерних акумуляторів до радіокерованих моделей
Доступно широке розмаїття роз'ємів «провід-плата» від JST з різною кількістю контактів, кроком контактів, кількістю рядів і іншими особливостями
Приклад найменувань роз'ємів серій PH, VH, XH:
B3B-PH-KS [LF] [SN] ,
B5P-VH [LF] [SN] ,
B7B-XH-A [LF] [SN]
роз'єми USB
USB-A для комп'ютерних інтерфейсів, USB-B для налагоджувальних плат, мікро-USB для побутових пристроїв
Забезпечують двосторонній обмін цифровими даними з периферійним обладнанням і додатково зарядку батарей портативних пристроїв. Використовувані в даний час роз'єми міні-USB поступово виводяться з обігу
USB-A - серія 1734366 TE, USB-B і мікро-USB від різних виробників
Штирові міжплатний з'єднувачі
Для з'єднання базової плати з платами розширення
Випускаються в Штирьовий і гніздовий варіантах. Найбільш поширений тип роз'ємів має крок висновків 0,1 "(2,54 мм)
Штирові роз'єми - серія 4-1037 TE, гніздові роз'єми - 5-53423 TE
Гвинтові клемні блоки
Для затискного з'єднання проводів
Клемники з різними способами фіксації дроти забезпечує з'єднання проводу з платою. При необхідності провід можна легко від'єднати від клеми
Клемники від різних виробників
Тримачі мікросхем
Для установки мікросхем і резисторних збірок в корпусах DIP і мікросхем в корпусах PLCC, наприклад, мікросхем Flash-пам'яті
Тримачі можуть встановлюватися безпосередньо на друковану плату, що дає можливість швидкої заміни мікросхем
Тримачі мікросхем DIP - серія 1-2199 TE Connectivity
Коаксіальні роз'єми байонетного типу
Передача відеосигналу, застосування в вимірювальних приладах і радіоустаткуванні
Діапазон робочих частот - до 4 ГГц. У роз'ємах BNC використовується байонетное з'єднання, в роз'ємах TNC / N - різьбове з'єднання
серія 5-16345
TE Connectivity
Коаксіальні роз'єми SMA
Мініатюрні коаксіальні роз'єми
Діапазон робочих частот - до 18 ГГц. Для з'єднання відповідної частини роз'єму потрібно динамометричний ключ
серія 10525
TE Connectivity
Роз'єми для об'єднавчих плат
Комп'ютерні системи
Забезпечують паралельне з'єднання декількох різних плат на крос-плати, утворюючи тим самим єдину систему
серія 850
від Molex,
85003-0062
Роз'єми D-Sub
Інтерфейс RS-232, передача відеосигналу
Найбільш поширеними є DB-25 (25 контактів) і DE-9 (9 контактів)
серія 17343
TE Connectivity
Роз'єми FFC / FPC
Застосовуються в гнучких друкованих шлейфах і гнучких друкованих платах
У порівнянні з роз'ємами для жорстких друкованих плат забезпечують більш компактну конструкцію, однак мають більш високу вартість
серії від різних виробників з різними найменуваннями
Модульні роз'єми і роз'єми Ethernet
Спочатку були розроблені для підключення телефонних кабелів, в даний час використовуються також в інтерфейсах мережі Ethernet
Найбільш поширений тип роз'єму 8P8C
серія 48025
від Molex
Власники карток пам'яті
Застосовуються для підключення карт пам'яті до макетним платам, наприклад, Raspberry Pi
Дозволяє отримати великий обсяг пам'яті на макетної платі
Серія 503 Molex
У конструкції роз'ємів різних типів можуть бути присутніми фіксують елементи у вигляді штирів, деяких типів роз'ємів потрібен особливий режим пайки, існують також роз'єми, що представляють собою гібрид компонентів для поверхневого і штирьового монтажу. Далі перераховані основні критерії вибору, що дозволяють розробнику врахувати проблеми, які можуть виникнути на виробництві при установці роз'ємів на друковані плати:
- Застосування роз'ємів для штирьового монтажу збільшує вартість виробництва в порівнянні з платами, виконаними повністю за технологією поверхневого монтажу. Навіть при використанні недорогих компонентів для поверхневого монтажу додаткові виробничі витрати на їх установку нівелюють всю економію коштів від їх дешевизну. З виробничими проблемами, пов'язаними із застосуванням гібридних роз'ємів, можна ознайомитися в статті [1].
- Слід уникати застосування роз'ємів, що вимагають особливого режиму пайки. В іншому випадку буде потрібно повторний цикл пайки роз'ємів, встановлених на плату з уже запаяними компонентами поверхневого монтажу. Повторна пайка може зажадати додаткової операції по захисту встановлених на платі компонентів, що підвищує вартість виробу.
- Переважно використовувати роз'єми для поверхневого монтажу без додаткових елементів кріплення у вигляді штирьових контактів, які ускладнюють процес складання. Крім того, багато типів верстатів для установки SMD-компонентів не дозволяють працювати з гібридними роз'ємами. При необхідності застосування роз'ємів з фіксують штирьовими елементами рекомендується використовувати отвори максимально великого розміру на друкованій платі. SMD-роз'єми можуть фіксуватися клеєм для поверхневого монтажу (surface-mount adhesive), який дозволяє їм витримувати досить велику механічну навантаження і не вимагає додаткових виробничих витрат.
Аудіо- і відеороз'єми
- Аудіороз'єми, відомі також як «роз'єми для навушників», використовуються для передачі аналогових, в основному - звукових сигналів. Аудіороз'єми випускаються в трьох стандартних типорозмірах з діаметром штиря 2,5, 3,5 і 6,35 мм (рисунок 1). У носяться пристроях найбільш часто застосовують роз'єми діаметром 3,5 мм, що є зменшеною копією класичного роз'єму діаметром 6,35 мм, прототип якого був розроблений в кінці 19-го століття.
Для підключення проводу навушників до друкованої плати необхідно використовувати гніздовий роз'єм 3,5 мм, наприклад, серії AUB виробництва компанії Бурий Ведмідь.
Мал. 1. Популярні типи аудіорознімів
Мал. 2. Роз'єми RCA
- роз'єми формату RCA , Звані також аудіороз'ємами, використовуються в основному в аудіо- і відеообладнання. Для ідентифікації роз'ємів використовується колірне маркування: жовтого кольору - для композитного аналогового відеосигналу, червоного кольору - для правого звукового стереоканалу, білого - для лівого звукового стереоканалу. Для підключення кабелів RCA до друкованої плати необхідно використовувати гніздовий роз'єм, такий, наприклад, як роз'єми RP-8-Y і RP-8-R виробництва компанії Бурий Ведмідь.
- Для професійної аудіоапаратури зазвичай використовуються роз'єми типу XLR ( RT3FC , RT3MPR і безліч інших ), Які містять 3 ... 7 контактів і випускаються в гніздовий і штирові варіантах. Конструкція роз'ємів XLR подібна до роз'ємами DIN (які також використовуються для аналогової аудіотехніки), однак ці типи роз'ємів не сумісні один з одним.
- роз'єми HDMI пріменяюется для передачі цифрових аудіосигналів і цифрового відео високої чіткості без стиснення. Роз'єми HDMI замінюють стандартні аналогові відеороз'єми (RCA) і випускаються в декількох варіантах (рис. 3):
- тип A є найбільш поширеним стандартом і використовується в більшості побутових пристроїв;
- менш поширений тип B використовується для передачі відео високої роздільної здатності;
- тип C - мініатюрний варіант для малогабаритних мобільних пристроїв;
- тип D - мікромініатюрний роз'єм;
- тип E - автомобільний варіант роз'єму, випускається в пило-та вологозахищеному виконанні.
Мал. 3. Кабелі HDMI типу A, C і D
Для підключення до кабелів HDMI на друкованих платах потрібні розетки HDMI, наприклад, Тип A - серія 1747981 TE, тип C - серія 2013978 TE, тип D - серія 46765 Molex.
Низьковольтні роз'єми живлення
Циліндричні роз'єми живлення зазвичай застосовуються в пристроях побутової електроніки і налагоджувальних платах (наприклад, Arduino Uno). Вони можуть використовуватися також для харчування батарейних пристроїв від мережі змінного струму за допомогою джерел живлення (адаптерів), наприклад, роз'єми серії DJK (Рис. 4) від Kls Electronics.
Мал. 4. Гніздовий роз'єм низьковольтного харчування
Для підключення плат до джерел живлення, зокрема - до літій-іонним і літій-полімерним акумуляторів, використовуються також роз'єми виробництва компанії JST, що відрізняються малогабаритними корпусами, стійкими до механічних впливів. У конструкції роз'ємів JST передбачені фіксатори, перешкоджають самочинному роз'єднання роз'ємів.
Серії роз'ємів JST (рисунок 5) відрізняються числом висновків і відстанню між ними. Найбільш поширеними типами є:
- серія VH з кроком висновків 3,96 мм, максимальним струмом 10 А і максимальною напругою 250 В. Завдяки великій здатності навантаження контактів даний тип роз'ємів може використовуватися для передачі сигналів в ланцюгах харчування і вихідних ланцюгах.
- серія XH з кроком висновків 2,50 мм, максимальним струмом 3 A і максимальною напругою 250 В. Оскільки крок виводів роз'ємів XH приблизно відповідає кроку висновків 0,1 "(2,54 мм), їх можна використовувати в перфорованих і макетних платах. Роз'єми JST- XH застосовують в зарядний пристрій з балансуванням заряду для акумуляторів радіокерованих моделей.
- серія РН з кроком висновків 2,00 мм, максимальним струмом 2 А і максимальною напругою 100 В використовується для з'єднання «кабель-плата» з високою щільністю розташування контактів. Роз'єми JST-РН використовуються для підключення літій-полімерних акумуляторів.
З огляду на те, що роз'єми JST випускаються в різних тіповаріантах, ідентифікація конкретного роз'єму по його позначенню в каталозі може викликати деяке труднощі, тому перед замовленням доцільно перевірити крок і число висновків роз'єму.
Варіанти роз'ємів JST:
- серія VH (LF) (SN) з 2 ... 10 контактами;
- серія XH-A (LF) (SN) з 2 ... 20 контактами;
- серія PH для штирьового монтажу - PH-KS (LF) (SN) з 2 ... 16 контактами;
- серія PH для поверхневого монтажу - PH-SM4-TB (LF) (SN) з 2 ... 16 контактами.
Мал. 5. Роз'єм JST для установки на плату
роз'єми IEC
Роз'єми IEC широко використовуються для підключення персональних комп'ютерів і лабораторного обладнання до мережі змінного струму.
Панельки для мікросхем
Панельки для мікросхем з дворядним розташуванням висновків, або DIP (Рисунок 6) призначені для установки мікросхем, резисторних збірок, світлодіодних індикаторів і DIP-перемикачів. Штирові компоненти з дворядним розташуванням висновків можуть встановлюватися на плату паянням в отвори або в роз'єми. Використання панельок забезпечує можливість швидкої заміни компонентів і виключає їх пошкодження при пайку.
Менш поширеним є варіант роз'єму з однорядним розташуванням виводів (SIP).
Варіант роз'ємів DIP - серія 1-2199 виробництва компанії TE Connectivity.
Мал. 6. Тримач мікросхем в корпусі DIP
Мікросхеми в пластмасових корпусах з чотиристороннім розташуванням висновків - PLCC (Рисунок 7) - можуть встановлюватися на плату шляхом пайки або поміщатися в спеціальні тримачі. Застосування власників доцільно у випадках, коли регулярна установка і зняття мікросхем передбачені технічним регламентом, а також при необхідності установки попередньо запрограмованих мікросхем, наприклад, Flash-пам'яті.
Мал. 7. Тримач мікросхем в корпусі PLCC
Мікросхеми в корпусах з матрицею штирьковий висновків - PGA - мають більше число висновків в порівнянні з корпусами DIP і можуть також встановлюватися в відповідні власники (рисунок 8).
Мал. 8. Тримач мікросхем в корпусі PGA
Радіочастотні коаксіальні роз'єми
Роз'єм байонетного типу, або BNC (Рисунок 9), є одним з найбільш поширених типів коаксіальних роз'ємів і застосовується в відеотехніки, вимірювальних приладах і радіоустаткуванні. Роз'єми BNC характеризуються постійною величиною імпедансу, що забезпечує узгодження з хвильовим опором кабелю в широкому діапазоні частот, зокрема, в радіочастотних пристроях. Найбільш поширений тип роз'єму BNC призначений для роботи з 50-омнимі кабелями в діапазоні частот до 4 ГГц. Як приклад можна привести роз'єми серії 5-16345 TE Connectivity.
Мал. 9. Коаксіальний роз'єм BNC
роз'єми TNC (Рисунок 10) мають конструктивне виконання, схоже на роз'ємами BNC, однак з'єднання в них здійснюється не байонетним, а різьбовим способом, завдяки чому ці роз'єми більш стійкі до механічних впливів і здатні працювати на більш високих частотах.
Мал. 10. Коаксіальний роз'єм TNC
роз'єми N-типу (Рисунок 11) являють собою поліпшений варіант роз'ємів TNC для середнього рівня потужності сигналу і призначені для використання в радіочастотних пристроях з діапазоном до 11 ГГц, а в прецизійному виконанні - до 18 ГГц. За своїм частотним характеристикам роз'єми N-типу схожі з роз'ємами TNC, але більш стійкі до механічних впливів внаслідок бо? Льшіх габаритних розмірів.
Мал. 11. Коаксіальний роз'єм N-типу
субмініатюрние коаксіальні роз'єми SMA (Рисунок 12) призначені для роботи на частотах до 18 ГГц. Для їх з'єднання зазвичай потрібне використання динамометричного ключа, тому, при необхідності частого підключення / відключення кабелів доцільно використовувати замість них роз'єми BNC. Меншими габаритами в порівнянні з роз'ємами SMA мають роз'єми SMB і SMC . Роз'єми SMB здатні працювати на частотах до 4 ГГц. Прикладом коаксіальних субмініатюрних роз'ємів є серія 10525 TE Connectivity.
Мал. 12. Коаксіальний роз'єм SMA
Роз'єми U.FL (рисунок 13) використовуються при обмежених габаритних розмірах пристрою - висота даного роз'єму становить всього 2,5 мм. Роз'єми U.FL встановлюються безпосередньо на друковану плату і можуть працювати на частотах до 6 ГГц, наприклад, серія U.FL-R-SMT виробництва компанії Hirose.
Мал. 13. Коаксіальний роз'єм U.FL
роз'єми USB
USB (універсальна послідовна шина) є промисловим стандарт, розроблений в середині 1990-х років. Згодом область застосування роз'ємів USB поширилася на споживчі товари. Більшість USB-кабелів забезпечено штирьовими роз'ємами USB типу A, за допомогою яких вони з'єднуються з гніздовими роз'ємами USB, встановленими в персональних комп'ютерах і іншому електроном обладнанні, що підтримує роботу з периферійними пристроями USB. Інший кінець USB-кабелю забезпечується роз'ємами USB типу B, міні-USB або мікро-USB (рисунок 14), що дозволяє за допомогою кабелю здійснювати обмін даними між комп'ютерами і периферійним обладнанням, а також заряджати акумулятори портативних пристроїв. В даний час застосування роз'ємів міні-USB в мобільних пристроях неухильно скорочується на користь роз'ємів мікро-USB. Варіанти роз'ємів USB: гніздовий роз'єм типу A - серія 1734366 TE Connectivity series, гніздовий роз'єм типу B, наприклад, 1734346-4 від TE Connectivity, гніздовий роз'єм мікро-USB - від різних виробників .
Мал. 14. Кабелі USB з роз'ємами типу A, типу B і мікро-USB
Штирові міжплатний з'єднувачі і гвинтові клемні блоки
штирові з'єднувачі (Рисунок 15) і відповідні до них гніздові частини (Рисунок 16) застосовуються для підключення плат розширення до базової плати. Також вони використовуються для установки перемичок (джамперів). Найбільш поширені штирові з'єднувачі мають крок висновків 0,1 "(2,54 мм) з однорядним або дворядним розташуванням висновків і сумісні з кроку висновків з перфорованими друкованими платами. Штирові з'єднувачі використовуються також в макетних платах, наприклад, в лінійці пристроїв Arduino .
Варіанти штирьових з'єднувачів: серія 4-1037 TE Connectivity з числом висновків від 1 до 80. Відповідна (гніздовий) частина - серія 5-53423 TE Connectivity з 3 ... 10 висновками.
Мал. 15. Штирьова частина міжплатним з'єднувача
Мал. 16. Гніздова частина міжплатним з'єднувача
Гвинтові клемні блоки (рисунок 17) Використовують для Підключення проводів до плати. Гвинтові клеми забезпечують Притиск проводів до контактів. При віборі клемних блоків необходимо звертати Рамус на можлівість Досить легкого від'єднання проводів від клем. Гвинтові клемні блоки від різних виробників .
Мал. 17. Гвинтовий клемний блок
Роз'єми для об'єднавчих плат
Роз'єми об'єднавчої плати (рисунок 18) з'єднуються паралельно таким чином, що висновки одного роз'єму підключені до висновків з тими ж номерами інших роз'ємів. Об'єднавча плата дозволяє з'єднати кілька різних плат в єдину систему. Варіант роз'ємів для об'єднавчих плат - серія 850 виробництва компанії Molex, наприклад, роз'єм 85003-0062 .
Мал. 18. Роз'єм для об'єднавчих плат
Роз'єми D-sub
Субмініатюрние роз'єми D-sub (рисунок 19) містять два і більше рядів паралельно розташованих висновків, укладених в металевий екран у формі літери «D», що забезпечує механічну міцність роз'єму. Найбільш поширені типи роз'ємів D-sub містять 25 висновків ( DB-25 ) І 9 висновків ( DB-9 ). Роз'єми D-sub використовуються, в основному, для передачі відеосигналу і в якості інтерфейсних роз'ємів RS-232, проте в даний час вони поступово витісняються більш мініатюрними і бюджетними роз'ємами USB, Thunderbolt і HDMI. Варіант роз'ємів D-sub - серія 17343 TE Connectivity.
Мал. 19. Роз'єм D-sub
Роз'єми FFC для гнучких друкованих шлейфів і FPC для гнучких друкованих плат
Роз'єми для гнучких друкованих шлейфів (рисунок 20) і гнучких друкованих плат є альтернативою роз'ємів для жорстких друкованих плат в пристроях з обмеженим внутрішнім об'ємом, наприклад, в стільникових телефонах. Внаслідок своїх конструктивних особливостей вони мають більш високу вартість і складніше у використанні в порівнянні з роз'ємами для жорстких друкованих плат.
Мал. 20. Роз'єми FFC для гнучких друкованих шлейфів
Модульні роз'єми і роз'єми Ethernet
Модульні роз'єми спочатку призначалися для підключення телефонних кабелів, проте в даний час вони використовуються також в інтерфейсах мережі Ethernet. восьмиконтактних роз'єми 8P8C (Рисунок 21), що підключаються крученими парами проводів, є основним типом інтерфейсних роз'ємів мережі Ethernet. Досить часто роз'єм 8P8C помилково називають «RJ45», але насправді найменування роз'єму RJ45 відноситься до стандартів телефонного зв'язку. Варіант модульних роз'ємів Ethernet - серія 48025 компанії Molex.
Мал. 21. Роз'єм 8P8C
Власники карток пам'яті
Власники карток пам'яті використовуються для підключення SD- і SIM-карт до друкованих плат. Макетні плати, наприклад, Raspberry Pi , Мають вбудований тримач карт пам'яті SD або мікро-SD, що забезпечує їм достатній обсяг пам'яті без задіяння додаткових ресурсів комп'ютера. Варіант власників карт пам'яті - серія 503 виробництва Molex .
Мал. 22. Тримач SD-карт
спеціалізовані роз'єми
Крім перерахованих вище роз'ємів широкого застосування, існує значна кількість спеціалізованих роз'ємів, до яких відносяться, зокрема:
Кожен із спеціалізованих типів роз'ємів забезпечує певні переваги в конкретних застосуваннях. Однак в більшості випадків розробники, ймовірно, зможуть обмежитися роз'ємами загального застосування, перерахованими в даній статті.
За своїм частотним характеристикам роз'єми N-типу схожі з роз'ємами TNC, але більш стійкі до механічних впливів внаслідок бо?