Los cables de cinta planos y los conectores con un paso de 0.050" Pueden ayudar a optimizar el rendimiento del sistema de interconexión

Si participa en el diseño de equipo avanzado de pruebas automatizadas (ATE), controladores industriales o sistemas de comunicación, ya conoce los desafíos que plantea la conexión confiable de señales de alta velocidad en espacios reducidos. Según las expectativas de rendimiento, he visto diseños que pueden requerir velocidades de conexión desde menos de 500 megabits por segundo (Mbps) hasta más de 10 gigabits por segundo (Gbps) y usar protocolos como la interfaz de pequeños sistemas informáticos (SCSI)-3 Fast-20 o la tecnología de señal diferencial de bajo voltaje (LVDS).

Si está diseñando para este tipo de entorno, puede beneficiarse del uso de interconexiones de alta densidad con sistemas de conectores de cable a placa de paso fino de 0.050" (1.27 milímetros [mm]) y cables planos flexibles que pueden simplificar el diseño del sistema y acelerar el montaje. Su diseño también podría beneficiarse de:

• Conectores de enclavamiento para mayor protección contra desconexiones accidentales
• Contactos de cobre berilio (BeCu) con características opcionales como las versiones de laminado flash de oro (Au) y de Au de 30 micropulgadas (μ”) para respaldar los diversos niveles opcionales de ciclo de acoplamiento/desacoplamiento.
• Claves polarizadas que pueden garantizar una conexión apropiada
• Aliviadores de tensión para una seguridad de conexión mejorada
• Una opción de montaje recto y en ángulo recto

El que sea más beneficioso para usted dependerá de la situación. Por lo general, las consideraciones de diseño para los sistemas de interconexión de comunicaciones pueden agruparse en dos categorías: eléctrica y mecánica. Empecemos por repasar las impedancias de interconexión necesarias para nuestras interfaces de ejemplo SCSI-3 Fast-20 y LVDS. Luego, analizaremos otras consideraciones eléctricas y mecánicas, y terminaremos con un sistema de conector de cable a placa de 3M que viene con una amplia matriz de opciones y arneses de cables planos plegables de impedancia controlada que admiten las comunicaciones sólidas de alta velocidad.

La impedancia

eléctrica es una especificación eléctrica clave. El anexo ULTRA (Fast-20) de SCSI-3 especifica un rango de 80 a 100 ohm (Ω), con 84 a 96 Ω para el reloj, REQ, y señales ACK. De manera más específica, según el estándar SCSI, se recomienda una impedancia de 100 Ω ±10 % para cables planos o de par trenzado sin protección. Se recomienda una impedancia de 95 Ω para las aplicaciones de LVDS, pero con una tolerancia más estricta de ±5 %.

Otras especificaciones eléctricas comunes son:

• Una corriente nominal de 1 amperio (A) con todas las líneas energizadas, según lo exigido por UL
• Un voltaje nominal de 125 voltios de corriente alterna (VCA)
• Una resistencia de aislamiento >1 x 10⁹ Ω a una corriente directa de 500 voltios (VCC)
• Un voltaje de soporte de 1250 VCC

Mecánico

Las especificaciones eléctricas garantizan señales limpias de alta velocidad, mientras que las especificaciones mecánicas están diseñadas para garantizar solidez, alta densidad, un ensamblaje eficiente y flexible, y funcionamiento prolongado. Ambas son necesarias para un diseño óptimo.

El enclavamiento puede ser importante e incluye la polarización y un pestillo de fricción básico o un pestillo de expulsión opcional, lo que permite la adición de enclavamientos positivos y expulsión con un impacto mínimo en el tamaño. Algunas aplicaciones se benefician de un alivio de tensión como protección contra daños si los usuarios tiran de un cable con terminación.

Para las aplicaciones actuales de alta densidad, puede usar un sistema de cable a placa con un paso de 0.050" que tenga la mitad del tamaño de un conector estándar con un paso de 0.100". Entre las opciones de ensamblaje flexible, se incluye una gama de conectores rectos y de ángulo recto, y un ensamblaje de agujero pasante o montaje en superficie. El embalaje de cintas y carretes puede permitir un ensamblaje automatizado, y los separadores de placa de circuito impreso permiten procesos de ensamblaje pin-In-Paste (Pin pasante por soldadura “reflow”).

El uso de cables planos y de conectores de desplazamiento de aislamiento (IDC) permite diseños de alta densidad, flexibles y de bajo perfil, así como un ensamblaje rápido y casi infalible. Puede mejorar su diseño aún más eligiendo los contactos de BeCu para conseguir una relajación de baja tensión, una buena fiabilidad general y una larga vida útil. Además, puede optar por el laminado flash de Au o de Au de 30 μ" que respalde los diversos niveles opcionales de ciclo de acoplamiento/desacoplamiento.

Ensamblar todas las piezas

Hay que tener en cuenta toda una serie de requisitos y opciones eléctricas y mecánicas. Afortunadamente, 3M dispone de numerosas soluciones para responder a las necesidades de circunstancias específicas. Si está construyendo sus propios ensamblajes de cables, puede usar los enchufes de la serie 451 y los cabezales de montaje en placa de la serie 452. Por ejemplo, el modelo 45230-220230 es un cabezal de montaje en superficie de 30 posiciones, y el modelo 45130-010030 es el enchufe IDC complementario de 30 posiciones. Ambos incluyen un paso de 0.050" y laminado de Au de 30 μ" para conexiones compactas y sólidas. Los cabezales de montaje en placa de la serie 452 (Figura 1) y los enchufes de montaje en cable de la serie 451 incluyen modelos con una amplia gama de funciones estándares y opcionales que le permiten optimizar la configuración de su conector (Figura 2).

Figura 1: Ejemplos de las características estándares y opcionales de los cabezales de montaje en placa de la serie 452. (Fuente de la imagen: 3M)

Figura 2: Puede personalizar los cabezales de montaje en placa de la serie 452 y los enchufes de montaje en cables planos de la serie 451 con características opcionales, además de admitir alta densidad. (Fuente de la imagen: 3M)

Diseños de procesamiento rápido

A menudo, puede toparse con un proyecto que exige un procesamiento rápido u otras circunstancias que pueden beneficiarse de los ensamblajes de cable y enchufe previamente incorporados. 3M cubre esas necesidades con varias opciones de rendimiento. Por ejemplo, los ensamblajes de enchufe de la serie 451 y los cables planos de la serie 3749 están disponibles en longitudes de 3" y 6" con 10 a 30 contactos, y pueden cumplir con los requisitos de impedancia de SCSI-3 Fast-20. El modelo 45114-010030-3749/14-D-3 es un ensamblaje de cable de la serie 3749, de 14 conductores y de dos extremos, con conectores laminados en Au de 30 μ" en ambos extremos.

Si necesita un rendimiento eléctrico de LVDS, la serie 7700 de 3M es un cable de impedancia controlada con clasificación de 95 Ω (±5 Ω). Estos cables pueden admitir un plegado más ajustado que los cables convencionales revestidos con protección y, aun así, ofrecer un alto rendimiento. Eso significa que puede pasarlos por espacios reducidos dentro del equipo y reducir la restricción de flujo de aire. Están disponibles en ensamblajes de cable con conectores de enchufe de 451 y vienen en varias longitudes con una variedad de opciones de contacto. Por ejemplo, el 45110-010030-7700/10-D-12 es un cable de 10 posiciones de 12" con conectores en ambos extremos.

3M le ofrece soluciones de conector IDC para velocidades de datos de 500 Mbps hasta 20 Gbps (Figura 3). Incluyen configuraciones de distribución de pines flexibles, varias opciones de montaje y enclavamiento, y hasta 50 posiciones para pares diferenciales, puestas a tierra y conexiones eléctricas.

Figura 3: 3M ofrece una variedad de soluciones de conector IDC que son compatibles con las necesidades de conectividad de 500 Mbps a 20 Gbps. (Fuente de la imagen: 3M)

Conclusión

Las conexiones de alto rendimiento que son confiables en espacios reducidos son necesarias en una amplia gama de aplicaciones, pero pueden ser difíciles de implementar. Si necesita una solución, los ensamblajes de enchufe de la serie 451 de 3M, los cabezales de montaje en placa de la serie 452 y los cables de impedancia controlada de la serie 7700 pueden prepararse rápidamente a velocidades de datos de hasta 20 Gbps. Están respaldados por opciones de interconexión como mecanismos de enclavamiento, aliviadores de tensión, configuraciones de montaje, números de pines y tipos de cables planos.