接插件也稱連接器,它是實現電路器件、部件或組件之間可拆卸連接的*基本的機械式電氣連接器件。常用的接插件包括各種插頭(插件)、插座(接件)與接線端子等,其主要功能是傳輸信號和電流,并可控制所連接電路的通或斷。
接插件種類很多,外形各異,應用十分廣泛,其性能好壞直接關系和影響到整個電路系統的正常工作。下面僅對*常用的接插件進行介紹。
種類及用途
接插件可分為兩大類型:一類是用于電子電器與外部設備連接的接插件,另一類是用于電子電器內部電路板與電路板、電路板與器件或組件等之間線路連接的接插件。如果按形式不同,可分為單芯插頭和插座、二芯插頭和插座、三芯插頭和插座、同軸插頭和插座、多極插頭和插座等。按用途不同,又可分為音頻、視頻插頭和插座、印制電路板插座、電源插頭和插座、集成電路插座、管座、接線柱、接線端子和連接器等。
常用接插件的實物外形如圖31-1所示,下面分別對其功能和用途進行簡單介紹。
(1)接線柱
接線柱常用于電子電器與外部設備之間的連接,其外形如圖31-1 (a)所示,它可分為兩種形式:一種是圖左邊的普通接線柱,其特點是可直接把連接導線的接頭通過緊固螺帽壓在接線孔中;另一種是圖右邊的香蕉插頭、插座,其特點是將連接導線焊在插頭上,再與插座插接到一起。由于插頭上面的彈簧片形似香蕉,故該接線柱又被稱作“香蕉插頭、插座”。
(2)接線座
接線座主要用于電子電器內部電路板與電路板、電路板與器件或組件之間線路的連接,其外形如圖31-1 (b)所示,它可分為電路板焊接型和雙向接線型(純接線型)兩種形式:電路板焊接型的一端做成焊腳,可直接將接線座焊接在電路板上面,另一端通過緊固螺絲釘將連接導線的接頭緊固在接線孔中。這種接線座一般以兩組接線為單元座,同一規格的產品可根據需要組合(套接)成任意組數接線的接線座。雙向接線型的兩端結構完全一樣,均通過相應的緊固螺絲釘將連接導線(一進一出)的接頭緊固在相應的接線孔中。這種接線座通常以12組(或更多組)接線為單元座,使用時可根據需要的組數任意切割。由于多組接線座的外形呈長條狀,所以經常將這樣的接線座稱之為“接線排”。
(3)音頻插頭、插座(孔)
這類接插件主要分二芯插頭、插座和三芯插頭、插座兩種,它可方便地實現音響設備與外部設備(如耳機、話筒等)之間的隨時連接或斷開,其外形如圖31-1(c)所示。顧名思義,二芯插頭、插座能夠同時接插雙線連接的設備,適合于傳送單路音頻信號,三芯插頭、插座能夠同時接插三線連接的設備,適合于傳送立體聲(雙聲道)音頻信號。為了實現插頭插入插座后音響設備內部電信號的自動轉接(比如,耳機接入時,機內揚聲器必須自動斷開),二芯插座兼有單自動開關功能,三芯插座兼有雙自動開關功能,這樣對應插座的接線腳數目分別為3和5,使用時有信號傳輸和開關控制之分,不可混淆。音頻插頭、插座常用的規格有Φ2.5mm、Φ3.5mm、Φ6.35mm(指插頭電極外直徑,也就是插座口徑)等,一般音響設備的話筒和耳機采用Φ6.35mm的插頭和插座,小型音響設備通常采用Φ2.5mm或Φ3.5mm的插頭和插座。
(4)低壓電源插頭、插座
這類接插件是在音頻二芯插頭、插座的基礎上改進而來,專門用于各種小型電子設備與配套外接電源的插接,其外形如圖31-1(d)所示。與音頻二芯插頭、插座的*大區別在于,該插頭形狀為管狀,內.外側分別作為電源的兩個電極,這從根本上避免了音頻二芯插頭在插入插座的過程中會不可避免地產生瞬間短路(指插頭兩極)的現象;插座電極則與插頭的管狀電極相匹配,亦兼有自動開關功能,可在外接電源插頭插入插座時,自動切斷機內供電電源。
(5)交流電源插頭、插座
這類接插件分二極電源插頭、插座和三極電源插頭、插座兩大類,在各種電子電器設備中專門用來傳輸220V交流電,其常用的產品外形如圖31-1 (e)所示。需要指出的是,這類接插件種類規格比較多,就機裝式插座而言,有些插座為電源輸出型插座,可插入普通家用電器的插頭;但大多數插座為電源輸入型插座,不能夠插入電極外露的普通插頭,只能插入與之匹配的非電極外露型插頭(即輸出型插頭)。
(6)電路板專用接插件
這類接插件由可直接焊接在電路板上的插座和接有傳輸電線的插頭兩部分組成,它有多種規格,可分為單引線和多引線兩大類,其常見的產品外形如圖31-1(f)所示。這類接插件的特點是使用靈活、占據面積小、插拔方便等。其結構是插頭(或插座)內有接
線金屬片,插座(或插頭)內有引線接線針。對于多引線接插件,為了防止插頭插錯方向,每對插頭、座都有相對應的定位擋,或各電極的中心距有意設計不同(結構呈非對稱性),這樣插頭就只有在規定的方向上才能插入插座,反向或移位都不能插入插座。
(7)印制電路板插座
這種專用的插座外形如圖31-1 (g)所示,與之匹配的“插頭”實際上是應用電路板。該插座在各種儀器、儀表和計算機中被廣泛采用,它有很多規格,可分單排(用于單面印制電路板)和雙排(用于雙面印制電路板)兩大類,其引腳數目有多種,引腳間距有多種規格。這種插座上面一般都設有定位槽,有些還設有開啟鍵和鎖緊鍵。
(8)集成電路插座
該插座是為配合集成電路的使用而設計的,其外形如圖31-1 (h)所示。這種專用插座除了*常見的雙列直插封裝形式外,還有單列直插、四列直插等多種封裝形式,其具體規格與對應的集成電路相適應。實際應用時,插座直接焊接在印制電路板上,集成電路則通過其引腳直接插入插座內。這樣的好處在于,在印制電路板上免焊接集成電路,給維修和更換集成電路都帶來了很大的方便。
(9) USB接口
USB是英文Universal Serial Bus的縮寫,中文含義是“通用串行總線”。它是1 994年年底由英特爾、康柏、IBM和Microsoft等多家公司聯合提出、并首先應用在PC領域的接口技術。由于USB接口具有數據傳輸速度快、支持熱插拔、連接靈活、獨立供電等優點,近年來,在各種數碼產品中得到廣泛應用。常用USB接口的外形如圖31-1 (i)所示,它由對口接插的公插(公口)和母插(母口)兩部分組成,分機內安裝型和機外接線型兩種。機內安裝型的引腳(通常4個引腳、兩個固定腳)可直接焊接在印制電路板上,機外接線型通常將焊接好四芯引線的公插或母插用塑料一次性壓封而成。無論是機內安裝型還是機外接線型,其公插均可對口插入母插內,使用非常靈活、方便。
主要參數
接插件種類很多,功能不一,反映產品性能的參數項有時并不完全相同。但下面的基本參數項具有共性,使用者必須掌握。
①額定電壓。指在長期安全工作的前提下,接插件所允許接入的*高電壓。
②額定電流。指在長期安全工作的前提下,接插件所允許通過的*大電流。
③接觸電阻。指接插件在接通狀態(如插頭插入插座內)時,各“接觸對”電極之間所存在的電阻值。常用接插件的接觸電阻值一般在0.030Ω( 30mΩ)以下,此值越小越好。
④絕緣電阻。指接插件各電極之間及各電極與外殼之間所具有的*低電阻值。一般絕緣電阻值應在50MΩ以上,此值越大越好。
⑤分離力(拔出力)。指插頭或插針拔出插座或插孔時,所需要克服的摩擦力,此參數 表示接觸極之間的壓力大小,一般壓力越大,可靠性也越高。
⑥壽命。這是指接插件在正常條件下所能工作的有效時間,常用插拔次數來表示。普通 接插件的使用次數在200 - 10000次。
型號命名
國產接插件的型號命名并沒有統一的標準,不過各廠家的命名基本上都遵循和延用了早期行業所制定的標準,其型號大致上都由4部分組成,格式和含義如圖31 -2所示。第1部分用字母表示產品類型,如“CS”表示音頻插頭(插塞),“CK”表示音頻插座(插孔),“CT”表示電源插頭, “CZ”表示電源插座, “SZ”表示集成電路專用插座、 “CA”或“CZJ”、 “CY”表示低頻簧片式矩形接插件, “CX”表示低頻圓形接插件、“CD”表示低頻針孔式矩形接插件。第2部分用字母表示產品大小(有些型號省略了該字母),通常用字母“X”代表“小型”,無字母則表示菲小型。第3音B分用數字表示電極數目,也有一些產品用字母表示種類或安裝形式,如用“D”表示電源型接插件,用“Y”表示圓型電極等。第4部分用字母和數字表示產品其他規格、種類或序號等,具體由各廠家自行規定,一般無規律可循,表現形式五花八門。
實際上,在選擇和使用各種接插件時,一般并不特別強調型號(許多資料根本不說明型號),而是注重產品的實際功能、規格和主要參數等。表31-1給出了一些常用國產接插件的型號及性能參數,僅供參考。
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表31-1 幾種國產接插件的性能參數
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名稱
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型號
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極限參數
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性能參數
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結構特點
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額定電
壓(V)
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額定電
流(A)
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接觸電
阻(Ω)
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絕緣電阻
(MΩ)
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耐壓
(V)
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拔出力
(kgf)
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壽命(次)
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音頻
插頭、插座
(孔)
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CSX2-2.5
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27
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0.2
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≤0.03
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≥50
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200
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10000
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Φ2.5mm、二
芯,帶開關
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CKX2-2.5
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CSX2-3.5
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27
|
0.2
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≤0.03
|
≥50
|
200
|
|
10000
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Φ3.5mm、二
芯,帶開關
|
|
CKX2-3.5
|
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音頻
插頭、插座
(孔)
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CS-2
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50
|
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≤0.03
|
≥500
|
500
|
|
10000
|
Φ6.35m、二
芯,帶開關
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CK-2
|
|
|
|
CS-3
|
50
|
|
≤0.03
|
≥500
|
500
|
|
10000
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Φ3.8mm、
三芯,帶開關
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|
CK-3
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交流電
源插頭、
插座
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CTD-2
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DC: 350
AC: 250
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|
0.01
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≥1000
|
2000
|
1.55
|
5000
|
二極
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CZD-2
|
|
|
CTD-3
|
DC: 350
AC: 250
|
5
|
≤0.01
|
≥1000
|
2000
|
1.55
|
5000
|
三極(帶接
地插腳)
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CZD-3
|
|
CTY-2
|
250
|
1
|
≤0.01
|
≥1000
|
1000
|
0.21.8
|
1000
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二極,圓形
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|
CZY-2
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印制電路板插座
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CZJX-Y
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300
|
3
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≤0.01
|
≥1000
|
1000
|
≤5.5
|
500
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對應插件
為電路板
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|
CYl-20K
|
300
|
3
|
≤0.01
|
≥1000
|
1000
|
≤1.53
|
500
|
|
CYl-30K
|
≤24.5
|
集成電路
插座
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SZX-8
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0.2 2
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8腳
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SZX-1 0
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0.22
|
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10腳
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SZX-12
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0.42.5
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1 2腳
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SZX-14
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0.4 2.5
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14腳
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SZX-1 6
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30V
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0.1
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≤0.02
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≥500
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500
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0.63
|
200
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16腳
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SZX-1 8
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|
|
|
0.63
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18腳
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SZX-24
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0.84
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24腳
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SZX-28
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|
|
|
0.84
|
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28腳
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SZX-40
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1.25
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40腳
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產品標識
各種接插件由于外形跟其他元器件有明顯的差異,所以從外觀就能一眼識別出來。一般接插件都由插頭、插座兩部分構成,兩部分的接插電極數目是一致的,不過對于帶有開關功能的插座,其引腳數要多于對應插頭,使用時應分清楚各引腳的功能。如果無法觀察清楚或手頭無廠家提供的接線圖,可借助萬用表歐姆擋進行判斷。
三芯帶有雙自動開關功能的音頻插頭、插座,各接線端的功能如圖31-3 (a)所示,在使用時不可混淆。值得注意的是,由于外形和構造的不同等原因,這類產品的插座盡管其功能相同,但引腳排列并不完全相同,識別時應加以注意。
具有3個電極的220V交流電源插頭、插座,除了一極接相線(L)、一極接零線(N)外,剩下的非對稱電極要求接地線(E)。這3個電極的接線是有規定的,如圖31-3( b)所示。為了避免接線發生差錯,插頭、插座的相應電極旁邊一般都標有接線符號,使用時應注意識別,并正確接線。
集成電路插座的各電極排序規則跟集成電路完全一致,如圖31-3 (c)所示。印制電路板插座、電路板專用接插件等,一般均在適當位置標出引腳序號,使用時應注意識別。
USB接口有4個電極引腳,其中間兩個電極規定傳送數據(-DATA和+DATA)信號、兩邊的兩個電極分別用于傳送電源( Vcc)和接通電路地端(GND),如圖31-3 (d)所示,使用時應遵循這一接線規定。
電路符號
常用接插件在電路圖中的表示符號如圖31-4所示。注意:多個電極的插頭、插座分別通過虛線連接起來,表示一個完整的接插件。
接插件的一般文字符號為“X”,為了區分,常用“XP”表示插頭,用“XS”表示插座,用“XB”表示連接片。當同一個電路圖中出現多個接插件時,可按習慣在文字符號后面加上數字編號,以示區別。
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