帶狀電纜簡(jiǎn)介

帶狀電纜是指具有多根用一根扁平的寬帶子綁在一起的導(dǎo)線。帶狀電纜的概念很簡(jiǎn)單，但是它的實(shí)現(xiàn)各不相同。帶狀電纜是一種通稱，泛指由多根導(dǎo)體或多根單芯、線纜平行地排列在同一個(gè)平面上并加以絕緣或固定的電纜。

背景

最初的3-M帶狀電纜是在一跟粗大而突出的灰色塑料絕緣媒質(zhì)中嵌入多跟電線。后來(lái)的彩色電纜，類似綁在一起的單獨(dú)的圓形電線。最終，某些帶狀電纜在一跟堅(jiān)硬的塑料絕緣帶的表面支持它們的電線。每種絕緣體配制具有不同的高頻特性。

無(wú)論絕緣體裝配是怎樣的，帶狀電纜線總是在精確控制隔離的情況下彼此平行排列。統(tǒng)一的隔離便于制作多端連接器，在一次快速的操作中同時(shí)將每跟線卷曲進(jìn)帶中。這個(gè)同時(shí)卷曲的過(guò)程是一種連接到多線電纜的并不昂貴的方式。今天帶狀電纜的廣泛應(yīng)用是因?yàn)樗蛇B接多端口使得造價(jià)低廉。

幸運(yùn)的是，帶狀電纜線的統(tǒng)一隔離產(chǎn)生了一個(gè)有用的副作用：帶狀電纜成為優(yōu)質(zhì)的傳輸線。

發(fā)展

多年來(lái)，傳統(tǒng)的圓線電纜被廣泛地應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、軍事、科學(xué)技術(shù)等各方面的電子電器設(shè)備的互連接線。1950年出現(xiàn)了高封裝密度的硬印刷電路板, 它有效地降低了成本, 提高了可靠性。以后試將扁導(dǎo)體放在兩層性能優(yōu)良的絕緣材料之間，構(gòu)成了柔軟印刷電路的形式。這種柔軟印刷電路今天在國(guó)外已被廣泛應(yīng)用于電子裝備、 計(jì)算機(jī)互連線，汽車儀表接線等。為了進(jìn)一 步改進(jìn)互連系統(tǒng)直到近二十年才把早在1881年就已經(jīng)提出的帶狀電纜型 式做為電子布線開(kāi)始應(yīng)用。第一根帶狀電纜是1956年設(shè)計(jì)采用蝕刻法制造的長(zhǎng)1米，寬42毫米，導(dǎo)體中心距為1毫米的40根扁導(dǎo)體的帶狀電纜做為制導(dǎo)系統(tǒng)的傳輸線。此后，但作為電子布線開(kāi)始應(yīng)用還是僅二十年的事，特別最近十年來(lái)，由于空間技術(shù)的迫切需要，電子設(shè)備向小型化、輕量化方向發(fā)展，均要求減少布線的體積和重量，于是帶狀電纜得以承認(rèn)和應(yīng)用。尤其在美國(guó)得到了異常迅速的發(fā)展，多品種多規(guī)格的新的一族。

特性

最通用的帶狀電纜的導(dǎo)體中心距為0.06英寸 (1.27 毫米 ), 當(dāng)規(guī)格為AWG26 或 28（0.13~0.08毫米 )時(shí), 導(dǎo) 體是單線或紋線；規(guī)格為AWG30時(shí), 導(dǎo)體為單線。共有18種不同寬度 ，9~64芯。電纜的額定電壓為150伏或300 伏, 額定電流為1 安培。標(biāo)準(zhǔn)的帶狀電纜連接器適用于電纜規(guī)格范圍。有些電纜還包含撓性編織金屬接地面或編織金屬屏蔽。當(dāng)傳送較大電流時(shí)，使用導(dǎo)線和中心距較大的電纜。 

最通用的絕緣為聚氯乙烯，額定工作溫度到150度，一 般用于箱體內(nèi)部電子組件的連接。而聚乙烯絕緣、外包復(fù)聚氯乙烯的帶狀電纜由于損耗較小，故用 于箱體外部連接。聚乙烯絕緣的額定工作溫度到75℃。

聚氯乙烯絕緣、導(dǎo)體中心距為0.05英寸（1.27毫米）電纜的特性阻抗從AWG30的125歐到AWG26的93歐。相應(yīng) 聚乙烯絕緣電纜的特性阻抗從110歐到80 歐。

電容是另一 重要特性，聚氯乙烯電纜傳送信號(hào)導(dǎo)線的電容從AWG30的13微微法 /英尺到AWG26的15.1微微法 /英尺，聚乙烯絕緣電纜則從15.5~ 20微微法 /英尺。

帶狀電纜由于緊密排列，電纜之間有時(shí)產(chǎn)生電容禍合。屏蔽電纜可降低電纜內(nèi)部電容，并保護(hù)導(dǎo)線免受電磁和射頻干擾。帶狀電纜鄰近導(dǎo)線上的信號(hào)干擾稱串音， 一般以10英尺長(zhǎng)度計(jì)，用鄰近導(dǎo)線信號(hào)強(qiáng)度的百分?jǐn)?shù)表示。通常，串音表示為具有不同上升時(shí)間的信號(hào)。

分類

帶狀電纜約可分為五種類型：扁導(dǎo)體帶狀電纜、圓導(dǎo)體帶狀電纜帶狀傳輸線電纜、柔軟印刷布線、疊層式供電母線。

1.扁導(dǎo)體帶狀電纜。將多根平行放置的扁導(dǎo)體固定在絕緣層之間而構(gòu)成的電纜。根據(jù)使用要求不同，可供低頻信號(hào)或一般傳輸電流用。

2.圓導(dǎo)體帶狀電纜。由多種產(chǎn)品類型組成，可用單根導(dǎo)休或紋線做導(dǎo)體。一次平行絕緣多根導(dǎo)體或單報(bào)導(dǎo)體絕緣后枯接或編織成帶狀，還可以把阻抗和尺寸都不同的導(dǎo)線與同軸電纜或單獨(dú)屏蔽導(dǎo)線一起組成帶狀。

3.帶狀傳輸線電纜?，F(xiàn)有扁乎導(dǎo)體和圓導(dǎo)體二種結(jié)構(gòu)一般由小線規(guī)的導(dǎo)線做成，供高速計(jì)算機(jī)傳輸毫微秒脈沖。

4.柔軟印刷布線。指按電路設(shè)計(jì)要求把導(dǎo)體蝕刻在柔軟的絕緣薄膜上，再在導(dǎo)體表面熱壓一層絕緣薄膜而構(gòu)成的一種連接線，它基本上屬于一種柔軟的印刷電路板。

5.疊層供電母線。把平行導(dǎo)體和絕緣體交互層疊而成，它有低阻抗、低電阻，因而具有過(guò)濾夾自開(kāi)關(guān)回路噪音的機(jī)能，分線比較方便，最適宜做設(shè)備的供電線路。

優(yōu)點(diǎn)

帶狀電纜與普通圓線電纜相比，具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，美國(guó)道格拉斯導(dǎo)彈和空間分公司于1966年曾在土星-v 第三級(jí)火箭的后緣用 了 50000尺扁導(dǎo)體帶狀電纜與圓電纜進(jìn)行了對(duì)比性工程 安裝研究。結(jié)果表明，扁導(dǎo)體帶狀 電纜具有重量輕、體積小、費(fèi)用低、可靠等優(yōu)點(diǎn)。

1.重量輕：由于扁導(dǎo)體帶狀電纜的層疊和夾具、支撐物的簡(jiǎn)化，致使在這方面的重量比圓線電纜減輕80%以上。另外導(dǎo)體做成插針式的連接器比現(xiàn)有的園型連接器減輕40% 。由于扁導(dǎo)體電纜應(yīng)力分配均勻，提高了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，因此可以使導(dǎo)體的截面積減小到電流容量所需要的尺寸。例如 普通圓安裝線采用0.15毫米的導(dǎo)體，而扁導(dǎo)體帶狀電纜可選用相當(dāng)于0.24毫米的導(dǎo)體，且依然強(qiáng)韌和柔軟。在使用 較小線規(guī)的導(dǎo)體后可以減輕60~70%。

2.減小體積。扁導(dǎo)體帶狀電纜比普通圓線電纜有更高的封裝密度。因此在許多新的航空及其他設(shè)備中改用 了扁導(dǎo)體帶狀電纜。例如，阿波羅望遠(yuǎn)鏡架的平衡系統(tǒng)由于容納不下所需的國(guó)線纜數(shù)量而采用扁導(dǎo)體帶狀電纜，美國(guó)海軍標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)彈和海神導(dǎo)彈以及E2C和E14飛機(jī)的一些電子設(shè)備也由于同一原因而采用扁導(dǎo)體帶狀電纜。在隧道 區(qū)域和其他擁擠的場(chǎng)合能留給扎線線路的位置最窄,這里采用扁導(dǎo)體帶狀電纜優(yōu)點(diǎn)特別明顯，可以減小體積80%~90%。加之扁導(dǎo)體矩形連接器系統(tǒng)的采用安裝時(shí)據(jù)說(shuō)體積可以減少50%。

3.降低費(fèi)用。材料費(fèi)、設(shè)計(jì)研制費(fèi)、 制造費(fèi)和安裝費(fèi)等對(duì)降低成本起著重要作用。據(jù)S-IV B火箭扁導(dǎo)體帶狀電纜研制計(jì)劃比較，扎線制造費(fèi)用降低80%。 1960年S- IV B火箭后緣采用扁導(dǎo)體帶狀電纜后材料估計(jì)節(jié)約33%。

4.可靠。用扁導(dǎo)體帶狀電纜做互連扎線在某些范圍提高了可靠性。絕緣的高抗張強(qiáng)度和平面型結(jié)構(gòu)，使電纜受力均勻，提商了耐操作和動(dòng)態(tài)工作負(fù)載的能力。在使用較小尺寸的導(dǎo)體時(shí)，優(yōu)點(diǎn)更為顯著，在這種情況下， 帶狀電纜能拉伸30%無(wú)損壞。對(duì)于合金導(dǎo)體拉伸至50%時(shí)就已損壞。扁導(dǎo)體帶狀電纜的端接易采用機(jī)械化，簡(jiǎn)單，可靠。扁導(dǎo)體散熱快，保證了較低的工作溫度 ，在許多應(yīng)用中已證明扁導(dǎo)體帶狀電纜是可靠的。

缺點(diǎn)

帶狀電纜在使用中會(huì)遇到一系列技術(shù)、工藝問(wèn)題有待解決。

1.圓線電纜在端接處絕緣導(dǎo)體互相調(diào)換位置比較機(jī)動(dòng)靈活，而帶狀電纜的導(dǎo)體與接插件間的位置幾乎已定，調(diào)換困難。

2.帶狀電纜在多層重疊應(yīng)用時(shí)，層間線對(duì)干擾較，， 應(yīng)在電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與安裝時(shí)設(shè)法排除或改善。

3.從二十年來(lái)國(guó)外使用扁導(dǎo)體帶狀電纜的情況看來(lái)，它雖具備一些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，但還不能代替一個(gè)完整的畫(huà)線系統(tǒng)。實(shí)踐證明在體積和重量比較強(qiáng)調(diào)的導(dǎo)航設(shè)備、空間飛行裝置上采用扁導(dǎo)體電纜更為適宜，而圓導(dǎo)體的帶狀傳輸線在計(jì)算機(jī)等方面的應(yīng)用超出了人們的應(yīng)用。

應(yīng)用

一般應(yīng)用

正因?yàn)閹铍娎|具有許多優(yōu)點(diǎn), 所以它現(xiàn)在不僅在軍事無(wú)線電電子學(xué)方面而且在民用方面也得到了廣泛地應(yīng)用，特別是隨著空間技術(shù)的日益發(fā)展，能滿足嚴(yán)格要求的帶狀電纜越來(lái)越交歡迎。已大量應(yīng)用于飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、衛(wèi)星和宇宙飛船地面支援設(shè)備、電子計(jì)算機(jī)、儀表、 控制系統(tǒng)、發(fā)送和反饋設(shè)備、遙測(cè)與通信設(shè)備等。

特殊應(yīng)用

扁導(dǎo)體帶狀電纜能夠完成一般圓電纜不能完成的特殊任務(wù)。

1、沿帶狀電纜長(zhǎng)度方向做成垂直的細(xì)小波紋，使其更加柔軟。這種型式的電纜適于安裝在一端為固定，另一端為可開(kāi)關(guān)或拉出裝置之間的電子控制柜的電器連接, 并能保證可靠的工作。

2、利用聚醋薄膜的熱定型特性，可將帶狀電纜制成波紋護(hù) 和回旋狀等可伸縮的電纜元件，波紋狀帶狀電纜、端安裝在固定的端板上，另一端裝在可移動(dòng)的拉出裝置上。

3、在平移動(dòng)作的拉出裝置的電器連接中可采用“U”形帶狀電纜。它可以允許很小的彎曲半徑。