Электрические соединители относятся к одному из самых массовых классов компонентов, используемых в радиоэлектронной аппаратуре (РЭА). АО «Карачевский завод „Электродеталь“» является крупнейшим и старейшим предприятием в России, специализирующимся на разработке и производстве соединителей для военного и общепромышленного применения. Предприятие выпускает более 49 000 типономиналов соединителей.
В рамках программы Правительства РФ по импортозамещению предусмотрено воспроизводство импортной электронной компонентной базы (ЭКБ), которая используется разработчиками в новой РЭА или планируется к использованию в ближайшей перспективе. Настоящим прорывом в данной отрасли стало освоение в серийном производстве экранированного соединителя СП388 (см. рис. 1), соответствующего стандарту VPX (VITA 46/48), для применения в современных высокопроизводительных бортовых системах обработки информации с высокой надёжностью и устойчивостью к внешним воздействиям.
Стандарт VPX предназначен для аэрокосмических и военных применений. При его разработке было важно сохранить максимальную совместимость со стандартом шины VME, значительно увеличить скорость передачи данных, улучшить технологию охлаждения, реализовать возможность быстрой замены модулей в полевых условиях. В настоящий момент развитие стандарта происходит в соответствии с дорожной картой, разработанной VSO (VITA Standards Organization). Перспективный стандарт модульных высокопроизводительных систем VPX (VITA 46/48) разработан с учётом серьёзных требований, предъявляемых к военной и авиа-
ционно-космической технике.
Основные особенности стандарта VPX (VITA 46):
- форм-фактор 3U или 6U;
- 7-рядный разъём передачи данных со скоростью до 6,25 Гбит/с;
- поддержка различных последовательных интерфейсов;
- использование мезонинных структур РМС или ХМС;
- гибридные разъёмы для кросс-плат с возможностью подключения VME64-, VXS- или VPX-устройств.
Стандарт VPX REDI (VITA 48) содержит рекомендации по проектированию слоёв печатных плат для обеспечения оптимальных условий теплоотвода и применению материалов покрытия.
Соединитель СП388, соответствующий стандарту VPX, является полным аналогом соединителей серии Viper VP773(6) и VJ773(6) компании Amphenol, имеет высокую плотность контактов (до 933 в зависимости от исполнения), модульную конструкцию (3U и 6U) и предназначен для монтажа на печатную плату методом «пресс-фит». Соединители обеспечивают возможность «горячей замены», т.е. возможность оперативно заменять или добавлять необходимые вычислительные модули. Обеспечиваемая соединителем скорость передачи данных – до 10 Гбит/с.
В составе соединителя имеются четыре вида модульных вставок: несимметричная, два типа дифференциальных и питание. Дифференциальные вставки предназначены для соединения между собой дифференциальных линий (сопротивление дифференциальных линий – 100 Ом). Все дифференциальные линии связи экранированы друг от друга, что обеспечивает электромагнитную развязку между линиями и снижение потерь. Несимметричная вставка предназначена для соединения сигнальных линий с сопротивлением 50 Ом. Ключевые особенности соединителей СП388:
- модульная высокоплотная компактная структура;
- высокоскоростная многоканальная передача данных посредством дифференциальных линий связи (до 98 вставок по 2 дифференциальные пары);
- возможность изменять состав модулей соединителя, что позволяет повысить его универсальность, расширить сферу применения;
- высокая надёжность и устойчивость к внешним воздействующим факторам обеспечивается за счёт наличия жёсткого металлического корпуса, предохраняющего соединитель от механических воздействий и электромагнитных помех;
- возможность «горячей замены» модулей;
- возможность кодировки разъёма благодаря наличию кодовых штырей.
Возможность «горячей замены» в соединителе реализована следующим образом. Заходная часть контактов заземления вилки в месте сочленения с розеткой на 2 мм длиннее, чем у остальных контактов. При стыковке вилки и розетки сначала соединяются линии заземления (происходит заземление стыкующихся плат на общую «землю» вычислительной системы), а затем уже сигнальные линии и линии питания. Такое конструктивное решение позволяет без перегрузок снимать статические напряжения и защищать систему от внештатных ситуаций.
Основные технические характеристики соединителя СП388:
- волновое сопротивление – 100 Ом;
- вносимые потери – не более 1 дБ на частотах до 3 ГГц;
- максимальный ток сигнальных контактов – 1 А;
- максимальный ток силовых контактов – 6 А;
- рабочее напряжение – 50 В;
- электромагнитная развязка между соседними линиями – не хуже 34 дБ;
- скорость передачи данных – до 10 Гбит/с;
- число циклов коммутации – до 500;
- наработка на отказ – 1000 часов;
- срок сохраняемости – 25 лет.
Среди основных применений соединителей СП388 можно выделить:
- высокопроизводительные вычислительно-управляющие системы магистрально-модульного типа для жёстких условий эксплуатации (см. рис. 2);
- комплексы бортового оборудования на базе интегрированной модульной авионики;
- VPX-модули различного назначения (см. рис. 3);
- одноплатные компьютеры;
- DSP-процессоры;
- носители мезонинов PMC/XMC;
- коммутаторы Gigabit Ethernet;
- мезонинные модули.
Соединители СП388 являются эффективным решением для применения в современных высокопроизводительных системах обработки информации, обеспечивающих высокую надёжность и устойчивость к воздействию внешних факторов. Использование модульных систем на основе стандарта VPX позволит создавать унифицированную РЭА различного назначения, что значительно сократит время и расходы на разработку или модернизацию аппаратуры.
