符合VITA74标准的国内外连接器对比分析

尚兴荣 程成 曹永泉

摘要：针对符合VITA 74标准的连接器，结合目前国内外连接器的应用经验，对国内外产品进行了产品结构、接触方式、性能指标、使用方法等方面的对比分析研究。

关键词：VITA 74标准;连接器;对比

0 引言

ANSI/VITA 74.0—2017标准介绍了一种专门为恶劣环境所设计的小型嵌入式计算平台架构，定义了机械和电气标准来实现小型化模块系统，提供快速的串行结构互连。该标准相对于3U及6U模块能够在设备尺寸、重量、功耗和成本方面实现较大的节省。该标准提供了在模块级（电气、机械和热）定义和固定的所有接口，使热和机械接口简单而统一。该标准定义了两种结构的子卡类型，分别为19 mm和12.5 mm标准，并规定了连接器的位置、装配孔的位置和组件的外形。

1 研究主要内容

本文针对符合VITA 74标准的国内外连接器产品进行了产品结构、接触方式、性能指标、使用方法等方面的对比分析研究。

2 国外产品与国内产品对比分析

2.1    外形尺寸及基本结构对比

国外连接器产品外形尺寸如表1所示。

国内连接器产品外形尺寸较国外产品相当，均满足国外产品外形尺寸要求，满足VITA 74标准接口要求。

国外连接器产品由注塑成型的基座、冲压成型的接触件、定位附件及导向附件组成，如图1所示。

国内连接器产品由金属外壳、注塑成型的基座、冲压成型的接触件、定位附件及导向附件组成，如图2所示。国内产品相对于国外产品，采用整体金属外壳、导向件外壳一体化设计等加固方式，提升产品耐环境性能、机械性能，使其满足军用产品使用要求。而且金属外壳具有较强的坚固性，同时对于外界干扰信号的屏蔽具有明显优势。

2.2    接触形式对比

国外连接器的接触件为一端刚性针、一端弹片式结构，均采用金属模具冲压加工成型，如图3所示。当插头、插座对接插合时，插针接触件与插孔接触件之间理论上为线接触（当插孔接触件或插针接触件有偏斜时为点接触），主要是靠插孔接触件的悬臂梁结构产生的正压力来实现接触。该种接触方式为单边接触形式，虽可满足民用产品低量级振动、冲击环境的使用要求，但是在军用强振动、冲击环境下，存在接触不可靠的风险。

国内系列产品存在双面接触的接触件形式、三触点的接触件形式以及单面双触点形式，如图4所示，国内3种接触形式均在产品的对接和抗振动、抗冲击等方面具有较好的效果，在强振动和冲击条件下接触压力稳定，不会发生瞬断。

2.3    植球对比

国外连接器产品采用单侧铆接锡块结构，锡块与接触件采用机械冲压铆接方式实现固定，如图5所示。国内连接器产品目前也有采用国外相似结构——单侧铆接锡块结构，如图6所示;国内连接器产品的另一种铆接形式采用了双侧铆接锡块结构，焊锡量高于国外产品，且锡块与针体保持力更大，不易掉落，其与印制板焊盘所形成的焊点也更大，连接可靠性更高，如图6所示。

2.4    主要性能指标对比

国内产品及国外产品主要性能指标对比如表2所示。

根据表2所示，国内产品能够满足国外产品对传输速率、特性阻抗、机械寿命方面的要求;国内连接器较国外产品在介质耐压、绝缘耐压、随机振动及盐雾项目指标方面均有提高，能够适用于严苛的军用环境。

2.5    焊接对比

国外连接器产品采用单侧鉚接锡块结构，焊接时钢网设计开孔较国内产品推荐略有增加，以确保产品焊接时的锡量，保证产品与印制板的可靠接触。国内系列产品1针脚两侧均有锡料，即使推荐钢网开孔较国外较小，也可保证焊接足量的锡料，保证产品焊接可靠性。表3和图7为国外产品及国内产品焊接对比情况。

国外产品可靠自重在产品焊接过程中自由下落，最终与印制板贴平;国内产品需在焊接前贴装产品时将产品与印制板预锁紧，保证针脚锡块与锡膏充分接触。

2.6    对比小结

2.6.1    产品主要相同点

对国外产品、国内产品进行对照，二者相同点如表4所示。

2.6.2    产品主要不同点

国外产品、国内产品的主要不同点如表5所示。

3 结语

通过以上分析可知，国内连接器采用了金属壳体加固、多点接触的接触件形式及锡块铆接结构，提高了产品耐环境性能和抗振动、抗冲击能力以及锡块在针脚处的保持力，同时产品外形尺寸和印制板开孔尺寸兼容国外产品，可以原位替换。

[参考文献]

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[3] 苏晓东，苏峰，宋蔚阳，等.基于VNX总线的航天飞行器综合控制系统设计[J].计算机测量与控制，2019，27（3）：117-120.

收稿日期：2021-04-25

作者简介：尚兴荣（1992—），女，上海人，助理工程师，研究方向：高速连接器。