D -subminiaturní - D-subminiature

Mužský konektor DE-9 (zástrčka)
Muž 13W3 konektor (zástrčka)

D-Sub nebo D-Sub je běžný typ elektrického konektoru . Jsou pojmenovány pro svůj charakteristický kovový štít ve tvaru písmene D. Když byly zavedeny, D-subs patřily mezi nejmenší konektory používané v počítačových systémech.

Popis, nomenklatura a varianty

Normální hustota konektorů velikosti DA, DB, DC, DD a DE
DB13W3 konektor se třemi koaxiální připojení a deset obyčejných čepů

D-sub obsahuje dvě nebo více paralelních řad kolíků nebo zásuvek obvykle obklopených kovovým štítem ve tvaru D, který poskytuje mechanickou podporu, zajišťuje správnou orientaci a může stínit proti elektromagnetickému rušení . Konektory D-sub mají pohlaví : části s kolíkovými kontakty se nazývají zástrčkové konektory nebo zástrčky , zatímco ty s zásuvkovými kontakty se nazývají zásuvkové konektory nebo zásuvky . Štít zásuvky pevně zapadá do krytu zástrčky. Panelové konektory mají obvykle 4-40 šroubovacích šroubů, které přijímají šrouby na krytu konektoru konce kabelu, které se používají k zajištění konektorů k sobě a nabízejí mechanické odlehčení tahu, a lze je utáhnout pomocí šestihranného nástrčného klíče 3/16 "(nebo 5 mm). Občas matice lze nalézt na konektoru konce kabelu, pokud se očekává připojení k jinému konci kabelu (viz obrázek DE-9 na obrázku). Při použití stíněných kabelů jsou stínění připojena k celkovému stínění kabelů. elektricky spojitá obrazovka pokrývající celý systém kabelů a konektorů.

Řadu konektorů D-sub představil Cannon v roce 1952. Systém číslování dílů Cannon používá jako předponu pro celou sérii D, za ním následuje jeden z A , B , C , D nebo E označující velikost skořepiny, následovaný počet pinů nebo zásuvek, za nimiž následuje buď P (zástrčka nebo piny) nebo S (zásuvka) označující pohlaví součásti. Každá velikost skořepiny obvykle (výjimky viz níže) odpovídá určitému počtu pinů nebo zásuvek: A s 15, B s 25, C s 37, D s 50 a E s 9. Například DB-25 označuje D -sub s velikostí skořepiny 25 poloh a konfigurací kontaktů 25 poloh. Kontakty v každé řadě těchto konektorů jsou od sebe vzdáleny 326/3000 palce od sebe, nebo přibližně 0,1087 palce (2,76 mm), a řady jsou od sebe vzdáleny 0,112 palce (2,84 mm); kolíky ve dvou řadách jsou odsazeny o polovinu vzdálenosti mezi sousedními kontakty v řadě. Tato vzdálenost se nazývá normální hustota . Přípony M a F (pro muže a ženy) se někdy používají místo původních P a S pro zástrčku a zásuvku.

Později konektory D-sub přidaly k původním velikostem skořepiny další kolíky a jejich názvy mají stejný vzorec. Například DE-15, který se obvykle nachází ve VGA kabelech, má 15 pinů ve třech řadách, všechny obklopené pláštěm velikosti E. Kolíky jsou rozmístěny horizontálně 0,090 palce (2,3 mm) a vertikálně 0,078 palce (2,0 mm), v čem se nazývá vysoká hustota . Ostatní konektory se stejnou roztečí pinů jsou DA-26, DB-44, DC-62, DD-78 a DF-104. Všichni mají tři řady kolíků, kromě DD-78, který má čtyři, a DF-104, který má pět řad v novém, větším plášti. Dvojitá hustota série D-SUB je možné i uspořádání hustší a skládá se z DE-19, DA-31, DB-52, DC-79, a DD-100. Každý z nich má tři řady kolíků, kromě DD-100, který má čtyři.

Normální hustota Vysoká hustota Dvojitá hustota
název Rozložení pinů název Rozložení pinů název Rozložení pinů
DA-15 8-7 DA-26 9-9-8 DA-31 10-11-10
DB-25 13-12 DB-44 15-15-14 DB-52 17-18-17
DC-37 19-18 DC-62 21-21-20 DC-79 26-27-26
DD-50 17-16-17 DD-78 20-19-20-19 DD-100 26-25-24-25
DE-09 5-4 DE-15 5-5-5 DE-19 6-7-6
19kolíkový 10-9 DF-104 21-21-21-21-20
23kolíkový 12-11

Tento vzorec pojmenování však není vždy dodržován. Protože osobní počítače nejprve používaly konektory DB-25 pro své sériové a paralelní porty, když sériový port pro PC začal používat 9pinové konektory, byly často označovány jako DB-9 místo konektorů DE-9, protože skutečnost, že B představovala velikost skořápky. Nyní je běžné vidět konektory DE-9 prodávané jako konektory DB-9. DB-9 téměř vždy odkazuje na 9pinový konektor s pouzdrem velikosti E. Nestandardní 23kolíkové konektory D-sub pro externí disketové jednotky a video výstup na většině počítačů Amiga jsou obvykle označeny DB-23 , přestože jejich velikost pláště je o dva piny menší než u běžných soketů DB. Několik počítačů také používalo nestandardní 19pinový konektor D-sub, někdy nazývaný DB-19, včetně počítačů Macintosh ( externí disketová jednotka ), Atari ST (externí pevný disk) a NeXT ( monitor s megapixelovým displejem a laserová tiskárna ).

Zástrčkový konektor DA-26, někdy nesprávně nazývaný DB-26HD nebo HD-26

Odrážející stejný zmatek písmen DB pouze s D, jak je uvedeno výše, konektory s vysokou hustotou se také často nazývají DB-15HD (nebo dokonce DB-15 nebo HD-15), DB-26HD (HD-26), DB-44HD, Konektory DB-62HD, respektive DB-78HD, kde HD znamená vysokou hustotu .

Cannon také produkoval “combo” D-subs s většími kontakty místo některých normálních kontaktů, pro použití pro vysoce proudové, vysokonapěťové nebo koaxiální vložky. DB-13W3 varianta byla běžně používaná pro vysoce výkonné připojení videa; tato varianta poskytovala 10 běžných (#20) pinů plus tři koaxiální kontakty pro červený, zelený a modrý video signál. Combo D-subs jsou v současné době vyráběny v široké škále konfigurací jinými společnostmi. Některé varianty mají aktuální jmenovité napětí až 40 A; ostatní jsou vodotěsné a splňují standardy IP67 .

Další rodina konektorů podobného vzhledu jako rodina D-sub používá názvy jako HD-50 a HD-68 a má skořepinu ve tvaru D přibližně v polovině šířky DB25. Jsou běžné v přílohách SCSI .

Původní konektory D-sub jsou nyní definovány mezinárodní normou, IEC 60807-3 / DIN  41652. Armáda Spojených států také udržuje další specifikaci pro D-subminiaturní konektory, standard MIL-DTL-24308 .

Micro-D a Nano-D

Porovnání mikrominiaturního konektoru D a zástrčky DE-9

Menší konektory byly odvozeny z D-sub včetně mikrominiatury D (micro-D) a nanominiatury D (nano-D), které jsou ochrannými známkami ITT Cannon. Micro-D je asi polovina délky D-sub a Nano-D je asi polovina délky Micro-D. Jejich primární aplikace jsou ve vojenské a vesmírné technologii . MIL-SPEC pro Micro-D je MIL-DTL-83513 a pro Nano-D je MIL-DTL-32139.

Typické aplikace

9kolíkový konektor male (DE-9M) (zástrčka) a 25pinový konektor (zásuvka) DB-25F) Šestihranné sloupky ( šroub 4-40 ) na obou koncích každého konektoru mají závitový čep upevňující konektory k kovovému panelu. Mají také závitové zásuvky pro připojení šroubovacích šroubů na plášti kabelu, které drží zástrčku a zásuvku pohromadě.

Komunikační porty

Nejširší aplikace D-subs je pro sériovou komunikaci RS-232 , ačkoli standard neučinil tento konektor povinný. Zařízení RS-232 původně používala DB25, ale pro mnoho aplikací byly méně běžné signály vynechány, což umožňovalo použití DE-9. Norma specifikuje zástrčku pro koncové zařízení a zásuvku pro modemy, ale existuje mnoho variací. Počítače kompatibilní s IBM PC mívají konektory male na zařízení a female konektory na modemech. Rané modely Apple Macintosh používaly konektory DE-9 pro sériová rozhraní RS-422 s více porty (která mohou fungovat jako RS-232). Pozdější modely Macintosh místo toho používají 8pinové miniaturní konektory DIN .

Na počítačích byly pro sériové porty RS-232 použity 25pinové a (počínaje IBM PC/AT ) 9pinové zástrčky; Pro paralelní porty byly použity 25kolíkové zásuvky (namísto portu Centronics , který se nachází na samotné tiskárně, což bylo nepohodlně velké pro přímé umístění na rozšiřující karty).

Mnoho jednotek nepřerušitelného napájení je vybaveno konektorem DE-9F, který slouží k signalizaci připojenému počítači prostřednictvím rozhraní RS-232. Často tato data neodesílají sériově do počítače, ale místo toho pomocí ovládacích linek potřesení rukou indikují vybití baterie, výpadek napájení nebo jiné podmínky. Takové použití není mezi výrobci standardizováno a může vyžadovat speciální kabely.

Síťové porty

Konektory DE9 byly použity pro některé sítě Token Ring i pro jiné počítačové sítě .

Pohled zezadu na router ZyXEL Prestige 100 ISDN . Všimněte si, že konektor pro DA15 10Base5 Ethernet i konektor DE9 pro sériovou komunikaci.

K připevnění jednotky rozhraní , které byly použity při 10Base5 „hustou síť“ v roce 1980 a 1990 používají DA15 konektory pro připojení mezi Attachment jednotek střední a ( Ethernet ) síťové karty , byť s posuvnou západku k uzamčení konektorů dohromady místo obvyklého šestihranné čepy se závitovými otvory. Posuvná západka byla zamýšlena tak, aby se rychleji zapojovala a uvolňovala a pracovala v místech, kde nebylo možné z důvodu tvaru součásti použít šroubováky.

Konektory DE-9 se běžně používají v síti Controller Area Network (CAN): konektory female jsou na sběrnici, zatímco konektory male jsou na zařízeních.

Počítačový video výstup

Zásuvka DE-15 (zásuvka), používaná pro porty VGA , SVGA a XGA

Samičí 9pinový konektor na osobním počítači kompatibilním s IBM může být výstupem pro zobrazení videa, jako je MDA , Hercules , CGA nebo EGA (zřídka VGA nebo jiné). I když všechny používají stejný konektor DE9, nelze všechny displeje zaměnit a monitory nebo video rozhraní se mohou poškodit, pokud jsou připojeny ke nekompatibilnímu zařízení pomocí stejného konektoru.

Pozdější adaptéry analogového videa ( VGA a novější) tyto konektory obecně nahradily zásuvkami s vysokou hustotou DE15 (ačkoli některá raná zařízení VGA stále používala konektory DE9). Konektory DE15 jsou podobné konektorům DE9 (viz výše).

Mnoho modelů Apple Macintosh, počínaje Macintosh II, používalo zásuvky DA15 pro analogový výstup videa RGB. Dřívější Apple IIgs používaly stejný konektor pro stejný účel, ale s nekompatibilním pinoutem . Digitální (a tedy také nekompatibilní) adaptér RGB pro Apple IIe také používal DA15F. Apple IIc používal DA15F pro pomocné video portu, který nebyl RGB, avšak za předpokladu, že potřebné signály pro odvození RGB.

Porty herního ovladače

Konektor DE9 používaný na řadě raných domácích konzolí a počítačů

Počínaje koncem sedmdesátých let herní konzole Atari 2600 používala pro konektory herního ovladače upravené konektory DE9 (samec v systému, samice na kabelu) . The Atari porty joysticku měl těla zcela z plastu, aniž by na kovový plášť, a vynechány dvojici upevňovacích šroubů. V následujících letech různé herní konzole a domácí počítače přijaly stejný konektor pro vlastní herní porty , i když nebyly všechny interoperabilní. Nejběžnější zapojení podporovalo pět digitálních připojení (pro pohyb nahoru, dolů, doleva a doprava a jedno tlačítko spouštění) plus jeden pár analogových potenciometrů nebo pádel 100 . Některé počítače podporovaly další tlačítka a na některých počítačích byla prostřednictvím herního portu podporována také další zařízení, jako je počítačová myš , světelné pero nebo grafický tablet . Na rozdíl od základních digitálních joysticků s jedním tlačítkem a základních pádel nebyla taková zařízení obvykle zaměnitelná mezi různými systémy.

Systémy využívající konektor DE9 pro jejich herní port zahrnovaly Texas Instruments TI-99/4A ; Atari 8bitové a ST linky; Commodore VIC-20 , 64 , 128 , a Amiga ; Amstrad CPC (při níž se používá řetězení při propojení dvou Amstrad specifické joysticky); MSX , Sharp X68000 a FM obce , převážně používán v Japonsku; ColecoVision ; rané platformy Sega (např. SG-1000 , Master System a Mega Drive/Genesis ); a 3DO Interactive Multiplayer . ZX Spectrum postrádal zabudovaným joystickem konektoru jakéhokoli druhu, ale náhradními rozhraní za předpokladu, že možnost připojení DE9 joysticky. Domácí počítače NEC (např. PC-88 , PC-98 ) také používaly konektory DE9 pro herní ovladače, v závislosti na použité zvukové kartě .

Mnoho počítačů Apple II také používalo konektory DE9 pro joysticky, ale měly ženský port na počítači a samec na ovladači, používaly spíše analogové než digitální páčky a pinout byl zcela odlišný od toho, který se používal na výše uvedených systémech. Konektory DE9 nebyly použity pro herní porty na systémech Apple Macintosh, Apple III , IBM PC nebo většině herních konzolí mimo výše uvedené příklady. Sega přešla na proprietární porty řadičů pro Saturn a Dreamcast .

Konektory DA15S se používají pro konektory joysticku PC, kde každý konektor DA15 podporuje dva joysticky, každý se dvěma analogovými osami a dvěma tlačítky. Jinými slovy, jeden konektor „herního adaptéru“ DA15S má 4 analogové vstupy potenciometru a 4 vstupy digitálního přepínače. Toto rozhraní je výhradně pro vstup, přestože poskytuje napájení +5 V DC. Některé joysticky s více než dvěma osami nebo více než dvěma tlačítky používají signály určené pro oba joysticky. Naopak jsou k dispozici kabely adaptéru Y, které umožňují připojení dvou samostatných joysticků k jednomu portu herního adaptéru DA15; pokud má joystick připojený k jednomu z těchto adaptérů Y více než dvě osy nebo tlačítka, budou fungovat pouze první dvě z nich.

Herní konektor IBM DA15 PC byl upraven tak, aby přidával (obvykle kompatibilní s MPU-401 ) MIDI rozhraní, a to je často implementováno do herních konektorů na zvukových kartách jiných výrobců, například v řadě Sound Blaster od Creative Labs . „Standardní“ přímý konektor herního adaptéru (představený společností IBM) má tři zemnící piny a čtyři napájecí piny +5 V a MIDI adaptace nahrazuje jeden z uzemnění a jeden z +5 V kolíků, oba ve spodní řadě pinů , se signálními piny MIDI In a MIDI Out. (MIDI Thru není k dispozici.) Creative Labs představilo tuto úpravu.

Neo Geo herní konzole AES také použit konektor DA15 však kolíky jsou zapojeny jinak, a proto není v souladu s pravidelnými regulátory DA15 počítačová hra.

jiný

25kolíkové zásuvky na počítačích Macintosh jsou obvykle jednostranné konektory SCSI , které kombinují všechny návraty signálu do jednoho kontaktu (opět na rozdíl od konektoru Centronics C50, který se obvykle nachází na periferii a pro každý signál dodává samostatný zpětný kontakt), zatímco starší Sun hardware používá konektory DD50 pro zařízení Fast-SCSI. Protože varianty SCSI od Ultra2 používaly diferenciální signalizaci, rozhraní SCSI Macintosh DB25 zastaralo.

Kompletní řada konektorů D-sub také zahrnuje DA15 (jedna řada 7 a jedna z 8), DC37 (jedna řada 18 a jedna z 19) a DD50 (dvě řady 17 a jedna ze 16); ty se často používají v průmyslových výrobcích, 15-ti cestná verze se běžně používá na rotačních a lineárních kodérech .

Počáteční počítače Macintosh a Apple II používaly pro připojení externích disketových jednotek obskurní 19kolíkový D-sub . Atari také používalo tento konektor na svém 16bitovém počítačovém rozsahu pro připojení pevných disků a laserové tiskárny Atari , kde byl znám jako port ACSI (Atari Computer System Interface) a port sběrnice DMA . Commodore Amiga použila stejně neobvyklou 23kolíkovou verzi jak pro svůj video výstup (DB23M), tak pro svůj port pro řetězení až 3 dalších externích disketových jednotek (DB23F).

V profesionálním zvuku několik konektorů používá konektory DB25 :

Ve vysílání a profesionálním videu je „paralelní digitální“ digitální video rozhraní, které používá konektory DB25, podle specifikace SMPTE 274M přijaté na konci 90. let. Běžnější „ sériové digitální rozhraní “ ( SDI ) SMPTE 259M využívá pro přenos digitálního video signálu konektory BNC .

Konektory D-SUB 37 se běžně používají v nemocničních zařízeních jako rozhraní mezi nemocničními lůžky a systémy přivolání sestry, což umožňuje připojení a signalizaci přivolání sestry, odchodu z lůžka a kabelového výstupu včetně ovládání televize a osvětlení.

Konektory DB-25 se běžně používají k přenosu analogových signálů pro posun paprsku a barvu do laserových projektorů, jak je uvedeno v protokolu ISP-DB25 publikovaném International Laser Display Association .

Typy připojení drátového kontaktu

Konektory IDC D-Sub DE-9 (male) a DA-15 (female)
Samec PCB pro montáž DD50 konektor (zástrčka)

K připojení vodičů ke kontaktům v konektorech D-sub se používá nejméně sedm různých metod.

  • Kontakty pájecího kbelíku (nebo pájecí mísy ) mají dutinu, do které je vložen a ručně pájen odizolovaný drát.
  • Izolační kontakty (IDC) umožňují natažení plochého kabelu na ostré prsty na zadní straně kontaktů; tato akce prorazí izolaci všech vodičů současně. Jedná se o velmi rychlý způsob montáže, ať už ručně nebo strojně.
  • Krimpovací kontakty jsou sestaveny vložením odizolovaného konce drátu do dutiny v zadní části kontaktu, poté rozdrcením dutiny pomocí krimpovacího nástroje, což způsobí, že dutina pevně uchopí drát v mnoha bodech. Zalisovaný kontakt se poté zasune do konektoru, kde zapadne na místo. Jednotlivé zvlněné kolíky lze později odstranit vložením speciálního nástroje do zadní části konektoru.
  • Piny PCB jsou připájeny přímo na desku s plošnými spoji a ne na vodič. Tradičně skrz otvor pokovené byly použity (THP) board styl kolíky ( tisk ), ale stále více Výklopné pro povrchovou montáž (SMD) spoje jsou používány, ačkoli druhý často projevují problémy kontaktní pájecí plošky, když jsou vystaveny mechanickému namáhání. Tyto konektory jsou často namontovány v pravém úhlu k desce plošných spojů, což umožňuje připojení kabelu k okraji sestavy desky plošných spojů. Zatímco úhlové konektory tradičně zaujímaly značný prostor na desce plošných spojů, varianty plochých konektorů SMD vyrábějí různí výrobci. Elektrické/mechanické kotevní body (často pájené) pro plášť konektoru a zajišťovací šrouby jsou také k dispozici, ale výrazně se liší ve své poloze mezi variantami konektorů USA a EU, takže je třeba použít správný typ, pokud není deska plošných spojů navržena tak, aby přijímala oba. Konektory DPS jsou k dispozici ve variantách s palcovým nebo metrickým roztečí pájených kontaktů. Tolerance jsou obvykle dostatečně velké, aby umožnily montáž menších konektorů bez ohledu na použitou variantu rozteče, ale to neplatí pro větší konektory.
  • Pájecí spoje jsou vyrobeny obalením drát kolem čtvercového sloupku s drátem zábal nástroj. Tento typ připojení se často používá při vývoji prototypů.

Styly zapojení drátu a připojení IDC musely zápasit s nekompatibilními roztečemi pinů na 0,05 v plochém kabelu nebo0,1 v mřížce desky proto, zejména pro větší počty pinů.

Používání

25pinový konektor D-sub se stále příležitostně používá v nahrávacích studiích pro vícekanálový analogový zvuk a digitální zvuk AES .

Rodina konektorů D-sub se nyní kvůli velikosti a nákladům běžně nepoužívá v počítačovém průmyslu. Pro přenosná zařízení, jako jsou PDA , MP3 přehrávače, notebooky a smartphony, je konektor D-sub příliš velký na to, aby se vešel.

Kvůli jejich relativní složitosti (kovový štít ve tvaru D, šrouby a matice) jsou konektory D-sub ve své podstatě dražší než pozdější konektory, které je nahradily.

Fyzický design konektorů D-sub není vhodný pro spotřebitelské aplikace typu plug-and-play. Tenké kovové kolíky, zejména u konektorů s vyšší hustotou, se snadno ohnou nebo zlomí, zvláště pokud jsou často zapojeny dotykem za zařízení. Potřeba utáhnout šrouby pro bezpečné spojení je těžkopádná. Existuje také vysoké riziko zkratování samčích kolíků s okolním okrajem spojovacího konektoru. Ačkoli existují konektory D -sub odolné vůči ESD a EMI , základní konstrukce nebyla nikdy určena k ochraně před elektrostatickým výbojem nebo elektromagnetickým rušením ani k usnadnění velmi vysokofrekvenčního propojení.

Pro video aplikace byl konektor DE15HD nahrazen konektory DVI , HDMI a DisplayPort . Významnou výjimkou z této náhrady je několik stále používaných analogových monitorů CRT : analogová verze konektoru DVI je cenově podobná a složitější než D-sub, takže posun od D-subs byl v tomto případě pomalý . U většiny spotřebitelských aplikací byly sériové a paralelní konektory D-sub nahrazeny fyzicky mnohem jednoduššími a levnějšími konektory IEEE 1394 (FireWire), SATA , USB , Thunderbolt nebo modulárními . Tyto konektory bývají méně odolné a trvanlivé než konektory D-sub-například konektor SATA jako součást kabelové sestavy je navržen tak, aby vydržel pouze 50 ručních zasunutí-ale robustnost D-sub je více, než je v případě mnoho aplikací spotřebního zboží.

Vzhledem k prostředí v továrnách a továrnách se běžně používají sériové a paralelní protokoly (a v některých případech i současné standardy) pro kombinaci maximální délky kabelu, dostatečné rychlosti a kompatibility se starým zařízením s dlouhou životností. Protože konektory D-Sub zůstaly u těchto specifikací oblíbené, stále se dnes běžně používají tam, kde je vyžadována jejich robustnost. Ceny konektorů jsou také méně znepokojující, protože většina průmyslových zařízení má omezenou výrobu s vyššími značkami na jednotku a obecně se očekává, že budou podpořeny smlouvami o poskytování služeb.

Viz také

Reference

externí odkazy

  • "25kolíkový konektor D-sub samec", konektor , RU: Pinouts, archivováno z originálu 2009-10-05 , vyvoláno 2009-10-23. Komplexní schémata zapojení DB25: Tascam, Apple, SCSI atd.
  • Konektor , RU: Vývody. Seznam běžných počítačových konektorů, včetně většiny D-sub.
  • „9kolíkový konektor D-sub samice“, konektor , RU: Pinouts, archivováno z originálu 2007-09-01 , vyvoláno 2007-08-28. Zařízení s konektory DE-9.
  • DE-9 konektor RS-232 pinout.