GB T 5962-1995 NIM标准仪器系统.pdf
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1、ICS 27.120. 10 F 81 每昌中华人民共和国国家标准GB/T 5962-1995 NIM标准仪器系统NIM standard instrumentation system 1995-12-08发布1996-10-01实施国家技术监督局发布目次1 主题内容与适用范围. . . . . . ( 1 ) 2 引用标准. .( 1 ) 3 术语. . ( 1 ) 4 NIM插件. . . . . . . . . . . ( 1. ) 5 NIM机箱. . .( 4 ) 6 校准. . . . ( 5 ) 7 电源.(5 ) 8 ECL(发射极桐合逻辑电路)在前面板的相互连接. ( 7 )
2、 9 数字总线(NIM/488). . ( 8 ) 10 电气安全要求. . . . ( 8 ) 附录AECL(发射极藕合逻辑电路)在前面板的相互连接(参考件) . ( 37 Y 附录B标准NIM数字总线(NIM/488)(参考件). ( 38 ) 中华人民共和国国家标准NIM标准仪器系统G/T 5962-1995 NIM standard instrumentation system 代替GB5962-86 1 主题内容与适用范围本标准规定了包括NIM标准仪器插件、机箱、电源在内的NIM标准仪器系统的技术规范和基本安全要求,并给出了对ECL(发射极藕合逻辑电路前面板的相互连接和NIM/488
3、数字总线的要求等。本标准适用于包括NIM标准仪器插件、机箱、电源、ECL在前面板的互连和NIM/488数字总线在内的NIM标准仪器系统的设计和制造。2 引用标准GB/T 3047.2 高度进制为44.45mm的面板、机架和机柜的基本尺寸系列GB 4793 电子测量仪器安全要求GB 5964 核仪器用高压同轴连接器EJ/T 528 核仪器基本安全要求ZBY 207.1 可程控测量仪器的接口系统(字节串行、位平行)第一部分功能规范、电气规范、机械规范、系统应用及对设计者和使用者的要求3 术语3.1 NIM插件NIM module 能安装在NIM机箱内,符合本标准第4章所有要求的插件式仪器或单元。3
4、.2 NIM机箱NIM bin 安装NIM插件的机箱。它包含安装NIM插件的12个单位宽的导轨,及12个向NIM插件供电和传递信息的机箱连接器,它必须符合本标准第5章的所有要求。3.3 NIM插件连接器NIM module conn配torNIM插件后面板下侧的连接器(42芯插头)。3.4 NIM机箱连接器NIM bin connector NIM机箱后内侧的实现插件与机箱之间连接的连接器(42芯插座PGIBPG12目。3. 5 电源连接器power supply connector 实现机箱背部电源或外接电源等与机箱之间连接的连接器(PG13PG14)。4 NIM插件4.1 概述标准插件必须
5、符合图1和表1、表2的规定(插件面板上与机箱的紧固件,可根据使用要求采用公制螺钉或相对应的英制螺钉,有关图、表中不再加注)。一个标准机箱可以容纳12个基本宽度的插件,凡基本宽度整数倍(小于12)的插件均可插入标准机箱以构成各种组合体。国家技术监督局1995-12-08批准1996-10-01实施1 GB/T 5962-1995 标准插件面板高度的标称值为5U(222mm)。注z需要时也允许使用另一种面板高度,其标称值为3U(l33mm)。4.2 标准电压标准电压为直流士24.OOV , :!:12. OOV,士6.00V和交流117V。插件所需的标准电压通过标准机箱上的机箱连接器获得。对于交流
6、电,在某些特殊情况下,例如交流母线被使用者截断或者对交流功率的需求占机箱允许能力的很大部分,则特殊插件所需要的交流电可通过置于插件后面板(从底起76.2mm以上位置的专门连接器另行接入。4.3 信号连接器和高压连接器信号连接器必须采用500BNC型(或采用50CM型),用于5kV直流高压的连接器必须符合GB 5964中E型高压同轴连接器的规定。信号和高压连接器可安装在插件的前面板或后面板(从底起76.2mm以上位置)上。4.4 NIM/488 数字总线信号连接器4.4.1 连接器选用24针AMPCHAMP连接器。4.4.2 连接器安装要求连接器安装在后面板,由后面板观察连接器,1号插针在上侧。
7、4.4.3 连接器插针分配如下所示:触点(插针)信号线触点(插针)1 DI01 13 2 DI02 14 3 DI03 15 4 DI04 16 5 EOI(24) 17 6 DAV 18 7 NRFD 19 8 NDAC 20 9 IFC 21 10 SRQ 22 11 ATN 23 12 SHIELD 24 4.5 前置放大器连接器信号线DI05 DIO 6 DI07 DI08 REN(24) Gnd(6) Gnd(7) Gnd(8) Gnd(9) Gnd (10) Gnd(11) Gnd LOGIC 选用九芯插头、插座作为前置放大器连接器。推荐型号为CDl-9-J,各插脚的功能如下:插脚
8、1 2 3 4 5 6 7 8 9 功能地+12V -24V +24V -12V 4.6 通风插件允许垂直通风,为此必须提供不小于插件总水平面投影10%的开孔面积(合理分布),直径小于2.8mm的孔不包括在该面积内。通风孔最大直径为归mm。4. 7 逻辑电平(优先选用)2 逻辑1逻辑0输出必须提供1)+4V+12V +lV-2V 输入必须响应幻+3V+12V +1. 5V-2V GB/T 5962-1995 注:1)必须提供指插件必须向额定负载大于lk.l)提供在上述范围内的电压电平。2) 必须响应指插件对上述范围内任何电平均须响应。4.8 快速逻辑电平和特性(优先选用)阻抗为500接收器输入
9、电压一一必须响应2)一一逻辑1逻辑0输出驱动电流必须提供1)-14mA-18mA - o. 6V. (max) -1. 8V. (min) -lmA+lmA -0. 2V. (min)+1. OV. (max) 注:1)必须提供指插件必须向500负载提供在上述范围内的电流。2) 必须响应指插件对上述范围内的任何电压均须完全响应。为此触发阀必须小于上述的规定值,以保证插f牛在此规定值上实现全部性能。慢选通参看4.7条。4.9 NIM/488总线逻辑电平4.9.1 总线接收器逻辑电平逻辑1气低态):;+0.8V逻辑0(高态)注+2.0V4.9.2 总线发送器逻辑电平逻辑1(低态)运+0.5V(汇电
10、流十48mA)逻辑0飞高态)二三+2.4V(源电流-5.2mA)4.10 模拟信号a. 对微秒级模拟信号,开路输出电压优选范围为0+10V;b. 对快信号(亚微秒).在500负载幅度优选范围为O-lV和0-5V。4.11 地线插件中优质地线的负载电流,当负载不变时不应大于1mA.而对于脉冲或变化的负载不应大于100A。应注意使优质地线与本机地线的藕合电容为最小。接至优质地线的所有电容应串联一个不小于1kO的电阻。还应避免利用机壳接地构成交流回路。4.12 退楠、噪声的产生和抗干扰由于插件式仪器采用公共电源和电源配电母线,易产生噪声干扰,所以插件应提供足够的退捐。优先选用下述规定8. 当在任一条
11、或是全部电源配电母线上的瞬变电压达:l:220mV(在500电阻性负载上测得)时,插件应能正常工作;b. 单个插件在任一母线上产生的瞬变信号不应超过土20mV。对上述a,b项规定进行测量的仪器示于图2。4.13 插件对电源要求的标志在每一插件的前面板上一般应列出所要求的电压,电流及总功率。4.14 优质屏蔽要求在环境电噪声高的情况下要特别注意屏蔽。各实验室可根据自己的情况来遵循下述的优质屏蔽要求。4.14.1 插件用材料插件必须由高导电材料组成,也可在表面加适当镀层,保证其表面具有耐久的高导电性能,如镀铺钢等。插件各部分之间的所有接缝必须是高导电的,以使屏蔽的任意两部分之间的电阻在使用寿命期内
12、不得超过0.010。4.14.2 插件之间的屏蔽3 GB/T 5962-1995 用下述方法可获得完好的屏蔽a. 在插件和机箱连接器的周围安装屏蔽罩;b. 所有穿过屏蔽机箱上机箱连接器后面空间(见图3)的电源电缆和倍号线必须用合适的滤波器或屏蔽接地来获得完整的屏蔽。5 NIM机箱5.1 概述规定采用标准高度为5U的机箱,它必须符合图4、图5、图6、图7和表3的要求(机箱和插件之间的紧固部位,可根据使用要求,采用公制或相对应的英制的螺纹孔,有关图表中不再加注),并能安装在符合GB/T3047.2规定的标准机架上。机箱应能容纳5U,3U两种插件。图8所示插件面板接板是专为3U的插件插入机箱用的。每
13、个机箱有12对导轨和12个机箱连接器,以容纳多至12个基本宽度标准插件。5.2 通风必须保证充足的气流通过机箱和电源,为使机箱系统足够冷却,可采用风扇、隔板、导风板或者类似的装置。5.3 标准机箱标准机箱应通过机箱连接器母线至少获得+6V,一6V,+12V,一12V,+24V,一24V直流电压和117V交流电压。5.4 机箱连接器、电源连接器及布线机箱连接器(PGIBPG12B)实现插件与机箱之间的连接。机箱连接器的所有插脚的连接必须使这些插脚在结构上是浮动的。不接母线或作其他用途的插脚和接点不必镇电。机箱连接器及其布线均须符合图9、图10、图11和表4、表5之规定。42芯连接器各接触对的功能
14、分配见表6。机箱连接器的校准、安装及其护罩的规定见6.1条及6.2条。电源连接器(PG13PG14)实现机箱背部电源或外接电源等与机箱之间的连接。PG13PG14连接器必须符合图12图16和表8的规定,其插脚布线必须符合图17a和图17b的规定。机箱布线必须符合图17a和图17b的规定。5.5 母线分布12个机箱连接器插座PGIBPG12B的下列插脚必须分别相通。插脚座功能10 十6V11 -6V 16 十12V17 -12V 28 +24V 29 -24V 34 电源地回路33 117V交流火线41 117V交流中线42 优质地线应通过公共母线,层叠母线或者若干单根馈线向机箱连接器PG1BP
15、G12B插脚10、11、16、17、28、29和34配电。34号插脚的地回路母线从头至尾的电阻应不超过1.4mO。对于插脚10、11、16、17、28、29的母线建议其最大电阻为3.5mO。但在任何情况下该电阻不得超过8.5mO。母线必须是连续的,如图17a和图17b所示。从母线到机箱连接器PGIBPG12B的引线电阻不应超过1.0mO。在采用若干单根4 GB/T 5962-1995 馈线的场合,对于从电压取样点分别到机箱连接器PGIBPG12B的这些馈电引线,建议其电阻不超过5.0mO,但在任何情况下该电阻不得大于8.0mO。5.6 地线电源地回路母线(插脚34)是所有直流电源的地回路母线。
16、优质地线(插脚42)用作零电位基准。机壳地通常接到建筑物地线。不能利用机壳接地构成交流回路。优质地线(插脚42)、电源地回路母线(插脚34)和机壳之间在机箱连接器PGlB的接地导销附近连接在一起。5. 7 逻辑信号要求插脚35和插脚36(当使用时)上的信号电平必须与1.7条所述的传输数字数据的逻辑电平一致。此外,这些插脚母线上的信号上升和下降时间必须限制,以免产生过大的干扰。一般来说,如果逻辑信号峰值电压由10%上升至90%和由90%下降至10%的速率不超过30V/阳,干扰将在允许的极限以内。不符合此限制的逻辑信号不得加到这些母线上,但可用外接电缆送到插件。5.8 备用插脚和保留插脚机箱连接器
17、的备用插脚可以使用,但是连接为插脚母线方式时,在使用中必须特别注意防止其它母线的干扰。连接器的保留插脚在本标准未规定前不准使用。6 校准6.1 连接器的校准模具安装机箱上的机箱连接器和插件上的插件连接器时都必须用模具校准。典型校准模具见图20a、图20b、图21a,因21b、图22、图23和表10表13。但安装插件上的插件连接器(头)也可以靠底部滑道的边缘来校准。安装机箱上的机箱连接器靠滑道导轨的底部来校准。备有已经校准过的机箱情况下偶尔也可以用已校准过的机箱校准。首先,将连接器连同导销和导套一起安装在插件上用手紧固,然后将插件插入机箱并轻轻地用力使插件电源连接器和导向装置推进到适当位置,把导
18、向装置拧紧后将插件抽出。6.2 连接器护罩和垫片插件上的插件连接器(头)护罩是用以保护连接器的插脚和屏蔽用的,因此,即使在不要求屏蔽时也是需要的。假如不用护罩,则必须在连接器(头)与插件后面板之间安装同等厚度(0.79mm)的金属垫片。同样,当不用机箱上的电源连接器(座)护罩时,必须采取与上述相同的措施,安装0.79mm的金属垫片以保证连接器插头与插座的插入深度使电连接可靠。7 电源7. 1 概述NIM机箱电源安装在NIM机箱背部,向机箱中的插件供电。电源必须符合图17a、图17b、图19和表9的规定。电源所提供的标准直流电压为+24V、-24V、+12V、一12V、+6V、-6V,其性能应符
19、合7.2条的规定。由于电网电压、负载和温度的变化以及由于电糠的稳定性和传输压降会导致供给插件的电压与其额定值不一致。当机箱连接器上的电压在下述范围时,插件应能正常工作:a. 24V(1 :!:0. 7 %); b. 12V(1士1.0%); c. 6V(1士3.0%)。注:6V电源主要用于集成逻辑电路,它不必像12V和24V电源那样稳定。当插件使用12V/24V特殊用途的机箱电源而又需要6V电压时,可由特殊用途的插件式6V电源供电,或通过适当的连接器(例如:PG16)把6V外接电源引入机箱。在任何情况下都应考虑到由于公共电源地回路母线中,6V电流导致的5 GB/T 5962-1995 引线压降
20、会使12V和24V电源的稳定性降低,因此应该注意,在混合使用6V大电流插件和12V/24V模拟电路插件时,12V/24V要求严格的稳压。7.2 电源特性7.2.1 额定值7.2. 1. 1 输入:输入交流电压必须在电网电压标称值的+10%-12%范围内,输入交流频率则必须在频率标称值的士5%范围内。7.2.1.2输出:电源必须在下述输出电流额定范围内保证在达到下述性能要求情况下同时输出6组直流电压z电压电流调整特性短期稳定性长期稳定性噪音和纹波+6.00V 05A 土0.1%士0.6%0.5% 10mV -6.00V 05A :i: 0.1% :i: 0.6% 0.5% 10mV +12.00
21、V 02A 士0.05%士0.3%0.5% 3mV 一12.00V02A 士0.05%士0.3%0.5% 3mV 十24.00VOlA 士0.05%土0.3%0.5% 3mV - 24. OOV O 1A士0.05%:i: 0.3% 0.5% 3mV 注g电流范围可根据电流输出功率大小更动。7.2.2 电压调节对于12V和24V电源输出电压的可调范围,至少为其标称值的士0.5%;对于6V电源至少为士2%。输出电压,必须调到规定值的士0.1%以内。7.2.3 电压稳定性在负载从空载到满载,输入电压从额定值的88%到110%的综合作用下,对于12V和24V电源稳定性应在士0.05%以内z对于6V电
22、源的输出电压变化不得大于土0.1%。测量时间从改变输入电压(或负载)的时刻起算,限制在1min内。另外,在恒定的环境温度下,经过60min预热后,在24h内的任何时间里,在负载从空载变到满载,输入电压从额定值的88%变到110%的综合作用下,:i:12V和土24V电源的稳定性应在:i:0.3%以内。对于士6V电源输出电压变化不得超过士0.6%。在恒定的负载、输入电压和恒定的环境温度下,经过1h预热,在六个月内电压长期稳定性应在士0.5%以内。7.2.4 温度系数当环境温度在0600C范围内变化时,温度系数不得超过0.02%rC。注:0-50C,额定输出功率不变;50C-60C,其额定输出功率按
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