Справочник по распиновке разъемов D-Sub: DB9, DB15, DB25, DB37, DB50

Выбор разъемов D-Sub и назначение контактов для вариантов DB9, DB15, DB25, DB37 и DB50 сводится к трем инженерным решениям:

Ключевые выводы

• Обозначение корпуса Cinch/ITT (DE-9, DA-15, DB-25, DC-37, DD-50) является технически правильным — «DB9» и «DB15» являются сокращениями, которые приводят к ошибкам при заказе у поставщиков нестандартных изделий.
• DB9 (DE-9) доминирует в приложениях RS-232 и CAN bus согласно TIA/EIA-232-F и CiA 303-1 — назначение контактов полностью различается, поэтому один и тот же разъем обслуживает оба стандарта без совместимости.
• DB15 имеет два различных варианта — стандартная плотность DA-15 (устаревший игровой порт, MAU/AUI Ethernet) и высокая плотность HD-15 с 3 рядами (VGA согласно VESA), которые не имеют общего назначения контактов, несмотря на одинаковый корпус.
• Контакты D-Sub стандартной плотности выдерживают до 5 А при коммерческой спецификации (пиковое значение 7,5 А); контакты высокой плотности (HD-15, HD-26) снижаются до 1–2 А из-за меньшей геометрии контакта.
• MIL-DTL-24308 определяет военные D-Sub с обработанными контактами, а IEC 60807-3 — коммерческие; для аэрокосмической, военной или суровых условий эксплуатации требуется соответствие MIL-DTL-24308.

Практическое правило инженера: заказывайте D-Sub по буквенному обозначению корпуса Cinch и количеству контактов (например, «DE-9, штыри, гнездо, обработанные контакты»), а не по сокращению «DB9» — сокращение оставляет неоднозначность между DA-15 и HD-15, а также типом контактов.

Соглашение об именовании D-Sub: почему «DB9» технически неправильно

Семейство D-subminiature использует буквенное обозначение корпуса из оригинальной спецификации Cinch/ITT — буква (E, A, B, C, D) определяет размер корпуса, число — количество контактов: DE-9, DA-15, DB-25, DC-37, DD-50.

Префикс «DB» вошел в общее употребление, потому что в оригинальной документации IBM PC последовательный порт с 25 контактами был обозначен как «DB-25», и это соглашение распространилось на все размеры корпусов. Технически это неверно для всех корпусов, кроме B.

Именование имеет значение при нестандартных закупках, поскольку «DB15» неоднозначно: оно может относиться к DA-15 (два ряда, устаревший игровой порт и Ethernet MAU) или HD-15 (три ряда, VGA). Указание обозначения Cinch устраняет неоднозначность на этапе получения расценки.

Назначение контактов DB9 (DE-9): RS-232, CAN bus и промышленные варианты

DE-9 является наиболее распространенным вариантом D-Sub, обслуживающим два доминирующих стандарта сигнализации с совершенно разным назначением контактов.

RS-232 (TIA/EIA-232-F) размещает TXD, RXD, землю сигнала и сигналы управления модемом (DTR, DSR, RTS, CTS, DCD, RI) в соответствии с фиксированным назначением, показанным в таблице распиновки ниже. Сторона DCE отражает линии данных (TXD становится входом, RXD — выходом) — это причина большинства проблем при устранении неполадок кабелей RS-232.

CAN bus (CiA 303-1) размещает CAN_H на контакте 7, CAN_L на контакте 2, CAN_GND на контакте 3 и опциональный CAN_V+ на контакте 9. Контакт 2 является RXD в RS-232, но CAN_L в CAN — разъемы физически идентичны, но кабели не взаимозаменяемы.

Для промышленных DE-9 вне RS-232 и CAN распиновка зависит от конкретного применения — всегда проверяйте целостность в соответствии с распиновкой оборудования, а не по умолчанию RS-232.

Распиновки DB15: игровой порт DA-15 против VGA HD-15

DB15 относится к двум различным разъемам, которые имеют одно название, но ничего общего.

DA-15 (стандартная плотность) использует 15 контактов в два ряда (8 + 7) — исторически это игровой порт IBM PC, Ethernet MAU/AUI 10BASE5 и видео Apple Macintosh. Современное использование редко встречается вне устаревшего промышленного оборудования.

HD-15 (высокая плотность) использует 15 контактов в три ряда (5 + 5 + 5) в той же оболочке DE — разъем VGA согласно VESA DDC. Контакты 1–3 передают аналоговое видео R/G/B (75 Ом), контакты 6–8 — возвратные сигналы цвета, контакт 12 (SDA) и контакт 15 (SCL) передают канал I²C DDC для идентификации монитора, контакт 13 — HSync, контакт 14 — VSync.

При индивидуальном заказе всегда явно указывайте DA-15 или HD-15. Ключевание разъемов несовместимо — штекер HD-15 не войдет в гнездо DA-15.

Распиновки DB25: RS-232 полный, IEEE 1284 Parallel и SCSI-1

DB-25 (оболочка B, 25 контактов) был оригинальным разъемом RS-232 до того, как DE-9 стал доминирующим, и оставался стандартом для параллельных портов принтера до 2000-х годов.

RS-232 согласно TIA/EIA-232-F использует TXD на контакте 2, RXD на контакте 3, землю сигнала на контакте 7, DCD на контакте 8, DTR на контакте 20, RI на контакте 22, а также RTS/CTS/DSR на контактах 4–6. Контакт 1 — защитная земля (PG), соединенная с корпусом через экран кабеля.

IEEE 1284 parallel (со стороны хоста) использует контакт 1 как nStrobe, контакты 2–9 как Data 0–7, контакт 10 как nAck, контакт 11 как Busy, а контакты 18–25 — как возвратные земли. Стандарт определяет четыре режима работы (Compatibility, Nibble, Byte, ECP/EPP) с использованием одной и той же распиновки.

SCSI-1 в некоторых устаревших реализациях (Macintosh SCSI) использовал разъем DB-25, хотя наиболее распространенным разъемом SCSI-1 является 50-контактный Centronics.

DB37 и DB50: Промышленная многоканальность и устаревшие SCSI

DC-37 (DB37) и DD-50 (DB50) — это более крупные корпуса D-Sub, используемые в промышленной автоматизации, многоканальных измерительных системах и устаревших SCSI. Расположение контактов зависит от конкретного применения и не имеет доминирующих отраслевых стандартов.

DC-37 встречается в промышленных модулях ввода-вывода ПЛК, многоосевых системах управления движением (4–6 сервоканалов на разъем), портах запуска испытательного оборудования и устаревших параллельных интерфейсах ATA. Назначение контактов определяется спецификацией интерфейса производителя оборудования.

DD-50 чаще всего ассоциируется с внутренними широкополосными дифференциальными интерфейсами SCSI-1 и промышленной автоматизацией с большим количеством каналов. 50 контактов в три ряда позволяют эффективно использовать пространство для многосигнальных кабелей, но плотность контактов требует аккуратной прокладки проводов при терминировании.

Для заказных сборок в этих корпусах спецификация кабеля должна включать карту расположения контактов производителя оборудования, а также терминирование экрана и любые группировки дифференциальных пар. Оба корпуса поддерживают стандартные контакты на 5 А; комбинированные варианты D-Sub с силовыми контактами размеров 8 или 12 выдерживают 25–40 А для приложений со смешанными сигналами.

Терминирование, задние крышки и экранирование для кабельных сборок D-Sub

Терминирование D-Sub имеет три варианта с различными режимами отказа в полевых условиях.

Паяный контакт (Solder cup) — это устаревший стандартный вариант: провод припаивается к чашке на задней стороне каждого контакта. Подходит для прототипов и малосерийного производства. Уязвим к усталости паяных соединений при вибрации, соответствует требованиям IPC/WHMA-A-620 по приемке ручной пайки. Сравнение обжима и пайки охватывает компромисс в плане надежности.

Обжимной контакт (Machined-pin crimp) использует съемные машинные контакты, обжимаемые на проводе и вставляемые с помощью инструментов для извлечения. Отраслевой стандарт для серийного производства, применений по военным стандартам (согласно AS39029) и любых применений, требующих замены контактов в полевых условиях. Требуется для MIL-DTL-24308.

Соединение с вытеснением изоляции (IDC) массово терминирует ленточный кабель к разъему одним нажатием. Используется только в устаревших приложениях с большим объемом производства.

Задние крышки (Backshells) обеспечивают защиту от растяжения и экранирование разъема. Металлические задние крышки (литье под давлением из цинка) соединяют оплетку кабеля с корпусом разъема и с заземлением шасси — это необходимо при наличии электромагнитных помех (EMI). Пластиковые задние крышки подходят только для неэкранированных низкочастотных применений.

Для изготовления кабельных сборок на заказ с интерфейсом RS-232 выше 9600 бод, RS-422/485 или любой передачей данных выше 1 Мбит/с, используйте металлическую заднюю крышку с 360° экранированием.

Обзор вариантов D-Sub

Распределение контактов DB9 RS-232 (сторона DTE)

Часто задаваемые вопросы о спецификациях

В чем разница между DB9 и DE-9?

DB9 и DE-9 — это один и тот же физический разъем: 9 контактов в корпусе размера E типа D-Sub. DE-9 — это обозначение Cinch/ITT; DB9 — это сокращение от IBM PC. Термины взаимозаменяемы, но при индивидуальных закупках следует использовать DE-9, чтобы избежать путаницы между штампованными/обработанными контактами или вариантами отделки корпуса.

В чем разница между DB15 и HD-15?

Термин "DB15" неоднозначен. Он может относиться к DA-15 (15 контактов в два ряда в корпусе размера A, для устаревших игровых портов и MAU Ethernet) или HD-15 (15 контактов в три ряда в меньшем корпусе E, для VGA согласно VESA DDC). Эти два типа физически не взаимозаменяемы — ключ и размер корпуса отличаются. Всегда явно указывайте DA-15 или HD-15.

Паяльная чашка, обжим или IDC — какую заделку D-Sub мне следует указать?

Для объемов производства более 100 единиц или для применений, подверженных вибрации, указывайте обжимные контакты с машинной обработкой — это отраслевой стандарт для надежной заделки D-Sub и требование для MIL-DTL-24308. Паяльная чашка подходит для прототипов и малосерийных сборок. IDC используется только с ленточным кабелем. Руководство по распространенным типам разъемов охватывает выбор заделки в более широком спектре разъемов.

Используются ли разъемы D-Sub в новых разработках?

Да, в определенных отраслях. Промышленная автоматизация (ПЛК вводы/выводы, приводы), испытательное оборудование (синхронизация осциллографа, кабельная проводка датчиков), аэрокосмическая промышленность (MIL-DTL-24308), устаревшие последовательные интерфейсы и синхронизация/триггер машинного зрения по-прежнему используют D-Sub. RS-232 через DE-9 остается распространенным в промышленном полевом оборудовании, где USB-адаптеры последовательного моста вносят задержку. Для потребительских приложений D-Sub фактически устарел.

Какие минимальные объемы заказа (MOQ) и сроки поставки применяются к заказным сборкам кабелей D-Sub?

Прототипные партии (менее 50 единиц) для заказных сборок D-Sub обычно поставляются в течение 2–3 недель с проверкой непрерывности первого образца, испытанием высоким напряжением (hi-pot) и проверкой назначения каждого контакта. Производственные партии (500+) переходят на специализированную оснастку и изготавливаются в течение 4–6 недель. Для получения предложения укажите обозначение разъема (буква корпуса Cinch плюс количество контактов), пол разъема, тип контакта, корпус, полную схему разводки контактов и калибр провода (AWG).

Разъемы D-Sub остаются прочным, хорошо стандартизированным семейством — стандарты (TIA/EIA-232-F, IEEE 1284, VESA DDC, MIL-DTL-24308) стабильны, а схемы разводки контактов хорошо документированы. Успех или неудача заказных сборок кабелей D-Sub зависят от трех факторов: заказ по обозначению корпуса Cinch для устранения неоднозначности, выбор метода терминирования, соответствующего объему производства и надежности, а также использование металлических корпусов с 360° экранированием везде, где важны электромагнитные помехи (EMI). Проверяйте каждую заказную сборку кабельной проводки по схеме разводки контактов производителя оборудования, а не по общим справочным материалам.