民用飛機內(nèi)話系統(tǒng)接插件選型

管瑜琳 ∕

(上海飛機設計研究院，上海201210)

民用飛機內(nèi)話系統(tǒng)接插件選型

管瑜琳 ∕

(上海飛機設計研究院，上海201210)

飛機設計是復雜而龐大的系統(tǒng)工程，通常根據(jù)不同的系統(tǒng)，分包給不同的供應商，但供應商一般只提供子系統(tǒng)的初步架構及主要設備清單，主機方需要考慮各子系統(tǒng)的集成及供應商未提供的設備選型。內(nèi)話系統(tǒng)本身依托于音頻管理系統(tǒng)實現(xiàn)主要功能，主機方需要完成內(nèi)話系統(tǒng)的集成工作，設備級工作就包括內(nèi)話接插件的選型。內(nèi)話接插件即內(nèi)話插孔，選擇時需要考慮各類插孔的適用機型、插孔的機械要求、溫度要求和環(huán)境要求等，還需要考慮插孔的接線規(guī)則，使其能和終端話筒耳機相匹配。

內(nèi)話；接插件；技術要求；接線

0 引言

民用飛機系統(tǒng)功能架構基本形成后，就需要考慮系統(tǒng)設備選擇問題，組成系統(tǒng)構架主要功能的設備由系統(tǒng)集成商提供，或是集成商自己的產(chǎn)品，或是第三方的產(chǎn)品。在系統(tǒng)集成商的設備清單中經(jīng)常會“忽略”內(nèi)話系統(tǒng)接插件這種小設備，主要是由于這些接插件需要與終端音頻設備相匹配，終端設備多由主機制造方選擇，而且這些接插件安裝于飛機多個部位，安裝物理接口各不相同，很多時候不是單一產(chǎn)品就能滿足實際需求，系統(tǒng)集成商無法在項目初期一一定制出滿足全機要求的產(chǎn)品。但對于主機制造來說，內(nèi)話系統(tǒng)接插件是內(nèi)話系統(tǒng)功能線路中的重要一環(huán)，起到電信號連接的作用，是不可缺少的，工作性能直接影響到連接的音頻系統(tǒng)的語音通信效果，直接影響型號的試驗試飛、合格審定乃至航線運營。在缺少系統(tǒng)集成商技術支持的情況下，民機設計主制造方需要根據(jù)機型的實際需求選擇內(nèi)話接插件，充分考慮系統(tǒng)功能對接插件的功能需求、環(huán)境要求、安裝要求、電氣接口要求，選擇合適的產(chǎn)品進行系統(tǒng)設計工作。

1 內(nèi)話系統(tǒng)接插件適用系統(tǒng)

內(nèi)話系統(tǒng)接插件裝于飛機端的就是內(nèi)話插孔，用于飛行內(nèi)話和維護內(nèi)話系統(tǒng)，連接飛行員用手持話筒、懸臂式話筒耳機組和地面維護人員用的地勤耳機話筒組[1]。

2 航空話筒耳機插頭常用種類

航空話筒耳機插頭常用的有以下4種：

1)雙插頭

大多數(shù)固定翼飛機飛行員用內(nèi)話插頭采用的是標準的雙通道插頭，PJ-055(0.25 in/6.35 mm，plug)和PJ-068(0.206 in/5.25 mm，plug),PJ-055用于聲音接收，PJ-068用于麥克風，這些插頭主要用于民航飛機，PJ-055對應美軍標M642/4-1，PJ-068對應M642/5-1。

2)單插頭

直升機飛行員通常采用單插頭，它看上去比固定翼飛機插頭短小肥胖，插頭尺寸7.1 mm/0.281 in直徑，通常叫做U-174/U插頭或者U-93A/U插頭。

固定翼飛機中也常會有一種地勤人員用話筒耳機組，采用單插頭，型號PJ-051(0.25 in/6.35 mm，plug)，對應美軍標M642/2-2,用于聲音接收與發(fā)送。

3)Panel Powered/Redel LEMO 插頭

Panel Powered插頭通常為6針，可提供耳機音頻，麥克風和電源，可直接連接主動抗噪的耳機。這種插頭可以是Redel LEMO插頭(雷莫公司圓柱形推拉自鎖連接器，旗下REDEL品牌是高品質塑料系列連接器)，或者Bose Style連接器或者其他等同插頭。

4)XLR型插頭[2]

大多數(shù)航線飛機采用的都是上述雙插耳機，也有部分民用飛機采用的是4針或5針的XLR插頭，這種XLR插頭可提供電源，麥克風，耳機音頻。

3 內(nèi)話插孔技術要求

裝于飛機上的話筒和耳機插孔作為電氣線路的元器件需要滿足MIL-STD-202[3]的要求。

1)機械要求

生命周期：最少20 000 插拔次數(shù)；

機械撞擊：按MIL-STD 202, 方法 213, 測試環(huán)境 H (75g)；

震動：按MIL-STD-202, 方法 213, (10Hz～55 Hz)。

2)電氣要求

最大接觸阻抗：0.010Ω(最初), 0.020Ω(生命周期后), 0.10Ω(鹽霧腐蝕后)；

最小絕緣阻抗：10 000 MΩ(最初)， 1 000 MΩ(在潮濕環(huán)境中經(jīng)久暴露后)；

最大均方根絕緣電壓：500 V, 60 Hz AC；

最大接觸電流電壓：1 A, 25 V DC。

3)環(huán)境要求

溫度范圍：-55°C ～ +85°C (非操作)，-40°C～+65°C (操作)；

熱量沖擊：按MIL-STD 202, 方法107；

濕度：0%～95% (操作和非操作)；

鹽霧：按MIL-STD 202, 方法101(48h)；

濕度阻抗：按MIL-STD 202, 方法106(240h)。

4)材料

安裝套管: 鍍鎳層銅合金。

另外，鑒于內(nèi)話插孔的航線適用需求，插孔選型應需要考慮插拔力要求，航線經(jīng)驗表明等于或小于0.75lb的拔出力，容易導致耳機插頭松脫。根據(jù)航線常用插孔經(jīng)驗表明，最小拔出力在2lb的插孔，不太會導致耳機插頭松脫，這種插孔對應的插入力在6lb～7lb，插孔選型時需考慮航線使用的常規(guī)習慣，選用合適插拔力的插孔。

4 內(nèi)話插孔線路圖

民用飛機內(nèi)話系統(tǒng)設備終端插頭通常采用PJ-055、PJ-068、PJ-051或者XLR型接插件，這里僅介紹這兩類插頭對應插孔的線路圖。

4.1 PJ-055、PJ-068、PJ-051對應內(nèi)話插孔線路

PJ-055對應內(nèi)話插孔的單開線路見圖1。

PJ-068、PJ-051對應內(nèi)話插孔的雙開線路見圖2。

4.2 XLR型插座

XLR型連接器廣泛用于專業(yè)音頻系統(tǒng)，比如麥克風連接器，照明系統(tǒng)及娛樂設備?；谠a(chǎn)者James H.Cannon(加州洛杉磯Cannon電子公司創(chuàng)辦人，該公司現(xiàn)為ITT公司旗下)，XLR插頭俗稱Cannon插頭。最初端子為“Cannon X”系列，之后的產(chǎn)品加入了彈簧鎖(Latch)成為“Cannon XL”系列，接著在端子接觸面以橡膠包裹(Rubber)，就是Cannon X series，Latch和Rubber，成為其縮寫XLR的來源。XLR型插座圖示見圖3。

4.3 內(nèi)話接插件接線規(guī)則

4.3.1 PJ-055、PJ-068、PJ-051對應內(nèi)話插孔接線規(guī)則

PJ-055、PJ-068和PJ-051插頭對應TRS型內(nèi)話插孔。

PJ-055為Headset插頭，采用PL-55標準連接，對應插孔TS插孔。

PJ-068為Microphone插頭，采用PL-68標準連接，對應插孔TRS插孔。

PL-068標準連接如下：

麥克(前置放大)——高；

麥克(前置放大)——低；

屏蔽地——套管。

4.3.2 XLR插頭接線規(guī)則

懸臂式話筒耳機組可采用5芯ITT-Canon XLR類型插頭XLR-5-12C或其他等同插頭，針腳定義如下：

Pin 1——耳機或聽筒；

Pin 2——耳機或聽筒；

Pin 3——麥克(前置放大)——高；

Pin 4——麥克(前置放大)——低[4]。

手持話筒可采用4芯ITT-Canon XLR類型插頭XLR-4-12C或其他等同插頭，如Neutrix NC-4 MC, 針腳定義如下：

Pin 1——按壓發(fā)話開關高；

Pin 2——按壓發(fā)話開關低；

Pin 3——前置放大輸出和勵磁電壓；

Pin 4——前置放大器回路[5]。

4.3.3 PJ-051對應內(nèi)話插孔接線規(guī)則

PJ-051用于單插頭的耳機話筒組連接，信號連接規(guī)則如下：

耳機高信號——高；

麥克高信號——低；

耳機、麥克低信號——套管。

波音空客的某款這種插頭的接線如圖4所示。

5 飛機內(nèi)話接插件選擇

內(nèi)話插孔接插件連接著音頻管理設備和耳機話筒。飛機用耳機話筒基本都是滿足TSO要求的貨架產(chǎn)品，如果已經(jīng)選定了耳機話筒、手持話筒等音頻設備，就需要根據(jù)現(xiàn)有設備的插頭匹配合適的插孔。有時，飛機可能出現(xiàn)多構型音頻終端設備的情況，為了適用于多種耳機話筒、飛機也可以配置多種插孔，即PJ-055、PJ-068、PJ-051與XLR插頭共存。地勤人員用耳機通常不是TSO產(chǎn)品，插頭型號不一，可根據(jù)地勤耳機插頭選擇合適插孔，或者根據(jù)插孔定制耳機。內(nèi)話插孔選擇還得注意接觸件，需要保證插孔的接線要與終端的耳機話筒接線端子匹配，以保證信號傳輸端口準確。

內(nèi)話插孔布置位置較多，從駕駛艙、到機頭、到設備艙、到機翼，可能都有必要布置，有的在氣密區(qū)，有的在非氣密區(qū)，這就需要根據(jù)布置位置的環(huán)境條件、安裝情況選擇適合的產(chǎn)品型號，同時還需考慮安裝拆卸便利性等因素。例如，某機型就在設備艙內(nèi)選擇了貨架的內(nèi)話插孔板這一成品設備，該設備自帶保護蓋和殼體，采用連接器與飛機線路相連，拆卸方便；在沒有很多安裝空間的機體外部，則制造插孔安裝支架、直接固定于機體結構上。

內(nèi)話接插件相比機載設備來說體積較小，又要求安裝在易于機組或者地勤維護人員接近的地方，安裝環(huán)境多變、設備選擇時，可根據(jù)實際需求靈活選擇，在保證系統(tǒng)功能的情況下選擇最合適的設備。

6 結論

內(nèi)話系統(tǒng)接插件是飛機無線電通信語音傳輸?shù)闹匾h(huán)節(jié)，直接影響著飛行員、地勤人員的語音通信、影響飛機的運營。本文對目前民用飛機主流機種上使用的內(nèi)話接插件的種類、技術要求、接線規(guī)則進行總結。在民用飛機內(nèi)話接插件選型時，應綜合考慮環(huán)境條件、機械接口、電性能及當前主流機型通用性等要求，并結合國際主流機型綜合考慮，選擇適合的內(nèi)話系統(tǒng)接插件。

[1] 管瑜琳. 民用飛機機載內(nèi)話系統(tǒng)設計考慮[J]. 電子世界，2016(8): 111-111.

[2] 朱亮，陳津. Cannon接插件的熱端與冷端[J]. 電子制作，1994(1): 37.

[3] MIL-STD-202G.Test Method Standard Electronic and Electrical Component Parts[S].US: Department of Defense， 2002.

[4] Arinc Charactetic NO.535A. Lightweight Headset and Boom Microphone[S]. Aeronatical Radio，Inc，1972.

[5] Arinc Charactetic NO.538B. Hand-held Microphone[S]. Aeronatical Radio，Inc，1981.

Interphone System Connector Selection for Civil Aircraft

GUAN Yulin

(Shanghai Aircraft Design and Research Institute, Shanghai 201210, China)

Aircraft design is a complicated and huge system engineering. System suppliers usually submit the proposal of the achitecture and main equipment, and aircraft designers are responsible for system integration. The main functions of interphone system are based on the audio management unit, and aircraft designers need to complete the system integration including the equipment selection. The conectors of interphone system are the plug and jack for audio transmission. The types of jack, mechanical requirements and environmental requirements need to be taken into account while selecting jack. And the connection rules are also considered in order to match the headset and microphone.

interphone; connector; technical requirement; wiring

10.19416/j.cnki.1674-9804.2017.01.019

V243.1

A