Коммутирующие устройства

Сетевой коммутатор (Рис.3)—устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. Коммутатор работает на канальном (втором) уровне модели OSI. Коммутаторы были разработаны с использованием мостовых технологий и часто рассматриваются как многопортовые мосты. Для соединения нескольких сетей на основе сетевого уровня служат маршрутизаторы.

В отличие от концентратора, который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передаёт данные только непосредственно получателю (исключение составляет широковещательный трафик всем узлам сети и трафик для устройств, для которых не известен исходящий порт коммутатора). Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости (и возможности) обрабатывать данные, которые им не предназначались. Коммутационными называют устройства, предназначаемые для включения, выключения и переключения различных электрических цепей, а также соединения или, наоборот, разъединения участков цепей.

В радиоприемниках, радиолах и другой радиоаппаратуре широко применяются различные типы выключателей, переключателей и других устройств, предназначенных для коммутации цепей постоянного и переменного тока. Конструктивно они представляют собой систему контактов и специальное приводное устройство, при помощи которого система контактов переходит из исходного состояния в рабочее.

Контакты покрываются серебром, платиной, радием или золотом, а также изготавливаются из бронзы, латуни или вольфрама. Форма их может быть плоскоконической, плоскосферической и цилиндрической.

В зависимости от способа действия приводного устройства переключатели бывают с врубными контактами, нажимные, перекидные (тумблеры), галетные и барабанного типа.

К коммутирующим устройствам предъявляются следующие требования:

· переходное сопротивление не более 0,01...0,03 Ом;

· четкость фиксации (в конструкциях переключателей часто предусматривают фиксатор, удерживающий контакты в строго замкнутом или разомкнутом положении);

· оптимальное контактное давление;

· емкость между контактами (для высокочастотных выключателей она должна быть не более 1...2 пФ);

· сопротивление изоляции между контактами;

· надежность в условиях воздействия климатических факторов и механических нагрузок;

· срок службы от нескольких тысяч до нескольких миллионов переключений.

Выключатели и переключатели с врубными контактами состоят из пластмассового или карболитового корпуса, внутри которого установлены одна или две пары неподвижных контактов врубного типа. В средней части корпуса установлен контактный нож (замыкатель), который с помощью ручки и переходной спиральной пружины осуществляет соединения врубных контактов с одним или двумя неподвижными контактами. Штуцер переключателя имеет резьбу, что позволяет крепить его на панели с помощью гайки.

По схеме коммутации переключатели с врубными контактами бывают однополюсные, однополюсные сдвоенные и двухполюсные на два положения.

Нажимные переключатели бывают кнопочные и клавишные.

Кнопочные переключатели изготавливают двухполюсного переключения и однополюсного включения и выключения. Такие переключатели могут быть без фиксатора и с фиксатором. Первые применяются для кратковременного замыкания цепей. Переключатели с фиксатором после нажатия на кнопку удерживают свои контакты в замкнутом положении и размыкают их лишь при повторном нажатии. Износоустойчивость таких переключателей под номинальной нагрузкой составляет до 10 000 переключений. Аналогичную конструкцию с фиксаторами имеют и клавишные переключатели.

Клавишные переключатели представляют собой многополюсные переключатели, управляемые нажатием клавиш, и применяются в радиоприёмниках и радиолах для переключения диапазонов, включения и выключения питания, а также для переключения с радиоприема на воспроизведение граммофонных записей.

Рис.3 Коммутатор

Перекидные переключатели (тумблер) получили широкое применение в цепях низкой частоты и постоянного тока, где требуется быстрое включение-выключение или переключение цепей со значительными токами (единицы ампер) и напряжения (сотни вольт). Такие переключатели очень надежны в работе.

Галетные переключатели представляют собой многополюсные переключатели, состоящие из текстолитовых, гетинаксовых или керамических плат (галет), на которых размещается 12 неподвижных контактов врубного или нажимного типа. В середине каждой галеты на оси жестко сидит изолированная пластинка с прикрепленными к ней металлическими пластинками — замыкателями. При вращении оси замыкатели соединяют или разъединяют различные контакты на плате. Роликовый фиксатор при этом стопорит ось в правильных положениях относительно неподвижных контактов и ограничивает угол поворота оси на требуемое количество переключений.

Галетные переключатели позволяют одновременно коммутировать по нескольким функционально связанным цепям. Так, применение галетного переключателя для переключения диапазонов настройки радиоприемника дает возможность одновременно переключать контуры высокой частоты во входных и гетеродинных цепях.

Износоустойчивость галетных переключателей под номинальной нагрузкой — 10 000 переключений. Галетные переключатели используются в радиоприемниках и радиолах, главным образом в качестве переключателей диапазонов.

Переключатели барабанного типа используются для переключения диапазонов волн в радиоприемниках и каналов в телевизорах. Они представляют собой барабан, на котором размещены планки с элементами колебательных контуров (катушки индуктивности и подстроечные конденсаторы). При повороте оси барабана осуществляется замыкание и размыкание неподвижных контактов с подвижными. На барабанном переключателе укрепляется звездочка, обеспечивающая надежную фиксацию его положения.

Барабанный переключатель в отличие от галетного не имеет ограничителя, что позволяет производить коммутацию различных контактов вращением оси в любом направлении на 360°. Переключатели этого типа установлены в радиоприемниках ВЭФ, Спидола, Океан. В переключателе приемника Спидола контурные планки изготовлены из пластмассы, а приемника Океан — из фольгированного гетинакса печатным способом.

Наряду с переключателями обычного типа в радиоприемниках широко применяются и малогабаритные переключатели.

Малогабаритные переключатели типа МПН-Г (малогабаритный низкочастотный), МПВ-1 (малогабаритный высокочастотный) и типа ПМ широко используются в переносных радиоаппаратах,

Переключатель МПН выпускается в пластмассовом корпусе с круглой ручкой диаметром 13,5 мм и длиной 30 мм. Он рассчитан на рабочее напряжение до 30В и ток не более 0,5 А.

Переключатель МПВ может использоваться в цепях переменного тока с частотой до 15 МГц, напряжением до 100В и током не более 0,2 А. Имеет габариты 22x13x12 мм и выпускается двух видов 4П2Н и 8П1Н.

Переключатель ПМ выполнен в виде галетного переключателя без корпуса с числом галет от 1 до 5. Он может работать в электрических цепях на Напряжение до 300В и ток не более 0,2 А. Выпускается следующих видов: 11П1Н, 10П1Н, 5П2Н, ЗПЗН, 2П4Н.

Малогабаритные модульные переключатели типа П2К и П2КЛ (рис. 32, а, б) используются для коммутации цепей постоянного и переменного токов в радиоприемной аппаратуре, вычислительной и измерительной технике. Унифицированная конструкция переключателей и секционность позволяют применять их для печатного и объемного монтажа.

Конструктивно такие переключатели выполнены в виде •блока, смонтированного на металлической арматуре с защелкой или без нее. Основу блока переключателя составляет ячейка-модуль с различным числом контактных групп. Существует пять, типов ячеек с числом контактных групп на переключение 2, 4, б и 8. Нулевая ячейка — без контактов — обеспечивает одновременный возврат всех включенных ячеек в исходное положение. Все ячейки имеют одинаковые размеры, за исключением длины, которая изменяется в зависимости of числа контактных групп.

Ячейка состоит из пластмассового корпуса с неподвижными контактами диаметром 1 мм и штока, на котором находятся подвижные контакты. К неподвижным контактам припаивают внешние проводники. Неподвижные и подвижные контакты покрыты серебром, что обеспечивает малое сопротивление контактов и высокую стабильность переключателя.