リボンケーブル

リボンケーブルは、多数の導線が同じ平面上で互いに平行に走っているケーブルです。その結果、ケーブルは幅広で平らになります。その名前は、リボンに似ていることに由来しています。 [ ^1]

リボン ケーブルは、通常、ハード ドライブ、CD ドライブ、フロッピー ドライブなどのコンピューターの内部周辺機器に使用されます。一部の古いコンピューター システム ( BBC MicroやApple IIなど) では、外部接続にも使用されていました。リボンのような形状は、ケース内の空気の流れを妨げてコンピューターの冷却を妨げ、また、ケーブルが多数ある場合は特に、ケーブルの取り扱いが困難になります。その結果、外部接続用のリボン ケーブルは丸型ケーブルにほぼ完全に置き換えられ、内部でもますます使用されるようになっています。

リボン ケーブルの元の形式は、ラジオやテレビで使用されていた 2 本の導体を持つ 300 オームのツイン リードケーブルで、「リボン ケーブル」とも呼ばれています。ただし、より現代的な形式 (一般的に「リボン ケーブル」と呼ばれる) では、通常、導体は 2 本より多くなっています。

多芯リボンケーブルは、カリフォルニア州チャッツワースに本社を置く Cicoil Corporation によって 1956 年に発明されました。同社のエンジニアは、シリコンゴムという新素材を使用して、同じサイズの複数の導体を含むフラットケーブルを「成形」する方法を考案しました。このケーブルは平らなリボンまたはダクトテープのように見えたため、リボンケーブルと名付けられました。リボンケーブルにより、IBM や Sperry/Univac などの企業は、かさばって硬い丸型ケーブルを、滑らかで柔軟なリボンケーブルに置き換えることができました。^{[引用が必要]}

初期のリボン ケーブルは、メインフレーム コンピュータ業界、カード リーダー、カード パンチング マシン、テープ マシンで使用されていました。その後、リボン ケーブルは 3M を含むさまざまな企業によって製造されました。リボン ケーブルを簡素化し、コストを削減する方法と材料が開発されました。ワイヤの設計と間隔、絶縁体の厚さを標準化することで、絶縁体変位コネクタ(IDC) を使用して簡単に終端処理できるようになりました。ケーブルのシンプルさ、薄型 (当時の代替品と比較して)、標準化による低コストにより、リボン ケーブルはコンピュータ、プリンタ、および多くの電子機器で長い間使用されました。

逆接続のリスクを減らすために、ケーブルの片方の端には通常、赤いストライプが付けられています。慣例により、ストライプのある端はコネクタのピン 1 に接続されます。この識別方法は、2 つ以上の IDC コネクタで構成され、各コネクタがすべてのワイヤに接続されているケーブルには適していますが、個々のワイヤまたは小さなワイヤ グループを個別に終端する必要がある場合には、あまり役に立ちません。

ケーブル内の個々の導体を識別しやすくするために、リボン ケーブル製造業者は、標準抵抗器のカラー コードから借用した色の繰り返しパターンを使用するレインボー リボン ケーブルを導入しました (茶色はピン 1、ピン 11、ピン 21 など。赤はピン 2、ピン 12、ピン 22 など)。このケーブルは、その独特な外観から、 ユーザーから親しみを込めてヒッピー ケーブルと呼ばれることもあります。

リボン ケーブルは通常、導体の間隔またはピッチと、導体またはウェイの数という 2 つの数値で指定されます。間隔は 0.05 インチ (1.27 mm) が最も一般的で、ピン間隔が 0.1 インチ (2.54 mm) の 2 列コネクタが使用できます。これらのタイプは、多くの種類の機器、特に筐体内の相互接続に使用されます。パーソナル コンピュータの場合、このサイズはフロッピー ディスク ドライブ ケーブルや、旧式またはカスタムのパラレル ATAケーブル で使用されていました。

標準コネクタの可用性に基づいて、導体の数は通常、4、6、8、9、10、14、15、16、18、20、24、25、26、34、37、40、50、60、64、80 などのいくつかの値に制限されます。場合によっては、より広い幅が使用され、必要なものにまで剥ぎ取られます。たとえば、26 ウェイ IDC ケーブルでは、1 本のワイヤを簡単に取り除いて 25 ウェイにすることができます (コネクタを追加する前)。ワイヤは通常、より線の銅線で、通常は 0.32、0.20、または 0.13 mm ² (22、24、または 26 AWG ) のいずれかです。

より細かいピッチのケーブルや、より粗いピッチのケーブルも利用できます。たとえば、コンピュータのハードディスク インターフェイス ULTRA-ATA に使用される高速ATAインターフェイス ケーブルのピッチは 0.025 インチ (0.64 mm) です。ラップトップなどのポータブル電子機器では、0.3 mm というより細かいピッチが使用されていますが、ポータブル電子機器では通常、フレキシブル フラット ケーブル(FFC) が使用されます。

リボン ケーブルの主な目的は、リボン ケーブルを鋭いフォーク状の接点の列に押し付ける、特別に設計された IDC コネクタへの大量終端を可能にすることです。( IDC コネクタという用語は、冗長であるにもかかわらず広く使用されています。これはRAS 症候群の一例です。) 終端はケーブルの両端で行われるのが最も一般的ですが、場合によっては (たとえば、2 つのコネクタ間の配線を変更する必要があるリードを作成する場合)、片方の端だけが IDC 終端され、もう一方の端は通常の圧着接続またははんだバケット接続で終端されることもあります。IDC コネクタは分解して再利用できる場合もありますが、簡単にそれができるようには設計されていません。

リボンケーブルに適したIDC端子を備えた一般的なコネクタの種類には、次のものがあります。

• BT224 コネクタ – BS9525-F0023、DIN41651、MIL-C-83503 規格でも定義されています。ATA ケーブルで使用されるタイプで、単にIDC コネクタと呼ばれることもあります。専用のプラグまたは0.1 インチ (2.54 mm) 間隔の2 列のヘッダー ピングリッドと嵌合します。
• D サブミニチュアコネクタ - シリアル ポートおよびプリンタ ポートに使用されます (ただし、IDC D コネクタは、圧着タイプやはんだバケット タイプに比べてはるかに一般的ではありません)。
• マイクロ リボンコネクタ - 36 ピン プリンタ ポート ( IEEE 1284 - Centronics ) および 50 ピンSCSI ポートに使用されます。
• DIN 41612コネクタ –ユーロカードバスに使用されます。
• PCB トランジション ヘッダー - BT244 コネクタと同じ間隔のピンが 2 列あります。PCB に直接はんだ付けすることを目的としています。
• DIL ヘッダー – 標準DIL ICと同じ間隔のピンがあります。通常、何らかの理由で IC を外部デバイス (例: インサーキット エミュレータ) への接続に置き換える必要がある場合に使用されます。特にストリップボードでは、PCB 遷移ヘッダーのようにも使用できます。(標準間隔のヘッダーをストリップボードに取り付けるのは難しいです。穴ではなく、2 つの穴の間でトラックを切断する必要があるためです。)

電子工学愛好家がコンピューターやデジタル音楽キーボードを改造(変更) またはハッキングする場合、リボン ケーブルをはんだ付けしなければならないことがあります。電子工学技術者としての訓練を受けていない愛好家にとって、リボン ケーブルのはんだ付けは難しい場合があります。場合によっては、愛好家は目の細かいカミソリでワイヤーを剥ぎ取り、はんだ付けする前にワイヤーを分離します。また、目の細かいサンドペーパーを使用してワイヤーのプラスチック絶縁体を削り取る愛好家もいます。サンドペーパーで磨くと、銅のトラックも下塗りされます。次に、錫メッキのはんだごてをむき出しのワイヤーに当てると、はんだがトラックに導かれます。

デジタルの観点から見ると、リボン ケーブルは 2 つのデバイスを接続する理想的な方法でした。しかし、アナログの観点から見ると、これらのケーブルには問題があります。1980 年頃、米国連邦通信委員会(FCC) は、リボン ケーブルが非常に効率的なアンテナであり、基本的にランダムな信号、つまり電磁干渉 を電磁スペクトルの広い帯域にわたって送信していることを発見しました。^{[出典が必要]}これらの意図しない信号は、家庭内のテレビ受信に干渉し、画面に雪が降る可能性がありました。FCC は、デバイス同士の接続にリボン ケーブルを使用することを制限する布告と差し止め命令をパーソナル コンピュータ業界に発行しました。^{[出典が必要]} 裸のリボン ケーブルは、コンピュータまたは周辺機器のケース内では使用できますが、2 つのボックスを接続するリボン ケーブルはすべて接地する必要がありました。この規則により、銅編組シールドで覆われたリボン ケーブルなどのソリューションが生まれ、個々のコネクタを確認したり分離したりすることは不可能になりました。Apple IIでは、これらのケーブルはコンピュータの背面にある電源に接地された穴を通過しました。最終的に、相互接続の目的でリボン コネクタは、成形コネクタを備えたカスタム設計の丸型ケーブルに置き換えられました。

26 AWGワイヤ、0.050 インチ間隔、一般的な PVC 絶縁材を使用したリボン ケーブルの場合、ケーブル内の隣接する 2 本のワイヤの特性インピーダンスは110 ～ 130 オームになります。 ^[2]正確な数値は材質によって数パーセント変化します。特性インピーダンスを理解することは、リボン ケーブルによって引き起こされる可能性のある干渉を理解し、制御するための第一歩です。

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• フレキシブルフラットケーブル（FFC）