20,70 CERN/MPS-SI/Int. DL/69-619 décembre 1969

SYSTEME MECANIQUE MODULAIRE-STANDARD

*POUR LA CONSTRUCTION ELECTRONIQUE

Divisions MPS et SI

1. INTRODUCTION

2. GENERALITES SUR LES SYSTEMES EXISTANTS

3. DESCRIPTION DU NOUVEAU STANDARD

3.1 Mécanique3.2 Connecteur tiroir-chassis3.3 Connecteur chassis-chassis3.4 Alimentations

Référence

Annexe I Brochage et alimentations NIM

Annexe II Caractéristiques connecteur NIM

Annexe III Caractéristiques connecteur Burndy

Annexe IV Caractéristiques connecteurs ITTet découpe des cartes

*) Adopté officiellement par 1es deux Divisions 1e 8.1.1970.

1. INIRQDUCTloy

1 MP8 1027 pour 1es chassis avec tiroirs

MP8 1029 pour chassis sans tiroir.

La quasi totalité des appareils équipant 1a sa11e de commandeprincipale (MCR) et montés a ce jour au CERN ont été réalisés dans 1'un ou

1'autre de ces deux systémes.

Le nouveau standard mécanique doit, sans exclure 1es Systémes déjautilisés (MP8 1027 et MP8 1029) permettre a la fois

de marier nos réalisations avec des appareils commerciauxex.: tiroirs NIM, (ce qui implique déja une compatibilitémécanique)

de 1aisser 1es memes libertés que 1es standards actuels(ce qui est fondamental pour la realisation d'appareillagesspécifiques).

2. EENFRAEIWTFEASAUB LEE .EYSIEMES; _D_E_JA._E.X£STANT_S_Notre intention était de ne pas créer un standard mécanique en-

tiérement nouveau. Au contraire, en partant de systémes déja existants,moyennant quelques modifications mineures, notre but est de proposer unsystéme utilisant au maximum ce qui peut déja se trouver en magasin. Les

1) 2caractéristiques des systémes utilises au CERN (MP8 1027, CIM, NIM , CAMAC ) )sont énumérés dans 1e tableau 1 en annexe.

A la lumiére de ce tableau nous voyons que le MP8 1027 n'estcompatible, ni mécaniquement, ni électriquement avec 1es autres NIM, CIM etCAMAC.

Nous allons examiner 1a dualité CIM—NIM. La mécanique CIM se

trouve au magasin et est compatible avec la mécanique NIM (a l'exclusion

du connecteur tiroir chassis). Le standard NIM est un systéme commercial

employé par beaucoup de laboratoires et suivi par les fabricants. Nous

voulons donc au mieux

i) fabriquer des tiroirs au CERN qui puissent étre

montés dans des chassis NIM commerciaux

ii) monter des tiroirs NIM commerciaux dans des chassis

construits au CERN a partir de mécaniques CIM.

3. DESCRIPTION DU NOUVEAU STANDARD

3.1 Mécanigue (sans tenir compte du connecteur)

Le systéme utilisé exclusivement la mécanique CIM sans modifi-

cation (voir schémas ISR 8905/1-0 et ISR 8905/2-0).

— Pour les chassis 1e systéme utilise la mécanique CIM (en 3,

4 et 5 unités de haut. En 5 unités de haut nous retombons

pratiquement sur le NIM)

— Pour les tiroirs le systéme utilise également la mécanique

CIM en 1, 2, 3, 4 et 6 unites de large et aussi en 3, 4

et 5 unités de haut.

3.2 Connecteur tiroir chassis

Pour satisfaire au mieux les besoins de l'utilisateur 4 options

pour le connecteur sont offertes. Elles utilisent la mécanique CIM.

Voir le schéma 1-

§;2;l__922222_92¥:é

Cette option est notée NIM compatible. Elle utilise (voir schéma 1)

~ la mécanique CIM en 1, 2, 3, 4 et 6 unités de large et

en 3, 4, 5 unités de haut sans aucune modification(ni tiroirs,

ni chassis)

— 1e connecteur NIM

- les mémes allocations de broches pour les alimentations et

les signaux que le NIM.

Ce systéme assure 1e maximum de compatibilité avec le standard

NIM. En effet un chassis CIM-A de 5 unités de haut est prati-quement identique au NIM du point de vue mécanique et électriqueet peut de ce fait recevoir des tiroirs (5 unités de haut) NIM

commerciaux. Pour 1e nombre de broches disponibles et le bro—chage NIM, les caractéristiques du connecteur et des alimentations

voir en annexe le tableau 2.

§;2;Z__QBE_192...§IM:BCette option est offerte a l'utilisateur qui veut disposer d'autresalimentations que celles données par le NIM et/ou qui a besoin d'unnombre de broches disponibles plus grand, tout en restant mécani-quement compatible avec le NIM. Cette option conduit au systemeCIM-B non compatible NIM. Elle utilise

- la mécanique CIM (tiroir et chassis) en 1, 2, 3, 4, 9t 6unités de largeur et en 3, 4, 5 unités de haut

— 1e connecteur NIM

- les allocations de toutes les broches d'alimentation et designaux sont laissées au gré de l'utilisateur, sauf pour lesdeux broches de masse alimentation at de masse haute qualitéqui restent les memes que pour le NIM (voir brochage NIM enannexe).

Nous remarquons que ce systéme est mécaniquement compatible maisélectriquement incompatible avec les systémes NIM Standard du commerce.

I1 faudra donc faire attention a ne pas mélanger les deux systémesceci pour des raisons de sécurité pour les circuits. Nous pouvonsdonc dire que ce systéme n'est pas compatible avec le NIM commercial,mais les tiroirs CIM-PS version B peuvent,si nécessaire,se monter

dans les chassis NIM commerciaux aprés avoir pris la précaution demodifier les connexions (dans la mesure du possible).

§;Z;§_m92§i99t9lfi:0

Cette option utilise :

- la mécanique CIM en 1, 2, 3, 4 et 6 unités de large et en

3, 4 et 5 unités de haut

- le connecteur CIM (Burndy 50 broches)

- les allocations des broches,pour les alimentations et les

signaux,ne sont pas fixées.

Nota Les trois options A, B, C que nous venons de décrire (tiroiret chassis) donnent 1a possibilité :

— de blinder les circuits

- de mettre plusieurs cartes dans un tiroir

- éventuellement d'enficher un tiroir donné dans unchassis de hauteur supérieure.

§;2;é__922292u9£¥:9Cette option est offerte a l'utilisateur qui, pour son usage parti-culier, n'a pas besoin d'employer une mécanique sous forme de tiroirs(pas de blindage, toutes les fonctions groupées sur une meme carte,

etc.). Elle utilise :

— une carte de circuit imprimé (3, 4 on 5 unites de haut)

~ un connecteur rapporté pour circuit imprimé fixé a la carte.

Le nombre de broches disponibles avec un connecteur ITT-CANNONsérie G07 est de 64 points en utilisant un circuit imprimé

double face (pas 2,54 mm). L'ensemble carte-connecteur s'en—

fiche directement dans un chassis. Le méme connecteur est

utilisé pour 1es trois hauteurs.

un connecteur male série G07 fixé sur le chassis. Le support

du connecteur male pour ce cas est déja prévu par la mécanique

CIM. Il n'y a pas de modification des pieces mécaniques.

un panneau avant en une unité de large solidaire de la carte de

circuit imprimé. Si, pour certaines applications, une unité

n'est pas suffisante, on peut aller jusqu'a deux unités de large

(dans ce dernier cas une carte prend deux unités de large).

m si 1e nombre de contacts fournis par le connecteur ITT—CANNON

(64 contacts) est jugé insuffisant, il est prévu de placer un

deuxiéme connecteur pour 1es cartes de 4 et 5 unités de haut.

Il s'agit d'un connecteur male fixé sur la carte et venant s'en-

ficher dans le connecteur correspondant fixé sur le chassis de

facon identique au connecteur ITT-CANNON. La mécanique CIM est

déja prévue pour cet emploi. Pour ces deux hauteurs de cartes

l'utilisateur dispose des connecteurs supplémentaires suivants

a) en 4 unites de haut : connecteur ISEP ITT 32.215.021 qui

procure 11 contacts supplémentaires, ce qui porte a 75 1e

nombre de contacts pour ce type de carte (ISR 8905/5‘0“1)-b) en 5 unités de haut : connecteur ISEP ITT 32.214.021 qui

procure 25 contacts supplémentaires, ce qui porte a 89 1e

nombre de contacts pour ce type de carte (ISR 8905/5-0-1).— la distribution des alimentations est laissée au choix de l'uti-

lisateur.

Cette option est incompatible avec 1es tiroirs CIM-A, CIM-B, CIM—C

et NIM.

Voir en annexe IV pour 1es principales caractéristiques des connecteurs

ITT-CANNON série G07, ITT 32.215.021, ITT 32.214.021 et la découpe des

cartes .

3.3 Connecteur chassis-chassis

Le percage de la plaque arriére des chassis CIM, pour supporterles connecteurs chassis-chassis n'est pas fixé, ce soin est laissé a l'uti—lisateur selon ses besoins. Cependant pour faire les connexions entrechassis nous proposons 1'emploi de connecteurs ronds Burndy déja standardsau CERN, en nombre suffisant pour chaque cas particulier. Ce connecteur est

du type UTO 2, avec un maximum de 48 broches (voir en annexe III les caractéristiques).

Il faut noter également que pour les options CIM—A et CIM-B, ilfaudra prendre des dispositions pour ne pas mélanger les broches du connec-teur chassis-tiroir (AMP) avec celles du connecteur chassis-chassis (Burndy);il est,en effet,difficile de les distinguer visuellement. Nous attironsbien l'attention sur ce point, surtout pour la realisation de prototypes enlaboratoire.

3.4 Alimentations

Le schéma ISR 8905/3.0 montre une vue de la boite de distributiond'alimentation.

Pour 1'option A, qui est compatible avec NIM, il faut respecterles normes a ce sujet. En annexe on trouve les caractéristiques principalesdes alimentations NIMl) (brochage, regulation, etc.). Les données relatives5 la puissance (ou au courant) de chaque alimentation sont a examiner pourchaque chassis par l'utilisateur. Pour les autres options, les tensions nesont pas fixées pour donner plus de souplesse et la puissance de chaque ali-mentation sera établie en fonction des besoins propres a chaque chassis.

Références

1. Standard Nuclear Instrumentation Modules, TID 20893 Rev. 2, Jan. 1968.

2. A modular instrumentation system for data handling, EUR 4100a, March 1969.

Distribution

Personnel scientifique et technique des Divisions MPS et SI

H.R. Haeubi J.P. RenicheJ. den Herder B. SagnellH. Kuhn

ANNEXE I

l. Brochagemylg

Le tableau 2 montre le brochage NIM qui doit étre respecté pour

satisfaire la solution A. Ce tableau est extrait du rapport Standard

Nuclear Instrumentation Module, Rev. 2, Jan. 1968 1).

2. Alimentations NIM

Un chassis NIM standard est prévu avec les tensions suivantes

i 24 Volt , i 12 Volt et i 6 Volt.

Afin de ne pas trop dégrader les performances des tensions ré—

gulées, les connexions de ces alimentations doivent se faire par des fils

18 AWG ou de section plus importante.

Le courant passant par la broche de masse "haute qualité" ne doit

pas dépasser 1 mA en continu et 100 MA pour charges variables on pour les1)impulsions

Les tableaux 3 et 4 résument les principales caractéristiques

électriques des alimentations NIM pour les tensions i 24 V, i 12 V et i 6 V.

Les specifications pour les autres alimentations ne sont pas de—

finies (i 3 V, + 200 V).

3. Utilisation des broches du connecteur NIM pour la solution A

— Broches allouées

Le tableau No. 2 montre qu'il y a :

12 broches allouées aux alimentations

l broche allouée a la masse haute qualité

4 broches allouées a des signaux logiquesa fonction définie

— Broches réservées

Ces broches au nombre de 8 ne doivent pas étre employees par

1'uti1isateur, elles sont réservées pour des allocations*

futures ) a définir par le comité NIM.

— Broches coaxiales

Elles sont au nombre de 6.

~ Broches libres

Ces broches sont au nombre de 11.

En definitive l'utilisateur a a sa disposition pour la solution A

6 broches coaxiales 50 ohm

ll broches disponibles

4 broches a fonction définie (carry No. 1, carry No. 2,reset, gate)

Total 21 broches

4. Specifications recommendées des signaux logiques NIM sur les broches

13 (carry No. l), 31 (carry No. 2), 35 (reset) et 36 (gate)

Voir a ce sujet 1e rapport Standard Nuclear Instrumentation Modules, sections D6 & D7.

*) Reserved pins are for future assignment by the Committee and shall not beused until such assignments are made (rapport TID 20839, rev. 1, section F5).

ANNEXE II

Caractéristiques electriques principales du connecteur NIM

§2229£Lr2991§

Température d'emploi - 65°C a + 1500cavec connecteur coaxial - 55°C a + 85°C

Résistance d'isolement entre 2contacts VOisins sous 500 V 50 Gohms

Tension d'isolement 900 V eff

Type III+ (163086 - 2-m51e, 163088 - 2-feme11e)

or : 0,75 u sur 1,25 H de NickelCourant maximum 13'AChute+de tension 5 courant max. a25°C - 3°C

-10—

ANNEXE II I

1. Connecteur BURNDY 50 points (CIM) chassis-tiroir

Ces connecteurs sont du type HYFEN 50 broches. Ils corres-pondent aux types MS 50 PM-Bl et MS 50 RM-Bl a l'exception du marquageen chiffres qui suit 1e code CERN.

Fiche chassis (male) MS - 50.PM.1.SQE-l

Prise chassis (femelle) MS - 50.RM.1. 9E-1

Les broches de contact sont du type No. 16 (0,0625' de diamétre).

QEEEEEériStiQEES Prinsieeles @142Courant max. 13 ATension de service 750 V AC 5 60 HzTemperature d'emploi ‘ - 55°C a + 1250CChute de tension au contact max. 25 mVResistance isolement 5 000 Mohm

Tension d'essais (1 mn) 2 000 V AC 60 Hz

(Ces connecteurs sont prévus pour des contacts simples ou des

contacts coaxiaux pour lesquels un outillage spécial est nécessaire.)

2. Connecteur BURNDY ronds chassis-chassis (CIM)

Ces connecteurs ont les memes caractéristiques électriques queles connecteurs rectangulaires type HYFEN. I1 y a 8 possibilités de pré-vues selon 1e nombre de contacts désirés (voir tableau 5).'

ANNEXE IV

1. Connecteur ITT-CANNON série G07

\Temperature d'emploi - 55°C a + 125°CTension de service 330 V rms

Tension de test 1 000V rms

Resistance d'isolement entrecontacts 2 lOMfl

Resistance de contact < 10 m9

Courant maximum 200C 2 A (pour temperaturessupérieures a 20°C 1ecourant est moindre, voircaractéristiques de "de-rating" sur catalogue)

Nombre d'enfichages possibles 2 500

2. Connecteur ISEP (ITT 32.215.021 et ITT 32.214.021)

. o t 0Temperature d'emp101 - 55 C a + 125 C

Tension de service S 250 V rms

Tension de test 1 000 V rms

Resistance d'isolement entrecontacts 5\V 10 MR

5 m9

4 A

10 000

//\Resistance de contact

//\. oCourant max1mum + 70 C

\VNombre d'enfichages possibles

3. Aspect des cartes enfichables

Les schémas ISR 8905-5/11, ISR 8905-5/12 et ISR 8905/13 montrentles découpes a faire sur les cartes enfichables pour les hauteurs 3, 4 et 5unités respectivement pour recevoir 1e connecteur de circuit imprimé ITTCANNON, série G07, ITT 32.215.021 (4 unités) et ITT 32.214.021 (5 unités).

iCHASSIS CIM(Mécanique)

l./_.l1 \ ,

l7 \

, /7

(fl TIROIR CIM"\u¥ (Mécanique)

,\\

‘ NON@p‘\ /__r.._\‘ /.

\\ ’7-

.3 QIEMA .1

OUI

OPTION CIM-D (Cartes enfichables)

3 U :4 U :5 U :

64 points de contact64 + 1164 + 25pas de broches coaxiales

Dimensions: haut: 3, 4 cu 5 U, large 1 on 2 UObservations: électriquement et mécaniquementnon compatible avec NIM ou CIM

Blindage impossibleUne seule carte possiblePlatine avant n'existant qu'en 1 cu 2 unités

Brochage maximum :

/4./

CONNECTEURNIM

36 broches+ 6 coax.

/(/ \‘ NON ..,,\\

OPTION CIM-C (CIM intégralement)

connecteur Burndy 50 broches nonattribuées

haut23, 4 on 5 U, large 1, 2, 3, 4et 6 Unon compatible avec NIM (connec-

Brochage:

Dimensions:

Observations:teur)

Libre choix des broches d'ofi nombre dispo-nible élevéBlindage possiblePossibilité de plusieurs cartes dans untiroirLe changement du connecteur du tiroir parAmp donne l'nption B (éventuellement A)

ALLOCATIONDES BROCHES CUNII‘ORMI:

AUX NORMES

OPTION CIM—B (non compatible NIM électriquement)

36 broches non attribuées6 broches coaxialeshaut=3, 4 et 5 U, large 1, 2, 3, 4

et 6 UObservations: compatible uniquement mécanique-ment avec NIM commerciaux (pas électriquement)

Libre choix des broches d'ofi nombre dispo-nible plus élevé (pas de broches réservées)Blindage possiblePossibilité de plusieurs cartes dans untiroir

Brochage:

Dimensions:

OUI

OPTION CIM-A (compatible NIM)

Brochage:(voir Annexe, tableau 1)12 broches attribuées avec alimentations

6 broches coaxiales, 4 attribuées aux signauxa fonction définie, 1 massehaute qualité8 réservées, 11 libres

Dimensions: hautz3, 4 et 5 U, large 1, 2, 3, 4et 6 U

Observations: complétement compatible avecNIM commercial

Blindage possiblePossibilité de plusieurs cartes dans 1 tiroir

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BROCHAGE CONNECTEUR NIM

Broche Fonction Remarques

1+H3hvolt __ —_H¥WAilimentativon i'ién‘ standard" '¥- 3 volt Alimentation "non standard"

RéservéeCoaxial 509Coaxial 509Coaxial 509+ 200 volts

'—I O

KD

mN

O‘U

'IJ-‘L

DN

H

3(- Alimentation standardAlimentation standard

+ 6 voltll - 6 volt12 Réservée13 Carry No. 11415 Réservée16 + 12 voltl7 — 12 volt1819 Réservée202122 Réservée23 Réservée24 Réservée25 Réservée262728 + 24 volt29 — 24 volt3031 Carry No. 23233 117 volt AC *34 Masse alimentations *35 Reset36 Gate3738 Coaxial 50939 Coaxial 50940 Coaxial 50941 117 volt AC (Neutre) *42 Masse haute qualité *G- Masse broche de guidage

X-”- Alimentation standard

Alimentation standardX-X- Alimentation standard

Alimentation standard>1-

TABLEAU 2

* réuni a tous les connecteurs du chassis en paralléle

Origine: Standard Nuclear Instrument Modules, TID 20893 (2 Rev.) Jan. 1968U.S.A.E.C. Washington DC 20545

ALIMENTATIONS NIM + 24 V, - 24 V, + 12 V et - 12 V

DESIGNATION CONDITIONS CLASSE A CLASSE B

* _ I * '47477Entrée 117 VAC 60 i 3 Hz + 100/0, c 120/0 + 10°/o, ~ 12°/o

Courant de sortie 2A disponibles/i 12V De 0 a l A De 0 a 1 A

7 ** O '*Puissance totale Des 4 alimentations 72 W 72 W

*

Masse Isolée du chassis Isolée du chassis

Regulation et Aprés 60 mn de fonc- 0,050/0 de la 0,30/0 de lastabilité tionnement et pen— tension nominale tension nominale

dant 24 h (temp. am-biante constante, va-riation de charge 0a 1000/0 et entréede 88 5 1100/0

" Aprés 24 h at pen— 0,30/0 0,50/0dant 6 mois

Coef. de tempé- De 0 a 600C 0,010/0 /0C 0,020/0 /OCrature

Gamme tempéra- Peut aller 5 60°C 0 a 50°C 0 a 50°Cture avec seulement 3% de

ierating/OC au-dessus.iierfiflflflr

Protection Oui Ouithermique

Protection 2,2A pour 12V 2,2A pour 12Vcourant 1,2A pour 24V 1,2A pour 24V

Bruit en sortie Mesure par oscillo- Max. 3mV p.p. Max. 3mV p.p.scope 50 MHz

I+Ajustage Par tournevis 0,50/0 i 0,5 /0

Impedance Fréquences de 0 a < 0,3 9 < 0,3 9sortie 100 kHz

Temps de re- Pour revenir a < 100 us < 100 Uscouvrement 0,0l°/o aprés chan-

gement de 1'entréeou variation decharge entre 10 et1000/0

*) Aux USA

**) La puissance totale depend flu constructeur et est en gfinfiral supérieure.

TABLEAU 3

CARACTERISTIQUES PRINCIPALES DES ALIMENTATIONS NIM

Designations

ALIMENTATIONS NIM i 6 V

Conditions

Entrée

Courant de sortie

*117 VAC, 60 i 3 Hz

Specifications

+ 10%, - 12%

5 A

Puissance totale**

60 W

Regulation etstabilité

Aprés 30 minutes defonctionnement aveccharge, réseaux attemperature constantspendant 8 heures

0,3Z

Régulation etstabilité

Tension réseau de88% a 110%

0,12

Régulation etstabilité

Charge de 0 a 100% 0,12

Coefficient detemperature

Protection thermique

600C avecde de-

C

Peut aller aseulement 3%rating par

Oui

Bruit en sortie Mesure par oscillo-scope 50 MHz

10 mV p a p

Impedance de sortie Fréquences de 0 a100 kHz

$0,12 0

Temps de recou-vrement

Pour revenir a i 1%de sa valeur initialeaprés une variationde charge de 0 a 100%

250 Us

Ajustage

*) Aux USA

**)

De valeur nominale 6 V i 2%

Dépend du constructeur

TABLEAU 4

CARACTERISTIQUES PRINCIPALES DES ALIMENTATIONS NIM

No. référence(receptacle)

Nombre de contacts(ou coax. subminiat -)

UT02 - 10 - 4* 4

——1

UT02 - 12 - 8

UT02 - 14 -12 12

UT02 - 16 19

UT02 - 18 -23 23

UT02 - 20 -28 28

UT02 - 22 -35 35

UT02 48

TABLEAU 5

CONNECTEURS BURNDY RONDS - SERIE UT02

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