كابل فقرا المحوري في نقل إشارة السيارة

كابل فقرا المحوري هو كابل عالي السرعة وعالي التردد ينقل إشارات التردد اللاسلكي أو إشارات الكاميرا عالية الوضوح. يظهر هيكلها النموذجي في الشكل 1, والتي تشمل بشكل رئيسي: موصل فقرا, فقرا موصل مضمن, كابل محوري, وموصل نهاية لوحة PCB. مع تزايد الطلب على أنظمة القيادة الذكية للسيارات وأنظمة الترفيه داخل السيارة, زاد معدل نقل الإشارة في السيارة, مما يؤدي إلى زيادة تدريجية في تردد الإرسال لكابلات الاتصال المقابلة.

مقبس فقرا صغير 4pin رباعي فقرا أنثى سلك تسخير 4 في 1 مجموعة كابل مع موصلات محول إشارة الأمثل 6.56FT-2m

فقرا صغيرة نوع جاك رمز E أربعة منافذ أنثى فقرا موصل تجميع الكابلات المحورية تخصيص

2-في 1 فقرا Z كابل محوري الفاصل, 12في (30سم) كابل محوري فقرا على شكل V منخفض الخسارة للملاحة GPS

في مطابقة الأجزاء وتطبيقات السيارات للكابلات المحورية FAKRA, سوف تتأثر الخواص الكهربائية المهمة لفقدان العودة وخسارة الإدراج بشكل كبير, مما يؤدي إلى انخفاض في جودة الإشارة المرسلة, التأثير على إدراك المستخدم, وحتى يؤدي إلى فشل وظيفي. تحلل هذه المقالة بشكل أساسي تأثير موصلات FAKRA, فقرا موصلات مضمنة, الكابلات المحورية, وموصلات نهاية لوحة PCB على جودة الإشارة لوصلة النقل بأكملها, ويقترح طرقًا هندسية لتقليل التأثير.
في مطابقة الأجزاء وتطبيقات السيارات للكابلات المحورية FAKRA, سوف تتأثر الخواص الكهربائية المهمة لفقدان العودة وخسارة الإدراج بشكل كبير, مما يؤدي إلى انخفاض في جودة الإشارة المرسلة, التأثير على إدراك المستخدم, وحتى يؤدي إلى فشل وظيفي. تحلل هذه المقالة بشكل أساسي تأثير موصلات FAKRA, فقرا موصلات مضمنة, الكابلات المحورية, وموصلات نهاية لوحة PCB على جودة الإشارة لوصلة النقل بأكملها, ويقترح طرقًا هندسية لتقليل التأثير.
قبل تحليل تأثير موصلات فقرا على جودة الإشارة, من الضروري أولاً أن نفهم معايير تصميم الموصل, ومن ثم تحليل العوامل المؤثرة المحتملة حول المعايير. معايير حجم الواجهة المرجعية الرئيسية لموصلات FAKRA هي ISO20860-1 وUSCAR-18, ومعايير الاختبار الرئيسية هي ISO20860-2, USCAR-17 وUSCAR-2. يحدد معيار حجم الواجهة الأبعاد الرئيسية لموصلات FAKRA في الاتجاهين المحوري والقطري, بما في ذلك الموصلات الذكور والموصلات الأنثوية, كما هو مبين في الشكل 2 (مستخرج من ISO20860-1).

إشارة الترددات اللاسلكية فقرا Z كابل فقرا Z أنثى جاك إلى فقرا Z ذكر التوصيل كابل محوري RG174 6.6ft (2م) كابل تمديد هوائي GPS لراديو FM AM Sirius

25 قدم RG58 N أنثى إلى Fakra Z أنثى RF ضفيرة كابل محوري

فقرا Z ذكر إلى فقرا Z أنثى الزاوية اليمنى 3.3 قدم (1م) RG174 كابل محوري لإلكترونيات السيارات

في الاتجاه المحوري, أبعاد معينة ضمن نطاق التسامح الأبعاد. بعد توصيل الموصلات الذكور والإناث معًا, هناك فجوة في واجهة الاتصال. تؤثر الفجوة بعد الإدخال الناتجة عن تسامح حجم الواجهة على الأداء الكهربائي, ويؤثر حجم فجوة الهواء على درجة مطابقة المعاوقة. فضلاً عن ذلك, بدءا من المعيار, تحدد المادة العازلة العازلة في الوجه النهائي للموصل الخارجي فقط متطلبات التصميم البالغة 50Ω. في منتجات الشركات المختلفة, المواد العازلة العازلة لها ظواهر مختلفة, مما سيؤثر أيضًا على تأثير مطابقة المعاوقة. لذلك, حتى لو كان حجم هيكل الواجهة يلبي المعايير, للموصلات ذات المواد العازلة المختلفة وهياكل الواجهة, يجب إجراء اختبارات المطابقة للتحقق مما إذا كانت مؤشرات الأداء الكهربائي ذات الصلة ضمن نطاق القيمة المحدد.

2. تأثير موصل FAKRA Inline على أداء وصلة النقل بأكملها
أثناء عملية توصيل وتجميع أسلاك السيارة, يتم استخدام الموصلات المضمنة حتماً لرسو السفن. على سبيل المثال, فيما يتعلق بالاتصال بين مضيف الترفيه والهوائي الخارجي, يتم ترتيب مضيف الترفيه في منطقة لوحة العدادات, بينما يكون الهوائي الخارجي في الجزء الخلفي من السقف. عمومًا, من الضروري توصيل مجموعة الأسلاك ثلاثية الأجزاء من خلال مجموعة أسلاك الأداة, تسخير أسلاك الجسم وتسخير أسلاك السقف, والتي سوف تنتج موصل مضمن.
كما هو مبين في الشكل 3, تم إجراء مقارنة الاتصال: كابل واحد عبارة عن عينة كاملة مقاس 400 مم 1, وكلا الطرفين موصلات فقرا. والآخر هو 4 أقسام عينة 100 مم 2 متساوية الطول, متصلة في سلسلة من خلال 3 أزواج فقرا المضمنة.

شكل 3 عينة 1 الكابل المحوري والعينة 2 كابل محوري
من خلال مقارنة خسارة الإدراج في الجدول 1, ويمكن العثور على ذلك على نفس التردد, عينة 2 لديه خسارة إدراج أكبر من Sample 1. ويرجع ذلك إلى فقدان إدخال الأزواج الثلاثة من الموصلات المضمنة في المنتصف مما يؤثر على رابط النقل.

طاولة 1, مقارنة فقدان الإدراج للعينة 1 الكابل المحوري والعينة 2 كابل محوري

كما يتبين من الجدول 1, يمكن أن تؤدي إضافة موصل مضمّن إلى فقدان الإدراج. ومن المعروف من هذا أنه كلما تم إدخال موصلات أكثر, كلما زادت خسارة الإدراج. في نفس الوقت, لتطبيق اختيار الاتصال المضمن, تردد التشغيل يحتاج إلى النظر فيها. على ترددات مختلفة, خسارة الإدراج مختلفة. في التطبيقات العملية, يجب أيضًا التحقق من استقرار الجودة واتساق الموصلات المضمنة.
فضلاً عن ذلك, خاصة عندما يتعلق الأمر بالاتصالات المضمنة من مختلف الشركات المصنعة, يجب تقييم واختبار الأداء العام بعد التبديل. عندما تتم مطابقة الموصلات المضمنة, في حالة حدوث عدم تطابق المعاوقة, سوف يسبب خسارة العودة, مما يؤدي إلى انخفاض طاقة إخراج الإشارة وزيادة فقدان الإدراج. خسارة الموصل, سيؤدي فقدان العزل الكهربائي والطاقة المشعة للموصل المضمن إلى زيادة فقدان الإدراج, مما أدى إلى انخفاض في قوة إخراج الإشارة.

3. تأثير كابل FAKRA المحوري على أداء وصلة النقل بأكملها
الكابل المحوري عبارة عن وحدة أساسية تتكون من موصلين معدنيين أسطوانيين متحدين المحور ومعزولين بشكل متبادل. يظهر مخطط الكابل في الشكل 4.

شكل 4, هيكل الكابل المحوري

عند النظر في الكابلات المحورية FAKRA, من المقبول عمومًا أن خسارة إدخال الكبل المحوري تساوي مجموع خسائر الموصل والكابل. تحتاج هذه المقالة إلى التأكيد على تأثير التركيز وحالة الاتصال للدبابيس والمقابس على فقدان إدخال الكابل المحوري. سيؤدي "ضعف الاتصال" إلى زيادة فقدان إدخال الكابل المحوري, وقد يظهر أيضًا على شكل عدم استقرار الإشارة أو الدائرة المفتوحة المباشرة. لتحديد نوعية حالة الاتصال, بالإضافة إلى اختبار مقاومة التلامس للموصلات الذكرية والأنثوية بعد تزاوجها, يمكن أيضًا اختبار قوة احتجاز القابس المحددة في المعيار لقياس وتحديد حالة الاتصال. تم تحديد طرق اختبار الموصلات الداخلية والخارجية بوضوح في مشروع اختبار ISO20860-2.
هناك عامل آخر يؤثر على فقدان إدخال الكابلات المحورية وهو نطاق تردد تشغيل الكابل. شكل 5 يُظهر منحنى اختبار فقدان الإدخال لنوع معين من الكابلات. يمكن ملاحظة أن منحنى اختبار خسارة الإدراج يتغير خطيًا داخل "النطاق الخطي" لعرض نطاق تشغيل الكابل, ولكن خارج النطاق الترددي. تتغير نتائج الاختبار بشكل غير خطي وتنتج طفرات عند نقاط تردد معينة, مما يؤدي إلى تأثير وعواقب لا تُذكر على نقل الإشارة للوصلة بأكملها.

شكل 5. تغييرات مفاجئة في أداء فقدان الإدراج خارج النطاق الترددي التشغيلي للكابل.

4. تأثير موصل نهاية اللوحة FAKRA على أداء وصلة النقل بأكملها
بالمقارنة مع موصلات نهاية الخط, تختلف الموصلات الموجودة على جانب اللوحة FAKRA في البنية باستثناء الواجهة. الفرق الأكثر شيوعًا هو أن هناك تصميمين للوجه النهائي للموصل الخارجي العام: العازل والهواء. ستكون هناك اختلافات في الأداء بين هاتين الواجهتين بعد توصيلهما بالموصل الأنثوي.
هناك عامل مهم آخر يؤثر على أداء الموصل الطرفي الذكر وهو تصميم الاتصال بين ذيل الموصل ولوحة PCB. شكل 6 يُظهر موصل نهاية اللوحة مع الموصل الداخلي المتصل بشكل ثابت بخط الإشارة الخاص بلوحة الدائرة. شكل 7 عبارة عن رسم تخطيطي هيكلي لموصل نهاية اللوحة بعد قطع جزء من الموصل الخارجي.

من أجل تحقيق مطابقة المعاوقة, هذه العوامل سوف تؤثر على نقل الإشارة:
المسافة بين جذر الموصل في موصل نهاية اللوحة (الجزء القريب من الوسط العازل للموصل) ولوحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور, عرض خط الإشارة على اللوحة, عرض النطاق الترددي العامل للوحة PCB, وحجم الفتحات على جانبي خط الإشارة على اللوحة.
عندما يتجاوز تردد التشغيل عتبة معينة, كلا موصل اللوحة, لوحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور, ويجب إثبات معلمات اللحام المقابلة بشكل كامل لتجنب حدوث طفرات مفاجئة في الإشارات عالية التردد في نطاقات تردد معينة.

5 خاتمة
يتبين مما سبق أنه عند اختيار كابلات FAKRA المحورية, تحتاج إلى الانتباه إلى النطاق الترددي العامل للكابل والموصل. طوال الرابط, سيكون لعرض النطاق الترددي التشغيلي لكل جهاز تأثير على نقل الإشارة. للموصلات من نفس الفئة من شركات مصنعة مختلفة, ومن الضروري الرجوع إلى المواصفات الفنية للمنتج للتأكد من اتساق الاختيار والمطابقة.
في التطبيق الفعلي لكابلات السيارة, لتطبيقات الكابلات المحورية في مناطق الانحناء, مع الأخذ في الاعتبار فقدان ناقل الحركة ومتانة الانحناء, عادةً ما يتم استخدام كابلات خاصة مقاومة للانحناء ذات خسائر أقل وأقطار أكبر. للأجهزة الكهربائية المرتبة في المناطق الرطبة, عادةً ما يتم استخدام موصلات FAKRA الخاصة المقاومة للماء والغبار. لوضعها في مناطق الاهتزاز, يجب أيضًا مراعاة موصلات FAKRA التي تلبي متطلبات الاهتزاز.
باختصار, موصلات فقرا, فقرا موصلات مضمنة, الكابلات المحورية, وستؤثر جميع الموصلات الموجودة على جانب لوحة PCB على نقل الإشارة للوصلة بأكملها. من خلال تحليل وإتقان العوامل المؤثرة الرئيسية, يمكننا صياغة تدابير التصميم والاختبار المقابلة لتقليل هذه التأثيرات والقضاء عليها, وهو أمر مفيد لموثوقية واستقرار نقل الإشارات عالية التردد.