Fakra koaksijalni kabel u prijenosu signala vozila

FAKRA koaksijalni kabel je brzi i visokofrekventni kabel koji prenosi radio frekvencijske signale ili signale kamere visoke definicije. Njegova tipična struktura je prikazana na slici 1, što uglavnom uključuje: FAKRA konektor, FAKRA Inline konektor, koaksijalni kabl, i konektor na kraju PCB ploče. Uz rastuću potražnju za automobilskim sistemima za inteligentnu vožnju i sistemima za zabavu u automobilu, brzina prenosa signala u automobilu je povećana, što rezultira postepenim povećanjem frekvencije prenosa odgovarajućih priključnih kablova.

Mini Fakra Jack 4pin Quad Fakra ženski kabelski svežanj 4-u-1 sklop kabela s 6.56FT-2m konektorima za optimalni signal adaptera

Mini Fakra A Tip Jack E Kod Četiri porta Ženski Fakra konektor Koaksijalni kabel Sklop Prilagodite

2-in-1 Fakra Z koaksijalni razdjelnik kabela, 12u (30cm) Koaksijalni kabel Fakra V oblika s malim gubicima za GPS navigaciju

U usklađivanju dijelova i primjeni u automobilskoj industriji FAKRA koaksijalnih kablova, dva važna električna svojstva povratnog gubitka i umetanja bit će značajno pogođena, što rezultira smanjenjem kvaliteta emitovanog signala, utiče na percepciju korisnika, pa čak i do funkcionalnog kvara. Ovaj članak uglavnom analizira uticaj FAKRA konektora, FAKRA Inline konektori, koaksijalni kablovi, i konektori na kraju ploče PCB-a na kvalitetu signala cijelog prijenosnog linka, i predlaže inženjerske metode za smanjenje uticaja.
U usklađivanju dijelova i primjeni u automobilskoj industriji FAKRA koaksijalnih kablova, dva važna električna svojstva povratnog gubitka i umetanja bit će značajno pogođena, što rezultira smanjenjem kvaliteta emitovanog signala, utiče na percepciju korisnika, pa čak i do funkcionalnog kvara. Ovaj članak uglavnom analizira uticaj FAKRA konektora, FAKRA Inline konektori, koaksijalni kablovi, i konektori na kraju ploče PCB-a na kvalitetu signala cijelog prijenosnog linka, i predlaže inženjerske metode za smanjenje uticaja.
Prije analize utjecaja FAKRA konektora na kvalitet signala, potrebno je prvo razumjeti standarde dizajna konektora, a zatim analizirati potencijalne faktore koji utiču na standarde. Glavni referentni standardi veličine interfejsa FAKRA konektora su ISO20860-1 i USCAR-18, a glavni standardi ispitivanja su ISO20860-2, USCAR-17 i USCAR-2. Standard veličine sučelja definira glavne dimenzije FAKRA konektora u aksijalnom i radijalnom smjeru, uključujući muške konektore i ženske konektore, Kao što je prikazano na slici 2 (izvučeno iz ISO20860-1).

RF SIGNAL Fakra Z kabel Fakra Z ženski priključak na Fakra Z muški utikač koaksijalni kabel RG174 6.6ft (2M) GPS antenski produžni kabel za FM AM radio Sirius

25 stope RG58 N ženski na Fakra Z ženski RF pigtail koaksijalni kabel

Fakra Z muški na Fakra Z ženski pravi ugao 3.3ft (1M) RG174 koaksijalni kabel za auto elektroniku

U aksijalnom smjeru, određene dimenzije su u granicama tolerancije dimenzija. Nakon što su muški i ženski konektori spojeni zajedno, postoji praznina na interfejsu veze. Razmak nakon umetanja uzrokovan tolerancijom veličine sučelja utječe na električne performanse, a veličina vazdušnog jaza utiče na stepen usklađivanja impedanse. Pored toga, počevši od standarda, izolacijski dielektrični materijal na krajnjoj strani vanjskog vodiča definira samo zahtjeve dizajna od 50Ω. U proizvodima različitih kompanija, izolacijski dielektrični materijali imaju različite pojave, što će takođe uticati na efekat usklađivanja impedancije. Stoga, čak i ako veličina strukture interfejsa zadovoljava standarde, za konektore sa različitim izolacionim materijalima i strukturama interfejsa, moraju se provesti testovi podudaranja kako bi se provjerilo da li su relevantni indikatori električnih performansi unutar specificiranog raspona vrijednosti.

2. Uticaj FAKRA Inline konektora na performanse cijelog prijenosnog linka
Tokom procesa povezivanja i montaže kabelskog svežnja vozila, Inline konektori se neizbježno koriste za pristajanje. Na primjer, u vezi sa vezom između hosta za zabavu i vanjske antene, voditelj zabave je raspoređen u području instrument table, dok je vanjska antena na stražnjoj strani krova. Generalno, potrebno je spojiti trosegmentni kabelski snop kroz kabelski snop instrumenta, kabelski svežanj tijela i stropni kabelski svežanj, koji će proizvesti Inline konektor.
Kao što je prikazano na slici 3, napravljeno je poređenje veza: jedan kabl je kompletan uzorak od 400 mm 1, i oba kraja su FAKRA konektori. Drugi je 4 sekcije uzorka od 100 mm 2 jednake dužine, povezani serijski preko 3 parovi FAKRA Inline.

Figura 3 Uzorak 1 koaksijalni kabel i uzorak 2 koaksijalni kabl
Kroz poređenje insercionih gubitaka u tabeli 1, može se naći da na istoj frekvenciji, Uzorak 2 ima veći gubitak umetanja nego Sample 1. To je zbog gubitka umetanja tri para Inline konektora u sredini koji utiču na prijenosnu vezu.

Table 1, Poređenje gubitka uzorka pri umetanju 1 Koaksijalni kabel i uzorak 2 Koaksijalni kabel

Kao što se može videti iz tabele 1, dodavanje Inline konektora može dovesti do gubitka umetanja. Iz ovoga je poznato da se ubacuje više konektora, veći je gubitak umetanja. Istovremeno, za odabir aplikacije Inline veze, treba uzeti u obzir radnu frekvenciju. Na različitim frekvencijama, gubitak umetanja je drugačiji. U praktičnim primenama, stabilnost kvaliteta i konzistentnost Inline konektora također treba provjeriti.
Pored toga, posebno kada su u pitanju inline priključci različitih proizvođača, ukupne performanse nakon prebacivanja treba procijeniti i testirati. Kada se inline konektori podudaraju, ako dođe do neslaganja impedancije, to će uzrokovati povratni gubitak, što rezultira smanjenom izlaznom snagom signala i povećanim gubitkom umetanja. Gubitak provodnika, dielektrični gubitak i energija zračenja Inline konektora će uzrokovati povećanje gubitka umetanja, što rezultira smanjenjem izlazne snage signala.

3. Uticaj FAKRA koaksijalnog kabla na performanse čitavog prenosnog linka
Koaksijalni kabel je osnovna jedinica sastavljena od dva koaksijalna i međusobno izolirana cilindrična metalna provodnika. Dijagram kabla je prikazan na slici 4.

Figura 4, struktura koaksijalnog kabla

Kada se razmatraju FAKRA koaksijalni kablovi, Općenito je prihvaćeno da je insercijski gubitak koaksijalnog kabela jednak zbroju gubitaka konektora i kabela. Ovaj članak treba naglasiti utjecaj koncentričnosti i kontaktnog statusa pinova i utičnica na gubitak u umetanju koaksijalnog kabela. “Loš kontakt” će dovesti do povećanja gubitka pri uvođenju koaksijalnog kabla, a može se manifestirati i kao nestabilnost signala ili direktni otvoreni krug. Odrediti kvalitetu kontaktnog stanja, pored testiranja kontaktnog otpora muškog i ženskog konektora nakon što su upareni, sila zadržavanja utikača navedena u standardu također se može testirati kako bi se izmjerilo i odredilo kontaktno stanje. Metode ispitivanja unutrašnjih i vanjskih vodiča jasno su definirane u ISO20860-2 ispitnom projektu.
Drugi faktor koji utječe na gubitke pri umetanju koaksijalnih kabela je radni frekvencijski opseg kabela. Figura 5 prikazuje testnu krivu uvođenja gubitka određene vrste kabla. Može se vidjeti da se kriva testa gubitka umetanja linearno mijenja unutar "linearnog pojasa" radnog pojasa kabela, ali izvan propusnog opsega. Rezultati testa se mijenjaju nelinearno i proizvode mutacije na određenim frekvencijskim točkama, što donosi nezanemarljiv uticaj i posledice na prenos signala cele veze.

Figura 5. Iznenadne promjene u performansama gubitka umetanja izvan radnog propusnog opsega kabela.

4. Utjecaj FAKRA konektora na ploči na performanse cijelog prijenosnog linka
U poređenju sa konektorima za kraj linije, FAKRA konektori na strani ploče razlikuju se po strukturi osim interfejsa. Češća razlika je u tome što postoje dva dizajna za krajnje strane javnog vanjskog provodnika: izolator i vazduh. Postojaće razlike u performansama između ova dva interfejsa nakon što se priključe na ženski konektor.
Još jedan važan faktor koji utječe na performanse muškog krajnjeg konektora je dizajn veze između repa konektora i PCB ploče.. Figura 6 prikazuje konektor na kraju ploče s unutrašnjim vodičem koji je ravno pričvršćen na signalnu liniju ploče. Figura 7 je shematski strukturni dijagram konektora na kraju ploče nakon odsjecanja dijela vanjskog vodiča.

Da bi se postiglo usklađivanje impedancije, ovi faktori će uticati na prenos signala:
Udaljenost između korijena provodnika u konektoru na kraju ploče (dio blizu izolacijskog medija konektora) i PCB ploča, širina signalne linije na ploči, radni propusni opseg PCB ploče, i veličinu otvora na obje strane signalne linije na ploči.
Kada radna frekvencija pređe određeni prag, oba konektora na ploči, PCB ploča, i odgovarajući parametri zavarivanja moraju biti u potpunosti demonstrirani kako bi se izbjegle iznenadne mutacije u visokofrekventnim signalima u određenim frekventnim opsezima.

5 Zaključak
Iz navedenog se vidi da pri odabiru FAKRA koaksijalnih kablova, morate obratiti pažnju na radnu širinu kabla i konektora. Kroz link, radni propusni opseg svakog uređaja će imati utjecaj na prijenos signala. Za konektore iste kategorije različitih proizvođača, potrebno je obratiti se na tehničke specifikacije proizvoda kako bi se potvrdila dosljednost odabira i podudaranja.
U stvarnoj primjeni kablova vozila, za primenu koaksijalnih kablova u oblastima savijanja, uzimajući u obzir gubitak prijenosa i trajnost savijanja, Obično se koriste specijalni kablovi otporni na savijanje sa manjim gubicima i većim prečnikom. Za električne uređaje postavljene u vlažnim prostorima, Obično se koriste posebni vodootporni i prašnootporni FAKRA konektori. Za postavljanje u područjima sa vibracijama, Treba uzeti u obzir i FAKRA konektore koji ispunjavaju zahtjeve za vibracije.
Ukratko, FAKRA konektori, FAKRA Inline konektori, koaksijalni kablovi, i konektori sa strane PCB ploče će uticati na prenos signala cele veze. Analizom i savladavanjem njenih glavnih faktora uticaja, možemo formulirati odgovarajuće mjere dizajna i testiranja za smanjenje i uklanjanje ovih efekata, što je korisno za pouzdanost i stabilnost prijenosa visokofrekventnog signala.