Porovnání výkonu konektorů HSD a FAKRA

Tento článek seznamuje především s technickými požadavky a zkušebními metodami audio a video přenosových konektorů FAKRA a HSD. Aby inženýři kabelových svazků mohli správně použít a vybrat produkty HSD a FAKRA.

1 Zavedení
Tento článek píše o technických požadavcích a testovacích metodách audio a video přenosových konektorů FAKRA a HSD. Původním záměrem psaní je usnadnit výrobcům originálního vybavení poskytnout některá referenční stanoviska k aplikaci, výběr, a ověřování výkonu produktů HSD a FAKRA. Všichni jsou obeznámeni s obecnými elektrickými vlastnostmi, mechanické vlastnosti a životnost konektorů, a různé společnosti mají také vyzrálé standardy. Ale pokud jde o výkon přenosu dat tohoto typu konektoru, Myslím, že inženýři kabelových svazků v tom mají stále spoustu zmatků, tak jsem se zaměřil na tuto část a provedl nějaký průzkum. Samozřejmě, aplikace těchto dvou typů zásuvných modulů nejsou omezeny na toto. Rozdílné jsou i parametry v článku, a to jsou jen některé zkušenosti redaktora.

FAKRA HSD LVDS Z samice Video stíněný kabel Dacar 535 4-Jádro 1,0 m pro BMW Benz

4 Pin HSD kabel Fakra Z LVDS Adaptér Kabelový svazek HSD 535 4-Jádrový kabel

Prodlužovací kabel Fakra HSD LVDS 4 Pin Audi VW BMW Mercedes Renault Citreon Peugeot

2: Termíny a definice
Aby někdo neporozuměl pojmům a definicím obsaženým v článku, dovolte mi je nejprve vysvětlit:
Konektor FAKRA Konektor FachkreisAutomobil
FAKRA je konektor pro vysokofrekvenční signál (dále jen FAKRA).
HSD konektor Vysokorychlostní datový konektor
HSD je vysokorychlostní datový konektor, který podporuje přenos USB 2.0, LVDS, IEEE1394, a ETHERNET protokoly (dále jen HSD).
FAKRA, Struktura konektoru HSD
Konektory FAKRA a HSD se skládají z pláště, vnitřní vodič, vnější vodič, a krimpovací kroužek (viz obrázek 1).

Porovnání výkonu konektorů HSD a FAKRA

Postava 1, Schéma struktury HSD
Vnitřní vodič, vnější vodič, a krimpovací kroužek konektorů FAKRA a HSD jsou krimpovány do sestavy vodičů (viz obrázek 2).
Postava 2, Schéma montáže vodičů FAKRA

Impedance
Protože impedance zůstává konstantní v celém přenosovém vedení, charakteristická impedance je název, který vyjadřuje tuto charakteristiku přenosového vedení.

Ztráta vložení
Ztráta vložení označuje ztrátu signálu způsobenou vložením kabelů nebo komponentů mezi vysílač a přijímač, obvykle označované jako útlum. Vložný útlum se vyjadřuje v decibelech (dB) odpovídající úrovni přijímaného signálu.

ReturnLoss
Je to odraz způsobený nesouladem impedance kabelového spoje, obvykle odraz na inline. Neshody se vyskytují hlavně u konektorů, ale může se vyskytnout i v místech kabelu, kde se mění charakteristická impedance.

3 Technické požadavky
Obecně řečeno, výkon konektorů pro přenos zvuku a videa vyžaduje pozornost k následujícím technickým parametrům v tabulce níže:

Fakra HSD LVDS Adaptér 3ft kabelový svazek HSD 535 4-Core Cable Fakra Z Female konektor pro USB drátovou převodovku vozidla

Fakra HSD LVDS kabel HSD 535 4-Core Cable Code Fakra Z Fema

Mini Fakra 4 v 1 na FAKRA Z Vodotěsný přímý konektor Upgradovaný čtyřportový automobilový LVDS kabelový adaptér RF koaxiální prodloužení RG316 50CM

Testovací metoda:
5.2.1 Kontrola vzhledu
Při normální intenzitě a barvě zraku, udržujte normální pozorovací vzdálenost a vhodné osvětlení. Zkontrolujte svorky, pláště a konektory pro deformaci, poškození nebo podobný vzhled.5.2.2 Kontrola rozměrů
Ke kontrole výrobků používejte kvalifikované přístroje a měřicí nástroje podle výkresů výrobků. 5.2.3 Lepení vodičových sestav
Po zalisování sestavy drátu a vodiče, táhněte drát axiálně rychlostí 50 mm/min na vzdálenost 50 na 100 mm od krimpovací části, a změřte sílu, když se drát odtahuje nebo odděluje od krimpovací části.5.2.4 Síla vložení sestavy vodiče do pláště
Upevněte plášť a vložte sestavu vodiče do pláště rychlostí 50 mm/min podél osy. Sestava vodičů musí být řádně zajištěna, měření síly při vkládání. Během testu se dráty nesmí ohýbat. Pro vodotěsné části, měření by mělo odpovídat odpovídající vodotěsné zástrčce.5.2.5 Uchycení součástí vodiče k plášti
Správně vložte sestavu vodiče nalisovanou na vodič do pláště. Na vzdálenost 50 na 100 mm od lisovacího bodu, táhněte drát axiálně rychlostí 50 mm/min, a změřte sílu při vytahování koncovky z pouzdra. Síla, která působila na sekundární zajišťovací mechanismus sestavy vodičů, by měla být zaznamenána samostatně.

5.2.6 Síla vkládání/vytahování sestavy vodiče
Upevněte jeden konec součásti vodiče, vložte a vytáhněte odpovídající vodičovou součást v axiálním směru rychlostí 50 mm/min, a změřit sílu potřebnou v procesu.

5.2.7 Síla odblokování
Jak je znázorněno na obrázku 3, Podle uzamykací struktury konektoru, použijte sílu v místě, kde je nejsnazší zamknout a odemknout, a změřte sílu potřebnou k tomu, aby se hodnota A rovnala 0.

Postava 3, Schematické schéma testu odblokovací síly

5.2.8 Síla zasunutí/vytažení konektoru
Síla vkládání: Vezměte pár sestavených konektorů FAKRA/HSD a zajistěte jeden konec. Se zámkem v akci, vložte druhý konec do pevného konce rychlostí 50 mm/min, a změřte zatížení během procesu lepení.
Vytáhněte sílu: Vezměte pár sestavených konektorů FAKRA/HSD, připojte je k sobě a upevněte jeden konec. Když nefunguje žádný ze zámků, vytáhněte druhý konec z pevného konce rychlostí 50 mm/min, a změřte zatížení během procesu vytahování.

5.2.9 Přídržná síla konektoru
Vezměte pár sestavených konektorů FAKRA/HSD, připojte je k sobě a upevněte jeden konec. Když je zámek v platnosti, vytáhněte druhý konec z pevného konce rychlostí 50 mm/min, a změřte požadované zatížení při vytahování.
Jak je znázorněno na obrázku 4, Podle uzamykací struktury konektoru, mezi pěti směry osy a sklonem 45° vzhledem ke každému povrchu, vyberte směr, ve kterém se odblokovací zařízení nejsnáze uvolní pro měření.
Postava 4 Schematický diagram zkoušky přídržné síly

5.2.10 Boční zátěžová síla konektoru
Vezměte pár sestavených konektorů FAKRA/HSD (jeden konec je připájen ke konci desky a druhý konec je připojen ke konci drátu). Po zapojení, když je zámek aktivován, pomalu vytahujte konec drátu, dokud tažná síla nedosáhne 75N. Směr tahu je následující:
Směr tahu: C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8; po zkoušce není nutné žádné vizuální poškození.

5.2.11 Plastové pouzdro zabraňuje nesprávnému použití a násilnému přizpůsobení
Pro testování bylo použito plastové pouzdro s nesprávným tvarem zubů. Jeden konec plastové skořepiny je upevněn, a druhý konec plastové skořepiny je upnut (a připojen k zařízení pro testování síly), a vloží se v axiálním směru. Když je dosaženo chybné funkce a odpovídající síly, celé plastové pouzdro nebude nijak poškozeno.

5.2.12 Těsnění
Tento test je použitelný pouze pro vodotěsné FAKRA a HSD. Jak je znázorněno na obrázku 7, Udělejte malý otvor v páru zasunutých vodotěsných pouzder FAKRA nebo HSD nebo vložte potrubí do libovolného otvoru pouzdra pro vstřikování stlačeného vzduchu. Před zkouškou, části pláště kromě potrubí by měly být utěsněny. Ponořte konektor 100 mm pod hladinu vody, představit 9.8 kPa pokaždé stlačeného vzduchu a podržte jej po dobu 30 sekundy, a sledujte, zda se tvoří bubliny. Když se objeví bubliny, test se zastaví a zaznamená se hodnota tlaku.

5.2.13 Kontaktní odpor
Připojte svorky vnitřního vodiče normálně a změřte odpor mezi referenčními body. Když odpor nelze měřit přímo z referenčního bodu, skutečný bod měření by měl být zvolen co nejblíže referenčnímu bodu, jak je znázorněno na obrázku 6. Odpor mezi skutečným měřicím bodem a referenčním bodem by měl být odečten. Testujte podle následujících dvou metod:
A) Měřeno při nízkém proudu a nízkém napětí. Aby nedošlo k poškození izolační fólie terminálu, když je obvod zapojen, pro měření napětí je třeba použít stejnosměrné nebo střídavé napětí se špičkovou hodnotou nepřesahující 20 mV a proudem 10 mA pro měření;
b) Měřeno podle aktuálního článku. Za podmínky, že stejnosměrné napětí nepřekročí 14V, maximální proud uvedený v tabulce 3 prochází smyčkou. Měření byla provedena po dosažení tepelné rovnováhy. Pokud je třeba drát, který má být měřen, v místě měření svařit, svařování nesmí ovlivnit ucpávání.
Postava 6 Zkouška kontaktního odporu
5.2.14 Lisovací metalografická analýza
Vezměte Fakra/HSD, která pouze krimpuje terminál, odřízněte jej na zvlněné části terminálu, a použijte brusku k vybroušení sekce naplocho a čistě. Poté použijte metalografický analyzátor pro měření a analýzu parametrů krimpování.

5.2.15 Rentgenové nedestruktivní testování
Vezměte Fakra/HSD s vestavěnými terminály, vložte jej do rentgenového přístroje a upevněte jej svorkou, zavřete dvířka pro rentgenovou kontrolu. Během procesu kontroly, úhel a poloha vzorku se plynule nastavují pomocí konzoly mimo kontrolní místnost pro rentgenové záření, aby bylo možné zcela pozorovat stav krimpování krimpovací části. Pro zajištění bezpečnosti, Rentgenové kontrolní zařízení musí obsluhovat profesionální operátoři.

5.2.16 Izolační odpor
Vezměte Fakra/HSD s vestavěnými terminály, aplikujte mezi sousední svorky stejnosměrné napětí 500 V, a na povrchu terminálu a pláště pro 15 sekund přes měřič izolačního odporu, a změřte hodnotu izolačního odporu. Pro zajištění bezpečnosti, konektor by měl být spolehlivě uzemněn.

5.2.17 Odolnost proti vysokému napětí
Vezměte Fakra/HSD s vestavěnými svorkami a použijte střídavé napětí 800V (Fakra) nebo střídavým napětím 500V (HSD) mezi sousedními svorkami a na povrchu svorky a pláště pro 60 sekundy. Pro zajištění bezpečnosti, konektor by měl být spolehlivě uzemněn. Je požadováno, aby nedošlo k žádnému vzplanutí.

5.2.18 Charakteristická impedance
Pro testování použijte vektorový síťový analyzátor/reflektometr v časové oblasti, načtěte program pro měření charakteristické impedance ve vektorovém síťovém analyzátoru, a připojte vedení ke kalibračnímu modulu pro kalibraci. Poté vyjměte kalibrační modul a připojte vzorek k analyzátoru Yanet (připojení HSD produktů vyžaduje speciální adaptér).

5.2.19 Ztráta vložení
Pro testování použijte analyzátor Yanet, zavolejte program měření vložného útlumu v analyzátoru Yanet, a nejprve se připojte ke kalibračnímu modulu pro kalibraci. Poté vyjměte kalibrační modul, připojte měřený vzorek k analyzátoru Yanet (připojení HSD produktů vyžaduje speciální adaptér), uložte a exportujte data poté, co bude křivka signálu na obrazovce stabilní.

5.2.21 Účinnost stínění
Tento test vyžaduje použití trikoaxiální metody. Připojte měřený vzorek k triaxiálnímu zařízení a připojte jej k analyzátoru Yanet. Načtěte program pro testování účinnosti stínění a začněte měřit. Poté, co jsou data na obrazovce stabilní, uložit a exportovat data.

5.2.22 Časová prodleva mezi skupinami
Tento test je omezen na měření produktů HSD. Použití vektorového síťového analyzátoru se 4 rozhraními, připojte testovaný výrobek k systému podle následujícího způsobu připojení, a přenést program časové prodlevy v měřicí skupině na analyzátoru vektorové sítě k měření.

5.2.23 Přeslechy na blízkém konci
Propojte testovací vzorek s analýzou Yanet pro měření, vyvolejte přeslechový program na blízkém konci, a uložte a uložte data poté, co budou data na obrazovce stabilní.

5.2.24 Přeslechy na vzdáleném konci
Propojte testovací vzorek s analýzou Yanet pro měření, vyvolejte přeslechový program na vzdáleném konci, a uložte a uložte data poté, co budou data na obrazovce stabilní.

5.2.25 Schéma oka
Generátor PRBS, vyžaduje TR (100ks, 120ps), F (bit)= 800 Mbit/s, sekvence: 2 do 7. mocniny -1, amplituda (+/-500mV) vysokorychlostní osciloskop.
Připojte jeden konec testovaného vzorku ke generátoru PRBS, a druhý konec k osciloskopu pro čtení diagramu oka. Na střední příčné křivce na grafu, vyberte segment s amplitudou 100 mV, a přečtěte si T (Jitter) hodnotu odpovídající tomuto segmentu.

5.2.26 Opakované vkládání a vyjímání
Při normální teplotě, jeden konec dvojice konektorů je pevný, a druhý konec je vložen a vytažen z pevného konce v axiálním směru, a cyklus se opakuje 10 časy.

5.2.27 V kombinaci s teplotními vibracemi
Vložte zkušební vzorek do svorek a sestavte je do dvou stejných skupin (rezerva 300 mm délky drátu). Konce drátů v první skupině vzorků jsou k sobě svařeny, aby vytvořily jednu spojitou proudovou cestu, který vede 100mA proud pro okamžité monitorování přerušení. Pokud má plášť ≤10 otvorů, všechny terminály musí být monitorovány jednou. Pokud má pochva >10 díry, 10 svorky rovnoměrně rozmístěné na plášti se sledují v dávkách. Druhá skupina vzorků nesleduje okamžitá přerušení. Způsoby instalace 1 a 3 jsou pro konektory typu wire-to-wire, a způsoby instalace 2 a 4 jsou pro konektory zařízení.
Podle skutečné montážní situace na vozidle, zvolte zkušební metodu podle obrázku 11 (když skutečná instalační situace není známa, dát přednost metodám 3 a 4)

Na obrázku: A – zkušební stolice; B – zkušební kus; C – přípravek
Postava 11 Způsob instalace
Proveďte vibrační zkoušku v souladu s následujícími požadavky (viz tabulka 5 pro úrovně vibrací. Pro produkty V2, nejprve se provádí sinusová vibrace, a poté se provádí náhodné vibrace. Pro produkty V1 a V3, jsou prováděny pouze náhodné vibrace):
A) Úroveň V1 – instalovaná na karoserii nebo podvozku. Náhodný vibrační test byl dokončen v souladu s GB/T 2423.56-2006 článek s použitím celkového středního kvadratického zrychlení 20,9 m/s2. Parametry testu jsou znázorněny na obrázku 12 a Tabulka 11. Doba testu pro každou osu (X/Y/Z) je 24 hodin.

Na obrázku: abscisa – výkonová spektrální hustota; pořadnice – frekvence
b) Úroveň 2 – nainstalovaný v motoru:
1) Test sinusových vibrací. Použijte rychlost skenování ≤1okt/min a dokončete test sinusových vibrací v souladu s GB/T 2423.10. Parametry testu jsou znázorněny na obrázku 13 a Tabulka 12. Doba testu pro každou osu (X/Y/Z) je 24h;
2) Náhodný vibrační test. Celkové střední kvadratické zrychlení je 181 m/s². Náhodný vibrační test byl dokončen v souladu s GB/T 2423.56-2006. Parametry testu jsou znázorněny na obrázku 14 a Tabulka 13. Doba testu pro každou osu (X/Y/Z) je 24 hodin.

5.2.28 Mechanický náraz
Vezměte pár konektorů se zabudovanými koncovkami a zasuňte je do sebe. Použijte největší průměr drátu, který je možné do terminálu umístit. Připojte všechny otvory do série a nainstalujte je na zkušební stolici. Použijte poloviční sinusovou rázovou vlnu k aplikaci zrychlení 100 g 6 směry: nahoru, dolů, vlevo, právo, přední a zadní, 3 časy v každém směru, s intervalem šířky pulzu 10 ms.
Jak je znázorněno na obrázku 17, zkontrolujte, zda během testu nedochází k okamžitým přerušením a změnám impedance konektoru.

5.2.29 Pádový test
Vyberte si Fakra/HSD s vestavěnými terminály, a použijte největší průměr drátu, který mohou svorky pojmout. Vložte jej do nízkoteplotní nádrže při -5 °C a před vyjmutím jej uložte na 0,5 hodiny. Spusťte konektor vertikálně z výšky 1000 mm na betonovou nebo ocelovou desku, 3 krát na každé straně, jak je znázorněno na obrázku 18.

5.2.30 Tepelná odolnost
Vyberte si Fakra/HSD s vestavěnými terminály, a použijte největší průměr drátu, který mohou svorky pojmout. Použijte pracovní teplotu uvedenou v tabulce 4 jako zkušební teplota a test ve vysokoteplotní krabici pro 120 hodin. Po testu, vyjměte konektor a upravte jej na pokojovou teplotu.
5.2.31 Odolnost proti chladu
Vezměte pár konektorů se zabudovanými koncovkami a zasuňte je do sebe. Použijte největší průměr drátu, který se do svorek vejde. Umístěte konektor do termostatu s teplotou -40°C na 120h. Po testu, okamžitě opakujte vkládání a vytahování 5 časy, a poté jej vraťte na normální teplotu.
5.2.32 Tepelný šok
Rázové zkoušky by měly být prováděny mezi nejvyšší a nejnižší okolní teplotou použitelnou pro konektor v tabulce 4 (Provozní teplota).
Shodné vzorky podstoupí 100 cykly tepelného šoku. Každý cyklus tepelného šoku zahrnuje následující kroky:
A) 30 minut v (-40±2)℃;
b) 10s maximální doba přechodu;
C) 30 minut při maximální okolní teplotě odpovídající zkušebním vzorkům uvedeným v tabulce 4;
d) 10s maximální doba přechodu.
5.2.33 Cyklus teploty a vlhkosti
5.2.33.1 Při provádění zkoušek cyklů teploty a vlhkosti, dráty by měly mít minimální a maximální hodnoty velikosti v krimpovacím rozsahu.
5.2.33.2 Provést 10 cykly testování v následujícím pořadí, každý cyklus je 24 hodin:
A) Udržujte pokojovou teplotu t (23±5)℃ a relativní vlhkost (70~75)% pro 4 hodin;
b) Když je relativní vlhkost (95~99)%, zvýšit t na (55±2)℃ během 0,5 hodiny;
C) Uchovávejte výsledek b po dobu 10 hodin;
d) Snížit t na (-40±2)℃ do 2,5 hodiny a uchovávejte po dobu 2 hodin;
E) Do 1,5h, zvýšit t od (-40±2)℃ na teplotu klasifikačního testu a udržujte ji po dobu 2 hodin;
F) Nechte vrátit na pokojovou teplotu (23±5)°C během 1,5 hodiny.
5.2.33.3 Po skončení zkušebního cyklu, test je pozastaven na 2 hodin. Během doby pozastavení, zkušební vzorky budou skladovány za podmínek popsaných v bodě a).
5.2.33.4 Pokud to trvá více než 1.5 hodin, aby laboratoř dosáhla odstupňované zkušební teploty, proces e) lze prodloužit a proces a) lze vhodně zkrátit.
5.2.33.5 Postupujte podle zkušebního cyklu znázorněného na obrázku 19.
5.2.33.6 Pro klasifikační zkušební teplotu, viz tabulka 4 Teplota prostředí.

Tabulka 1, technické požadavky

projekt			požadavek na dovednosti	experimentální metoda
Základní vlastnosti	Vzhled a velikost	Vzhled a velikost	1. Rozhraní FAKRA by mělo splňovat požadavky normy ISO20860-1 2. Rozhraní HSD by mělo odpovídat požadavkům 10.2 v TS 2008001 3. Zbytek požadavků musí být v souladu s požadavky na běžné konektory.
	Mechanická pevnost	Montáž vodiče Lepení drátu	≥110N
		Síla vložení sestavy vodiče do pláště	≤30N
		Uchycení sestavy vodiče k plášti	≥110N
		Síla vkládání/vytahování součástí vodiče	Síla vložení ＜20N Síla vytažení: 2N-20N
		odblokovací síla	Stačí mít stejné požadavky jako běžné konektory
		Síla zasunutí a vytažení konektoru	Stačí mít stejné požadavky jako běžné konektory
		Uchycení konektoru	≥110N
		Boční zátěžová síla konektoru	≥75N
		Odpovídající síla plastového pouzdra, aby se zabránilo nesprávné funkci	≥80N
		Těsnění	Stačí mít stejné požadavky jako běžné konektory

projekt			požadavek na dovednosti	experimentální metoda
Základní vlastnosti	Elektrické charakteristiky	Výkon přenosu dat	Odolnost vůči kontaktu s produktem Počáteční zkouška Po zkoušce životnosti FAKRA ≤5mΩ ≤40mΩ HSD ≤15mΩ ≤40mΩ
		Lisovací metalografická analýza	Mezera krimpovacích křídel: ne méně než 1/10 tloušťky koncové stěny Rozdíl krimpovacích křídel: ne méně než 1/2 tloušťky koncové stěny Výška otřepu: ne větší než tloušťka koncové stěny Šířka otřepu: ne více než 1/2 koncové tloušťky Tloušťka základny: ne méně než 3/4 koncové tloušťky
		Rentgenové nedestruktivní testování	Mezi drátem jádra a stínícím drátem není žádný volný stínící drát ani zkrat.
		Izolační odpor	Stačí mít stejné požadavky jako běžné konektory
		Odolnost proti vysokému napětí	FAKRA：800V AC HSD： 500V AC
	Kontaktní odpor	Charakteristická impedance	FAKRA by měla zajistit, aby charakteristická impedance byla 50±6Ω a vedení bylo 50±3Ω. HSD by mělo zajistit, aby charakteristická impedance byla 100±15Ω a linka byla 100±6Ω.
		Ztráta vložení	Viz tabulka níže
		návratová ztráta	FAKRA：≤ -15,6 dB 0 na 2 GHZ ≤ -14 dB 2 na 3 GHZ HSD：≤ -20 dB 0 až 1.0 GHz ≤ -17 dB 1 až 2.0 GHz
		Výkon stínění	FAKRA by měla splňovat požadavek ≤-45dB na 3GHZ HSD by mělo splňovat 0 – 1 GHz ≤ -65 dB, 1 – 2 GHz ≤ -60 dB
		Vnitroskupinové zpoždění (Pouze HSD)	90° plug-in ≤ 25ps 180° plug-in ≤ 5ps Linka≤25ps/m
		Meziskupinová prodleva (Pouze HSD)	Plug-in≤5ps Linka≤25ps/m
		Přeslechy na blízkém konci (Pouze HSD)	＜-30dB až 1GHz
		Přeslechy na vzdáleném konci (Pouze HSD)	＜-35dB až 1GHz
		Schéma oka (Pouze HSD)	Výrobci adaptačních čipů poskytují požadavky na diagram oka