Cable coaxial Fakra en la transmisión de señal del vehículo

El cable coaxial FAKRA es un cable de alta velocidad y alta frecuencia que transmite señales de radiofrecuencia o señales de cámara de alta definición.. Su estructura típica se muestra en la Figura. 1, que incluye principalmente: Conector FAKRA, Conector en línea FAKRA, cable coaxial, y conector de extremo de placa PCB. Con la creciente demanda de sistemas de conducción inteligentes para automóviles y sistemas de entretenimiento a bordo, la velocidad de transmisión de la señal en el automóvil ha aumentado, dando lugar a un aumento gradual de la frecuencia de transmisión de los correspondientes cables de conexión.

Mini conector Fakra de 4 pines, arnés de cables hembra Quad Fakra, conjunto de cables 4 en 1 con conectores adaptadores de señal óptimos de 6,56 pies-2m

Mini Fakra A, tipo ensamblaje de cable coaxial, conector hembra Fakra de cuatro puertos, código Jack E, personalizado

2-Divisor de cable coaxial Fakra Z en 1, 12en (30centímetro) Cable coaxial Fakra V de baja pérdida para navegación GPS

En aplicaciones de combinación de piezas y automoción de cables coaxiales FAKRA, Las dos importantes propiedades eléctricas de la pérdida de retorno y la pérdida de inserción se verán afectadas significativamente., lo que resulta en una disminución en la calidad de la señal transmitida, afectando la percepción del usuario, e incluso conducir al fallo funcional. Este artículo analiza principalmente el impacto de los conectores FAKRA., Conectores en línea FAKRA, cables coaxiales, y conectores de extremo de placa PCB en la calidad de la señal de todo el enlace de transmisión, y propone métodos de ingeniería para reducir el impacto.
En aplicaciones de combinación de piezas y automoción de cables coaxiales FAKRA, Las dos importantes propiedades eléctricas de la pérdida de retorno y la pérdida de inserción se verán afectadas significativamente., lo que resulta en una disminución en la calidad de la señal transmitida, afectando la percepción del usuario, e incluso conducir al fallo funcional. Este artículo analiza principalmente el impacto de los conectores FAKRA., Conectores en línea FAKRA, cables coaxiales, y conectores de extremo de placa PCB en la calidad de la señal de todo el enlace de transmisión, y propone métodos de ingeniería para reducir el impacto.
Antes de analizar el impacto de los conectores FAKRA en la calidad de la señal, es necesario primero comprender los estándares de diseño del conector, y luego analizar los posibles factores que influyen en torno a los estándares.. Los principales estándares de tamaño de interfaz de referencia de los conectores FAKRA son ISO20860-1 y USCAR-18., y los principales estándares de prueba son ISO20860-2, USCAR-17 y USCAR-2. El estándar de tamaño de interfaz define las dimensiones principales de los conectores FAKRA en las direcciones axial y radial., incluyendo conectores macho y conectores hembra, como se muestra en la figura 2 (extraído de ISO20860-1).

SEÑAL RF Fakra Z Cable Fakra Z Hembra Jack a Fakra Z Macho Enchufe Cable Coaxial RG174 6.6ft (2METRO) Cable de extensión de antena GPS para radio FM AM Sirius

25 pies RG58 N hembra a Fakra Z hembra cable coaxial RF Pigtail

Fakra Z macho a Fakra Z hembra ángulo recto 3,3 pies (1METRO) Cable coaxial RG174 para electrónica de automóvil

En la dirección axial, ciertas dimensiones están dentro de un rango de tolerancia dimensional. Después de conectar los conectores macho y hembra, hay un espacio en la interfaz de conexión. El espacio después de la inserción causado por la tolerancia del tamaño de la interfaz afecta el rendimiento eléctrico., y el tamaño del entrehierro afecta el grado de adaptación de impedancia. Además, comenzando desde el estándar, el material dieléctrico aislante en la cara del extremo del conductor exterior solo define el requisito de diseño de 50Ω. En los productos de diferentes empresas., Los materiales dieléctricos aislantes tienen diferentes fenómenos., lo que también afectará el efecto de adaptación de impedancia. Por lo tanto, incluso si el tamaño de la estructura de la interfaz cumple con los estándares, para conectores con diferentes materiales de aislamiento y estructuras de interfaz, Es necesario realizar pruebas de coincidencia para verificar si los indicadores de rendimiento eléctrico relevantes están dentro del rango de valores especificado..

2. El impacto del conector FAKRA Inline en el rendimiento de todo el enlace de transmisión
Durante el proceso de conexión y montaje del mazo de cables del vehículo, Los conectores en línea se utilizan inevitablemente para el acoplamiento.. Por ejemplo, con respecto a la conexión entre el anfitrión de entretenimiento y la antena externa, el presentador de entretenimiento está dispuesto en el área del panel de instrumentos, mientras que la antena externa está en la parte trasera del techo. Generalmente, es necesario conectar el mazo de cables de tres segmentos a través del mazo de cables del instrumento, mazo de cables de la carrocería y mazo de cables del techo, que producirá un conector en línea.
Como se muestra en la figura 3, se hizo una comparación de conexión: un cable es una muestra completa de 400 mm 1, y ambos extremos son conectores FAKRA. El otro es 4 secciones de muestra de 100 mm 2 de igual longitud, conectados en serie a través de 3 pares de FAKRA Inline.

Cifra 3 Muestra 1 cable coaxial y muestra 2 cable coaxial
A través de la comparación de pérdida de inserción en la Tabla 1, se puede encontrar que a la misma frecuencia, Muestra 2 tiene una mayor pérdida de inserción que la muestra 1. Se debe a la pérdida de inserción de los tres pares de conectores Inline en el medio ejerciendo una influencia en el enlace de transmisión..

Mesa 1, Comparación de la pérdida de inserción de la muestra 1 Cable coaxial y muestra 2 Cable coaxial

Como se puede ver en la tabla 1, Agregar un conector en línea puede introducir pérdida de inserción. De esto se sabe que cuantos más conectores se insertan, mayor será la pérdida de inserción. Al mismo tiempo, para la aplicación de selección de conexión en línea, Es necesario considerar la frecuencia de funcionamiento.. En diferentes frecuencias, la pérdida de inserción es diferente. En aplicaciones prácticas, También es necesario verificar la estabilidad de la calidad y la consistencia de los conectores en línea..
Además, especialmente cuando se trata de conexiones en línea de diferentes fabricantes, Es necesario evaluar y probar el rendimiento general después del cambio.. Cuando los conectores en línea coinciden, si ocurre un desajuste de impedancia, causará pérdida de devolución, lo que resulta en una reducción de la potencia de salida de la señal y una mayor pérdida de inserción. La perdida del conductor, La pérdida dieléctrica y la energía radiada del conector en línea harán que la pérdida de inserción aumente., lo que resulta en una reducción en la potencia de salida de la señal.

3. El impacto del cable coaxial FAKRA en el rendimiento de todo el enlace de transmisión
El cable coaxial es una unidad básica compuesta por dos conductores metálicos cilíndricos coaxiales y mutuamente aislados.. El diagrama de cables se muestra en la Figura. 4.

Cifra 4, estructura de cable coaxial

Al considerar los cables coaxiales FAKRA, Generalmente se acepta que la pérdida de inserción de un cable coaxial es igual a la suma de las pérdidas del conector y del cable.. Este artículo debe enfatizar el impacto de la concentricidad y el estado de contacto de pines y conectores en la pérdida de inserción del cable coaxial.. Un “mal contacto” provocará un aumento de la pérdida de inserción del cable coaxial, y también puede manifestarse como inestabilidad de la señal o circuito abierto directo.. Para determinar la calidad del estado de contacto., además de probar la resistencia de contacto de los conectores macho y hembra después de su acoplamiento, La fuerza de retención del enchufe especificada en la norma también se puede probar para medir y determinar el estado del contacto.. Los métodos de prueba para conductores internos y externos están claramente definidos en el proyecto de prueba ISO20860-2..
Otro factor que afecta la pérdida de inserción de los cables coaxiales es el rango de frecuencia de funcionamiento del cable.. Cifra 5 muestra la curva de prueba de pérdida de inserción de un determinado tipo de cable. Se puede observar que la curva de prueba de pérdida de inserción cambia linealmente dentro de la "banda lineal" del ancho de banda operativo del cable., pero fuera del ancho de banda. Los resultados de la prueba cambian de forma no lineal y producen mutaciones en ciertos puntos de frecuencia., lo que trae impactos y consecuencias no despreciables a la transmisión de señales de todo el enlace.

Cifra 5. Cambios repentinos en el rendimiento de la pérdida de inserción fuera del ancho de banda operativo del cable.

4. El impacto del conector de extremo de placa FAKRA en el rendimiento de todo el enlace de transmisión
En comparación con los conectores de fin de línea, Los conectores del lado de la placa FAKRA difieren en estructura excepto por la interfaz. La diferencia más común es que existen dos diseños para el extremo del conductor exterior público.: aislante y aire. Habrá diferencias de rendimiento entre estas dos interfaces después de conectarlas al conector hembra..
Otro factor importante que afecta el rendimiento del conector del extremo macho es el diseño de la conexión entre la cola del conector y la placa PCB.. Cifra 6 muestra un conector de extremo de placa con el conductor interno conectado planamente a la línea de señal de la placa de circuito. Cifra 7 es un diagrama estructural esquemático del conector del extremo de la placa después de cortar parte del conductor exterior.

Para lograr la adaptación de impedancia, Estos factores afectarán la transmisión de la señal.:
La distancia entre la raíz del conductor en el conector del extremo de la placa. (la parte cercana al medio aislante del conector) y la placa PCB, el ancho de la línea de señal en el tablero, El ancho de banda de trabajo de la placa PCB., y el tamaño de las aberturas a ambos lados de la línea de señal en el tablero.
Cuando la frecuencia de funcionamiento excede un cierto umbral, tanto el conector de la placa, la placa PCB, y los parámetros de soldadura correspondientes deben demostrarse completamente para evitar mutaciones repentinas en señales de alta frecuencia en ciertas bandas de frecuencia.

5 Conclusión
De lo anterior se puede ver que al seleccionar cables coaxiales FAKRA, debe prestar atención al ancho de banda de trabajo del cable y el conector. A lo largo del enlace, El ancho de banda operativo de cada dispositivo tendrá un impacto en la transmisión de la señal.. Para conectores de la misma categoría de diferentes fabricantes, es necesario consultar las especificaciones técnicas del producto para confirmar la coherencia de la selección y combinación.
En la aplicación real de cables para vehículos., para aplicaciones de cable coaxial en zonas de flexión, considerando la pérdida de transmisión y la durabilidad a la flexión, Se suelen utilizar cables especiales resistentes a la flexión con menores pérdidas y mayores diámetros.. Para aparatos eléctricos dispuestos en zonas húmedas., Generalmente se utilizan conectores FAKRA especiales a prueba de agua y polvo.. Para colocación en zonas de vibración., También es necesario considerar los conectores FAKRA que cumplen con los requisitos de vibración..
En breve, Conectores FAKRA, Conectores en línea FAKRA, cables coaxiales, Y los conectores del lado de la placa PCB afectarán la transmisión de señal de todo el enlace.. Analizando y dominando sus principales factores de influencia., Podemos formular medidas de diseño y prueba correspondientes para reducir y eliminar estos efectos., Lo cual es beneficioso para la confiabilidad y estabilidad de la transmisión de señales de alta frecuencia..