Câble coaxial FAKRA dans la transmission du signal du véhicule

Le câble coaxial FAKRA est un câble haute vitesse et haute fréquence qui transmet des signaux radiofréquence ou des signaux de caméra haute définition. Sa structure typique est représentée sur la figure 1, qui comprend principalement: Connecteur FAKRA, Connecteur en ligne FAKRA, câble coaxial, et connecteur d'extrémité de carte PCB. Avec la demande croissante de systèmes de conduite intelligents et de systèmes de divertissement embarqués, le taux de transmission du signal dans la voiture a augmenté, entraînant une augmentation progressive de la fréquence de transmission des câbles de connexion correspondants.

Faisceau de câbles femelle Mini Fakra Jack 4 broches Quad Fakra, assemblage de câbles 4 en 1 avec connecteurs d'adaptateur de Signal optimaux de 6,56 pieds à 2m

Mini Fakra Type A Jack E Code quatre Ports connecteur Fakra femelle assemblage de câble Coaxial personnaliser

2-Répartiteur de câble coaxial Fakra Z en 1, 12dans (30cm) Câble coaxial Fakra en forme de V à faible perte pour la navigation GPS

Dans l'appariement de pièces et les applications automobiles des câbles coaxiaux FAKRA, les deux propriétés électriques importantes que sont la perte de réflexion et la perte d'insertion seront considérablement affectées, entraînant une diminution de la qualité du signal transmis, affectant la perception des utilisateurs, et même conduire à une défaillance fonctionnelle. Cet article analyse principalement l'impact des connecteurs FAKRA, Connecteurs en ligne FAKRA, câbles coaxiaux, et connecteurs d'extrémité de carte PCB sur la qualité du signal de l'ensemble de la liaison de transmission, et propose des méthodes d'ingénierie pour réduire l'impact.
Dans l'appariement de pièces et les applications automobiles des câbles coaxiaux FAKRA, les deux propriétés électriques importantes que sont la perte de réflexion et la perte d'insertion seront considérablement affectées, entraînant une diminution de la qualité du signal transmis, affectant la perception des utilisateurs, et même conduire à une défaillance fonctionnelle. Cet article analyse principalement l'impact des connecteurs FAKRA, Connecteurs en ligne FAKRA, câbles coaxiaux, et connecteurs d'extrémité de carte PCB sur la qualité du signal de l'ensemble de la liaison de transmission, et propose des méthodes d'ingénierie pour réduire l'impact.
Avant d'analyser l'impact des connecteurs FAKRA sur la qualité du signal, il faut d'abord comprendre les normes de conception du connecteur, puis analyser les facteurs d'influence potentiels autour des normes. Les principales normes de taille d'interface de référence des connecteurs FAKRA sont ISO20860-1 et USCAR-18., et les principales normes de test sont ISO20860-2, USCAR-17 et USCAR-2. La norme de taille d'interface définit les principales dimensions des connecteurs FAKRA dans les directions axiale et radiale, y compris les connecteurs mâles et les connecteurs femelles, Comme le montre la figure 2 (extrait de la norme ISO20860-1).

Câble de signal RF Fakra Z, prise femelle Fakra Z vers prise mâle Fakra Z, câble coaxial RG174, 6,6 pieds (2M) Câble d'extension d'antenne GPS pour radio FM AM Sirius

25 Câble Coaxial RF Pigtail RG58 N femelle vers Fakra Z femelle

Fakra Z mâle vers Fakra Z femelle à angle droit 3,3 pieds (1M) Câble coaxial RG174 pour l'électronique automobile

Dans le sens axial, certaines dimensions se situent dans une plage de tolérance dimensionnelle. Une fois les connecteurs mâles et femelles branchés ensemble, il y a un espace au niveau de l'interface de connexion. L'écart après l'insertion provoqué par la tolérance de taille de l'interface affecte les performances électriques, et la taille de l'entrefer affecte le degré d'adaptation d'impédance. En outre, à partir de la norme, le matériau diélectrique isolant sur la face d'extrémité du conducteur extérieur définit uniquement l'exigence de conception de 50 Ω. Dans les produits de différentes entreprises, les matériaux diélectriques isolants ont des phénomènes différents, ce qui affectera également l'effet d'adaptation d'impédance. Donc, même si la taille de la structure de l'interface répond aux normes, pour connecteurs avec différents matériaux d'isolation et structures d'interface, des tests de correspondance doivent être effectués pour vérifier si les indicateurs de performance électrique pertinents se situent dans la plage de valeurs spécifiée.

2. L'impact du connecteur FAKRA Inline sur les performances de l'ensemble de la liaison de transmission
Pendant le processus de connexion et d'assemblage du faisceau de câbles du véhicule, Les connecteurs en ligne sont inévitablement utilisés pour la station d'accueil. Par exemple, concernant la connexion entre l'hôte de divertissement et l'antenne externe, l'animateur de divertissement est disposé dans la zone du tableau de bord, alors que l'antenne extérieure est à l'arrière du toit. En général, il est nécessaire de connecter le faisceau de câbles à trois segments via le faisceau de câbles de l'instrument, faisceau de câblage de carrosserie et faisceau de câblage de plafond, qui produira un connecteur Inline.
Comme le montre la figure 3, une comparaison de connexion a été effectuée: un câble est un échantillon complet de 400 mm 1, et les deux extrémités sont des connecteurs FAKRA. L'autre est 4 sections d'échantillon de 100 mm 2 d'égale longueur, connecté en série via 3 paires de FAKRA Inline.

Chiffre 3 Échantillon 1 câble coaxial et échantillon 2 câble coaxial
Grâce à la comparaison des pertes d'insertion dans le tableau 1, on peut constater qu'à la même fréquence, Échantillon 2 a une perte d'insertion plus grande que Sample 1. Cela est dû à la perte d'insertion des trois paires de connecteurs Inline au milieu exerçant une influence sur la liaison de transmission..

Tableau 1, Comparaison de la perte d'insertion de l'échantillon 1 Câble coaxial et échantillon 2 Câble coaxial

Comme le montre le tableau 1, l'ajout d'un connecteur Inline peut introduire une perte d'insertion. On en sait que plus il y a de connecteurs insérés, plus la perte d'insertion est grande. En même temps, pour l'application de sélection de connexion Inline, la fréquence de fonctionnement doit être prise en compte. À différentes fréquences, la perte d'insertion est différente. Dans les applications pratiques, la stabilité de la qualité et la cohérence des connecteurs Inline doivent également être vérifiées.
En outre, surtout lorsqu'il s'agit de connexions Inline de différents fabricants, les performances globales après la commutation doivent être évaluées et testées. Lorsque les connecteurs en ligne correspondent, si une inadéquation d'impédance se produit, cela entraînera une perte de retour, ce qui entraîne une réduction de la puissance de sortie du signal et une augmentation de la perte d'insertion. La perte de conducteur, la perte diélectrique et l'énergie rayonnée du connecteur Inline entraîneront une augmentation de la perte d'insertion, entraînant une réduction de la puissance de sortie du signal.

3. L'impact du câble coaxial FAKRA sur les performances de l'ensemble de la liaison de transmission
Le câble coaxial est une unité de base composée de deux conducteurs métalliques cylindriques coaxiaux et mutuellement isolés.. Le schéma de câblage est illustré à la figure 4.

Chiffre 4, structure du câble coaxial

En ce qui concerne les câbles coaxiaux FAKRA, il est généralement admis que la perte d'insertion d'un câble coaxial est égale à la somme des pertes du connecteur et du câble. Cet article doit souligner l'impact de la concentricité et de l'état des contacts des broches et des prises sur la perte d'insertion des câbles coaxiaux.. Un « mauvais contact » entraînera une augmentation de la perte d’insertion du câble coaxial, et peut également se manifester par une instabilité du signal ou un circuit ouvert direct. Pour déterminer la qualité de l’état du contact, en plus de tester la résistance de contact des connecteurs mâles et femelles après leur accouplement, la force de rétention du bouchon spécifiée dans la norme peut également être testée pour mesurer et déterminer l'état du contact. Les méthodes de test pour les conducteurs internes et externes sont clairement définies dans le projet de test ISO20860-2.
Un autre facteur qui affecte la perte d'insertion des câbles coaxiaux est la plage de fréquences de fonctionnement du câble.. Chiffre 5 montre la courbe de test de perte d'insertion d'un certain type de câble. On peut voir que la courbe de test de perte d’insertion change linéairement dans la « bande linéaire » de la bande passante de fonctionnement du câble., mais en dehors de la bande passante. Les résultats des tests changent de manière non linéaire et produisent des mutations à certains points de fréquence, ce qui apporte un impact et des conséquences non négligeables sur la transmission du signal sur l'ensemble de la liaison.

Chiffre 5. Changements soudains dans les performances de perte d’insertion en dehors de la bande passante de fonctionnement du câble.

4. L'impact du connecteur d'extrémité de carte FAKRA sur les performances de l'ensemble de la liaison de transmission
Par rapport aux connecteurs de fin de ligne, Les connecteurs côté carte FAKRA diffèrent par leur structure, à l'exception de l'interface. La différence la plus courante est qu'il existe deux modèles pour la face d'extrémité du conducteur extérieur public.: isolant et air. Il y aura des différences de performances entre ces deux interfaces une fois branchées sur le connecteur femelle.
Un autre facteur important qui affecte les performances du connecteur d'extrémité mâle est la conception de la connexion entre la queue du connecteur et la carte PCB.. Chiffre 6 montre un connecteur d'extrémité de carte avec le conducteur interne fixé à plat à la ligne de signal de la carte de circuit imprimé. Chiffre 7 est un diagramme structurel schématique du connecteur d'extrémité de carte après avoir coupé une partie du conducteur extérieur.

Afin d'obtenir une adaptation d'impédance, ces facteurs affecteront la transmission du signal:
La distance entre la racine du conducteur dans le connecteur d'extrémité de la carte (la partie proche du milieu isolant du connecteur) et la carte PCB, la largeur de la ligne de signal sur la carte, la bande passante de travail de la carte PCB, et la taille des ouvertures des deux côtés de la ligne de signal sur la carte.
Lorsque la fréquence de fonctionnement dépasse un certain seuil, le connecteur de la carte, la carte PCB, et les paramètres de soudage correspondants doivent être pleinement démontrés pour éviter des mutations soudaines des signaux haute fréquence dans certaines bandes de fréquences.

5 Conclusion
Il ressort de ce qui précède que lors de la sélection des câbles coaxiaux FAKRA, vous devez faire attention à la bande passante de travail du câble et du connecteur. Tout au long du lien, la bande passante de fonctionnement de chaque appareil aura un impact sur la transmission du signal. Pour connecteurs de même catégorie de fabricants différents, il est nécessaire de se référer aux spécifications techniques du produit pour confirmer la cohérence de la sélection et de l'appariement.
Dans l'application réelle des câbles de véhicule, pour les applications de câbles coaxiaux dans les zones de courbure, en tenant compte de la perte de transmission et de la durabilité en flexion, des câbles spéciaux résistants à la flexion avec des pertes plus faibles et des diamètres plus grands sont généralement utilisés. Pour les appareils électriques disposés dans des zones humides, des connecteurs FAKRA spéciaux étanches à l'eau et à la poussière sont généralement utilisés. Pour placement dans des zones de vibrations, Les connecteurs FAKRA qui répondent aux exigences en matière de vibrations doivent également être pris en compte.
En bref, Connecteurs FAKRA, Connecteurs en ligne FAKRA, câbles coaxiaux, et les connecteurs côté carte PCB affecteront tous la transmission du signal de l'ensemble du lien. En analysant et maîtrisant ses principaux facteurs d’influence, nous pouvons formuler des mesures de conception et de test correspondantes pour réduire et éliminer ces effets, ce qui est bénéfique pour la fiabilité et la stabilité de la transmission du signal haute fréquence.