車両信号伝送におけるFakra同軸ケーブル

FAKRA同軸ケーブルは、無線周波数信号または高解像度カメラ信号を伝送する高速高周波ケーブルです。. その典型的な構造を図に示します。 1, 主に含まれるもの: FAKRAコネクタ, FAKRA インラインコネクタ, 同軸ケーブル, および PCB ボードエンドコネクタ. 自動車のインテリジェント運転システムや車載エンターテインメントシステムの需要が高まる中, 車内の信号伝送速度が向上しました, その結果、対応する接続​​ケーブルの伝送周波数が徐々に増加します。.

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FAKRA 同軸ケーブルの部品マッチングおよび車載用途で, リターンロスと挿入損失という 2 つの重要な電気的特性が大きく影響されます。, その結果、送信信号の品質が低下します, ユーザーの認識に影響を与える, さらには機能障害につながることもあります. この記事では主に FAKRA コネクタの影響を分析します。, FAKRA インライン コネクタ, 同軸ケーブル, 伝送リンク全体の信号品質に関する PCB ボードエンド コネクタ, 影響を軽減するエンジニアリング手法を提案します.
FAKRA 同軸ケーブルの部品マッチングおよび車載用途で, リターンロスと挿入損失という 2 つの重要な電気的特性が大きく影響されます。, その結果、送信信号の品質が低下します, ユーザーの認識に影響を与える, さらには機能障害につながることもあります. この記事では主に FAKRA コネクタの影響を分析します。, FAKRA インライン コネクタ, 同軸ケーブル, 伝送リンク全体の信号品質に関する PCB ボードエンド コネクタ, 影響を軽減するエンジニアリング手法を提案します.
FAKRA コネクタが信号品質に与える影響を分析する前に, まずコネクタの設計基準を理解する必要があります, 次に、規格に関する潜在的な影響要因を分析します。. FAKRA コネクタの主な参照インターフェイス サイズ規格は ISO20860-1 および USCAR-18 です。, 主な試験規格は ISO20860-2 です。, USCAR-17 および USCAR-2. インターフェイス サイズ規格は、FAKRA コネクタの軸方向および半径方向の主な寸法を定義します。, オスコネクタとメスコネクタを含む, 図に示すように 2 (ISO20860-1より抜粋).

RF 信号 Fakra Z ケーブル Fakra Z メスジャック - Fakra Z オスプラグ 同軸ケーブル RG174 6.6フィート (2M) FM AMラジオシリウス用GPSアンテナ延長ケーブル

25 フィート RG58 N メス - Fakra Z メス RF ピグテール同軸ケーブル

Fakra Z オス - Fakra Z メス直角 3.3 フィート (1M) RG174 カーエレクトロニクス用同軸ケーブル

軸方向, 特定の寸法は寸法公差の範囲内にあります. オスコネクタとメスコネクタを差し込んだ後, 接続界面に隙間がある. インターフェースのサイズ公差によって生じる挿入後のギャップは電気的性能に影響を与えます, エアギャップのサイズはインピーダンス整合の程度に影響します。. 加えて, スタンダードから始める, 外部導体の端面の絶縁誘電体材料は、50Ωの設計要件のみを定義します。. さまざまな会社の製品で, 絶縁誘電体材料にはさまざまな現象があります, これはインピーダンス整合効果にも影響します. したがって, インターフェース構造のサイズが規格を満たしていても, さまざまな絶縁材料とインターフェース構造のコネクタに対応, 関連する電気的性能指標が指定された値の範囲内にあるかどうかを確認するには、マッチングテストを実行する必要があります。.

2. FAKRA インライン コネクタが伝送リンク全体のパフォーマンスに与える影響
車両のワイヤーハーネス接続および組立工程中, ドッキングには必然的にインラインコネクタが使用されます. 例えば, エンターテイメントホストと外部アンテナとの接続について, エンターテイメントホストはインパネエリアに配置されています, 外部アンテナはルーフの後部にあります. 一般的に, 計器用ワイヤーハーネスを介して 3 セグメントワイヤーハーネスを接続する必要があります, ボディワイヤーハーネスと天井ワイヤーハーネス, これによりインラインコネクタが生成されます.
図に示すように 3, 接続比較が行われました: 1 本のケーブルは完全な 400mm サンプルです 1, 両端はFAKRAコネクタです. もう一つは 4 100mmサンプルの切片 2 等しい長さの, を介して直列に接続されている 3 FAKRA インラインのペア.

形 3 サンプル 1 同軸ケーブルとサンプル 2 同軸ケーブル
表の挿入損失比較による 1, 同じ周波数であることがわかります, サンプル 2 サンプルよりも挿入損失が大きい 1. これは、中間の 3 対の Inline コネクタの挿入損失が伝送リンクに影響を与えるためです。.

テーブル 1, サンプルの挿入損失の比較 1 同軸ケーブルとサンプル 2 同軸ケーブル

表から分かるように 1, インラインコネクタを追加すると挿入損失が発生する可能性があります. このことから、より多くのコネクタが挿入されることがわかります, 挿入損失が大きいほど. 同時に, インライン接続の選択申請用, 動作周波数を考慮する必要がある. さまざまな周波数で, 挿入損失が違う. 実際の応用例では, インラインコネクタの品質の安定性と一貫性も検証する必要があります.
加えて, 特にさまざまなメーカーのインライン接続の場合, 切り替え後の全体的なパフォーマンスを評価およびテストする必要がある. インラインコネクタが一致する場合, インピーダンスの不整合が発生した場合, リターンロスの原因になります, その結果、信号出力電力が低下し、挿入損失が増加します。. 導体損失, インラインコネクタの誘電損失と放射エネルギーにより、挿入損失が増加します。, その結果、信号出力パワーが低下します.

3. FAKRA 同軸ケーブルが伝送リンク全体のパフォーマンスに与える影響
同軸ケーブルは、2 本の同軸で相互に絶縁された円筒形の金属導体で構成される基本ユニットです。. ケーブル図を図に示します。 4.

形 4, 同軸ケーブルの構造

FAKRA同軸ケーブルを検討する場合, 同軸ケーブルの挿入損失はコネクタ損失とケーブル損失の合計に等しいと一般に認められています。. この記事では、同軸ケーブルの挿入損失に対するピンとジャックの同心度と接触状態の影響を強調する必要があります。. 「接触不良」は同軸ケーブルの挿入損失増加につながる, また、信号の不安定性や直接的な開回路として現れることもあります。. 接触状態の良否を判断するには, オスコネクタとメスコネクタの嵌合後の接触抵抗のテストに加えて、, 規格で規定されているプラ​​グ保持力を試験して接触状態を測定・判定することもできます。. 内部導体と外部導体の試験方法は、ISO20860-2 試験プロジェクトで明確に定義されています。.
同軸ケーブルの挿入損失に影響を与えるもう 1 つの要因は、ケーブルの動作周波数範囲です。. 形 5 特定のタイプのケーブルの挿入損失のテスト曲線を示します. 挿入損失テスト曲線は、ケーブルの動作帯域幅の「線形帯域」内で線形に変化することがわかります。, ただし帯域幅外. テスト結果は非線形に変化し、特定の周波数ポイントで突然変異を生成します。, これは、リンク全体の信号伝送に無視できない影響と結果をもたらします。.

形 5. ケーブルの動作帯域幅外での挿入損失性能の突然の変化.

4. FAKRA ボードエンド コネクタが伝送リンク全体のパフォーマンスに与える影響
ラインエンドコネクタとの比較, FAKRAの基板側コネクタはインターフェース以外の構造が異なります. より一般的な違いは、公共の外部導体の端面に 2 つの設計があることです。: 断熱材と空気. これら 2 つのインターフェイスをメス コネクタに接続すると、パフォーマンスに違いが生じます。.
オス側コネクタの性能に影響を与えるもう 1 つの重要な要素は、コネクタ テールと PCB ボードの間の接続の設計です。. 形 6 内部導体が回路基板の信号線に平らに取り付けられた基板端コネクタを示しています。. 形 7 外部導体の一部を切断した後の基板側コネクタの概略構成図である.

インピーダンスマッチングを図るために, これらの要因は信号伝送に影響を与えます:
基板側コネクタの導体の根元間の距離 (コネクタの絶縁体に近い部分) そしてPCBボード, 基板上の信号線の幅, PCB ボードの動作帯域幅, 基板上の信号線の両側の開口部のサイズ.
動作周波数が一定の閾値を超えた場合, 両方のボードコネクタ, PCBボード, また、特定の周波数帯域における高周波信号の突然の突然変異を回避するには、対応する溶接パラメータを十分に実証する必要があります。.

5 結論
上記からわかるように、FAKRA 同軸ケーブルを選択する際には、, ケーブルとコネクタの動作帯域幅に注意する必要があります. リンク全体にわたって, 各デバイスの動作帯域幅は信号伝送に影響します。. 異なるメーカーの同じカテゴリのコネクタの場合, 選択とマッチングの一貫性を確認するには、製品の技術仕様を参照する必要があります。.
車両ケーブルの実際の用途, 曲げ領域での同軸ケーブル用途向け, 伝送ロスと曲げ耐久性を考慮, 通常、損失が低く、直径が大きい特別な耐屈曲性のケーブルが使用されます。. 水気の多い場所に配置される電気製品に, 通常は特殊な防水防塵FAKRAコネクタが使用されます。. 振動場所への設置用, 振動要件を満たす FAKRA コネクタも考慮する必要があります.
要するに, FAKRAコネクタ, FAKRA インライン コネクタ, 同軸ケーブル, PCB ボード側のコネクタはすべて、リンク全体の信号伝送に影響します。. その主な影響要因を分析し、把握することによって, これらの影響を軽減および排除するために、対応する設計およびテスト対策を策定できます。, 高周波信号伝送の信頼性と安定性に有益です。.