Kabel koncentryczny FAKRA w transmisji sygnału samochodowego

Kabel koncentryczny FAKRA to kabel o dużej prędkości i wysokiej częstotliwości, który przesyła sygnały o częstotliwości radiowej lub sygnały z kamer o wysokiej rozdzielczości. Jego typową budowę pokazano na rysunku 1, który obejmuje głównie: Złącze FAKRA, Złącze FAKRA Inline, kabel koncentryczny, i złącze końcowe płytki PCB. Wraz z rosnącym zapotrzebowaniem na inteligentne systemy prowadzenia pojazdów i samochodowe systemy rozrywki, wzrosła szybkość transmisji sygnału w samochodzie, co powoduje stopniowy wzrost częstotliwości transmisji odpowiednich kabli połączeniowych.

Mini Fakra Jack 4pin Quad Fakra żeńska wiązka przewodów 4 w 1 zestaw kabli z optymalnymi złączami adaptera sygnału 6,56FT-2 m

Mini Fakra A Typ Jack E Kod Cztery porty Żeńskie złącze Fakra Zespół kabla koncentrycznego Dostosuj

2-Rozgałęźnik kabla koncentrycznego in-1 Fakra Z, 12W (30cm) Kabel koncentryczny Fakra V o niskiej stracie do nawigacji GPS

W dopasowywaniu części i zastosowaniach motoryzacyjnych kabli koncentrycznych FAKRA, znacząco wpłynie to na dwie ważne właściwości elektryczne: tłumienie odbiciowe i tłumienie wtrąceniowe, co powoduje pogorszenie jakości przesyłanego sygnału, wpływające na percepcję użytkownika, a nawet prowadzić do awarii funkcjonalnej. W artykule analizowano głównie wpływ złączy FAKRA, Złącza FAKRA Inline, kable koncentryczne, i złącza końcowe płytki PCB na jakość sygnału całego łącza transmisyjnego, i proponuje metody inżynieryjne mające na celu zmniejszenie wpływu.
W dopasowywaniu części i zastosowaniach motoryzacyjnych kabli koncentrycznych FAKRA, znacząco wpłynie to na dwie ważne właściwości elektryczne: tłumienie odbiciowe i tłumienie wtrąceniowe, co powoduje pogorszenie jakości przesyłanego sygnału, wpływające na percepcję użytkownika, a nawet prowadzić do awarii funkcjonalnej. W artykule analizowano głównie wpływ złączy FAKRA, Złącza FAKRA Inline, kable koncentryczne, i złącza końcowe płytki PCB na jakość sygnału całego łącza transmisyjnego, i proponuje metody inżynieryjne mające na celu zmniejszenie wpływu.
Przed analizą wpływu złącz FAKRA na jakość sygnału, konieczne jest najpierw zrozumienie standardów konstrukcyjnych złącza, a następnie przeanalizuj potencjalne czynniki wpływające na standardy. Główne standardy referencyjne dotyczące rozmiarów złączy FAKRA to ISO20860-1 i USCAR-18, a głównymi standardami testowymi są ISO20860-2, USCAR-17 i USCAR-2. Norma wymiarów interfejsów określa główne wymiary złączy FAKRA w kierunku osiowym i promieniowym, w tym złącza męskie i żeńskie, jak pokazano na rysunku 2 (wyodrębnione z ISO20860-1).

Sygnał RF Fakra Z kabel Fakra Z żeńskie gniazdo do Fakra Z wtyk męski kabel koncentryczny RG174 6,6 stopy (2M) Przedłużacz anteny GPS do radia FM AM Sirius

25 stopy RG58 N żeński na Fakra Z żeński kabel koncentryczny RF z pigtailem

Fakra Z męski na Fakra Z żeński kąt prosty 3,3 stopy (1M) Kabel koncentryczny RG174 do elektroniki samochodowej

W kierunku osiowym, niektóre wymiary mieszczą się w zakresie tolerancji wymiarowej. Po połączeniu złączy męskich i żeńskich, istnieje przerwa w interfejsie połączenia. Szczelina po włożeniu spowodowana tolerancją rozmiaru interfejsu wpływa na parametry elektryczne, a wielkość szczeliny powietrznej wpływa na stopień dopasowania impedancji. Ponadto, zaczynając od standardu, izolacyjny materiał dielektryczny na powierzchni czołowej przewodu zewnętrznego określa jedynie wymagania projektowe na poziomie 50 Ω. W produktach różnych firm, izolacyjne materiały dielektryczne mają różne zjawiska, co będzie miało również wpływ na efekt dopasowania impedancji. Dlatego, nawet jeśli rozmiar struktury interfejsu spełnia standardy, do złączy o różnych materiałach izolacyjnych i strukturach interfejsów, należy przeprowadzić testy dopasowujące, aby sprawdzić, czy odpowiednie wskaźniki wydajności elektrycznej mieszczą się w określonym zakresie wartości.

2. Wpływ złącza FAKRA Inline na wydajność całego łącza transmisyjnego
Podczas procesu podłączania i montażu wiązki przewodów pojazdu, Złącza liniowe są nieuchronnie używane do dokowania. Na przykład, dotyczące połączenia pomiędzy hostem rozrywki a anteną zewnętrzną, gospodarz rozrywki jest umieszczony w obszarze tablicy rozdzielczej, podczas gdy antena zewnętrzna znajduje się z tyłu dachu. Ogólnie, należy podłączyć wiązkę trójsegmentową przez wiązkę przyrządów, wiązkę przewodów nadwozia i wiązkę przewodów sufitowych, co wytworzy złącze Inline.
Jak pokazano na rysunku 3, dokonano porównania połączeń: jeden kabel to kompletna próbka 400 mm 1, a oba końce to złącza FAKRA. Drugi jest 4 odcinki próbki o średnicy 100 mm 2 równej długości, połączone szeregowo przez 3 pary FAKRA Inline.

Postać 3 Próbka 1 kabel koncentryczny i próbka 2 kabel koncentryczny
Poprzez porównanie strat wtrąceniowych w tabeli 1, można stwierdzić, że przy tej samej częstotliwości, Próbka 2 ma większą tłumienność wtrąceniową niż próbka 1. Dzieje się tak na skutek tłumienia wtrąceniowego trzech par złączy Inline znajdujących się pośrodku, wpływających na łącze transmisyjne.

Tabela 1, Porównanie tłumienia wtrąceniowego próbki 1 Kabel koncentryczny i próbka 2 Kabel koncentryczny

Jak widać z tabeli 1, dodanie złącza Inline może spowodować utratę wtrąceniową. Wiadomo z tego, że im więcej złączy się wkłada, tym większa strata wtrąceniowa. Naraz, do wyboru aplikacji połączenia Inline, należy wziąć pod uwagę częstotliwość pracy. Na różnych częstotliwościach, tłumienie wtrąceniowe jest inne. W praktycznych zastosowaniach, należy również sprawdzić stabilność jakości i spójność złączy Inline.
Ponadto, zwłaszcza jeśli chodzi o połączenia Inline różnych producentów, należy ocenić i przetestować ogólną wydajność po przełączeniu. Gdy złącza wbudowane są dopasowane, jeśli wystąpi niedopasowanie impedancji, spowoduje to utratę zwrotu, co skutkuje zmniejszoną mocą wyjściową sygnału i zwiększoną tłumiennością wtrąceniową. Strata przewodnika, straty dielektryczne i energia wypromieniowana złącza Inline spowodują wzrost tłumienności wtrąceniowej, co powoduje zmniejszenie mocy wyjściowej sygnału.

3. Wpływ kabla koncentrycznego FAKRA na wydajność całego łącza transmisyjnego
Kabel koncentryczny jest podstawową jednostką składającą się z dwóch koncentrycznych i wzajemnie izolowanych cylindrycznych przewodników metalowych. Schemat kabla pokazano na rysunku 4.

Postać 4, konstrukcja kabla koncentrycznego

Biorąc pod uwagę kable koncentryczne FAKRA, ogólnie przyjmuje się, że tłumienność wtrąceniowa kabla koncentrycznego jest równa sumie strat w złączu i kablu. W tym artykule należy podkreślić wpływ koncentryczności i stanu styków pinów i gniazd na tłumienie wtrąceniowe kabla koncentrycznego. „Słaby kontakt” doprowadzi do zwiększenia tłumienności w kablu koncentrycznym, i może również objawiać się niestabilnością sygnału lub bezpośrednim otwarciem obwodu. Aby określić jakość stanu kontaktu, oprócz testowania rezystancji styków złączy męskich i żeńskich po ich połączeniu, Można również sprawdzić siłę trzymania wtyczki określoną w normie, aby zmierzyć i określić stan styku. Metody testowania przewodów wewnętrznych i zewnętrznych są jasno określone w projekcie testowym ISO20860-2.
Innym czynnikiem wpływającym na tłumienność wtrąceniową kabli koncentrycznych jest zakres częstotliwości roboczej kabla. Postać 5 pokazuje krzywą testową tłumienności wtrąceniowej określonego typu kabla. Można zauważyć, że krzywa testu tłumienności wtrąceniowej zmienia się liniowo w „pasmie liniowym” przepustowości roboczej kabla, ale poza pasmem. Wyniki testu zmieniają się nieliniowo i powodują mutacje w określonych punktach częstotliwości, co ma niebagatelny wpływ i konsekwencje na transmisję sygnału całego łącza.

Postać 5. Nagłe zmiany w tłumienności wtrąceniowej poza przepustowością roboczą kabla.

4. Wpływ złącza końcowego płytki FAKRA na wydajność całego łącza transmisyjnego
W porównaniu ze złączami końcowymi linii, Złącza od strony płytki FAKRA różnią się budową poza interfejsem. Bardziej powszechną różnicą jest to, że istnieją dwie konstrukcje powierzchni czołowej publicznego przewodu zewnętrznego: izolator i powietrze. Po podłączeniu do złącza żeńskiego wystąpią różnice w wydajności między tymi dwoma interfejsami.
Innym ważnym czynnikiem wpływającym na działanie męskiego złącza końcowego jest konstrukcja połączenia pomiędzy końcówką złącza a płytką drukowaną. Postać 6 przedstawia złącze od strony płytki z przewodem wewnętrznym płasko przymocowanym do linii sygnałowej płytki drukowanej. Postać 7 to schematyczny diagram strukturalny złącza od strony płytki po odcięciu części przewodu zewnętrznego.

Aby uzyskać dopasowanie impedancji, czynniki te będą miały wpływ na transmisję sygnału:
Odległość między podstawą przewodu w złączu od strony płytki (część znajdująca się blisko środka izolującego złącza) i płytkę PCB, szerokość linii sygnałowej na płycie, szerokość robocza płytki PCB, oraz wielkość otworów po obu stronach linii sygnałowej na płytce.
Gdy częstotliwość robocza przekracza określony próg, oba złącza płytki, płytka drukowana, oraz należy w pełni wykazać odpowiednie parametry spawania, aby uniknąć nagłych mutacji sygnałów o wysokiej częstotliwości w niektórych pasmach częstotliwości.

5 Wniosek
Z powyższego wynika, że ​​przy wyborze kabli koncentrycznych FAKRA, należy zwrócić uwagę na przepustowość roboczą kabla i złącza. Przez cały link, szerokość pasma roboczego każdego urządzenia będzie miała wpływ na transmisję sygnału. Do złączy tej samej kategorii różnych producentów, w celu potwierdzenia spójności doboru i dopasowania należy zapoznać się ze specyfikacją techniczną produktu.
W rzeczywistym zastosowaniu kabli samochodowych, do zastosowań w kablach koncentrycznych w obszarach zagięć, biorąc pod uwagę straty w transmisji i trwałość na zginanie, zwykle stosuje się specjalne kable odporne na zginanie, charakteryzujące się mniejszymi stratami i większymi średnicami. Do urządzeń elektrycznych umieszczonych w pomieszczeniach wilgotnych, zwykle stosuje się specjalne wodoodporne i pyłoszczelne złącza FAKRA. Do umieszczenia w obszarach wibracji, Należy wziąć pod uwagę również złącza FAKRA spełniające wymagania wibracyjne.
Krótko mówiąc, Złącza FAKRY, Złącza FAKRA Inline, kable koncentryczne, i złącza po stronie płytki PCB będą miały wpływ na transmisję sygnału w całym łączu. Analizując i opanowując główne czynniki wpływające, możemy sformułować odpowiednie środki projektowe i testowe w celu ograniczenia i wyeliminowania tych skutków, co jest korzystne dla niezawodności i stabilności transmisji sygnału o wysokiej częstotliwości.