Cabo coaxial FAKRA na transmissão de sinal de veículo

O cabo coaxial FAKRA é um cabo de alta velocidade e alta frequência que transmite sinais de radiofrequência ou sinais de câmera de alta definição. Sua estrutura típica é mostrada na Figura 1, que inclui principalmente: Conector FAKRA, Conector em linha FAKRA, cabo coaxial, e conector de extremidade da placa PCB. Com a crescente demanda por sistemas de direção inteligente para automóveis e sistemas de entretenimento automotivo, a taxa de transmissão do sinal no carro aumentou, resultando em um aumento gradual na frequência de transmissão dos cabos de conexão correspondentes.

Mini Fakra Jack 4pin Quad Fakra Chicote de fios fêmea 4 em 1 Conjunto de cabos com conectores adaptadores de sinal ideal de 6,56FT-2m

Mini Fakra Um Tipo Jack E Código Quatro Portas Conector Feminino Fakra Conjunto de Cabo Coaxial Personalizar

2-Divisor de cabo coaxial Fakra Z em 1, 12em (30cm) Cabo coaxial em forma de Fakra V de baixa perda para navegação GPS

Em correspondência de peças e aplicações automotivas de cabos coaxiais FAKRA, as duas propriedades elétricas importantes de perda de retorno e perda de inserção serão significativamente afetadas, resultando em uma diminuição na qualidade do sinal transmitido, afetando a percepção do usuário, e até mesmo levando à falha funcional. Este artigo analisa principalmente o impacto dos conectores FAKRA, Conectores em linha FAKRA, cabos coaxiais, e conectores de extremidade da placa PCB na qualidade do sinal de todo o link de transmissão, e propõe métodos de engenharia para reduzir o impacto.
Em correspondência de peças e aplicações automotivas de cabos coaxiais FAKRA, as duas propriedades elétricas importantes de perda de retorno e perda de inserção serão significativamente afetadas, resultando em uma diminuição na qualidade do sinal transmitido, afetando a percepção do usuário, e até mesmo levando à falha funcional. Este artigo analisa principalmente o impacto dos conectores FAKRA, Conectores em linha FAKRA, cabos coaxiais, e conectores de extremidade da placa PCB na qualidade do sinal de todo o link de transmissão, e propõe métodos de engenharia para reduzir o impacto.
Antes de analisar o impacto dos conectores FAKRA na qualidade do sinal, é necessário primeiro entender os padrões de design do conector, e então analisar os potenciais fatores de influência em torno dos padrões. Os principais padrões de tamanho de interface de referência dos conectores FAKRA são ISO20860-1 e USCAR-18, e os principais padrões de teste são ISO20860-2, USCAR-17 e USCAR-2. O padrão de tamanho de interface define as principais dimensões dos conectores FAKRA nas direções axial e radial, incluindo conectores macho e conectores fêmea, Como mostrado na figura 2 (extraído de ISO20860-1).

SINAL RF Fakra Z Cabo Fakra Z Jack fêmea para Fakra Z Plugue macho Cabo coaxial RG174 6,6 pés (2M) Cabo de extensão de antena GPS para rádio FM AM Sirius

25 pés RG58 N Fêmea para Fakra Z Fêmea RF Pigtail Cabo Coaxial

Fakra Z Macho para Fakra Z Feminino Ângulo Reto 3,3 pés (1M) Cabo coaxial RG174 para eletrônicos automotivos

Na direção axial, certas dimensões estão dentro de uma faixa de tolerância dimensional. Depois que os conectores macho e fêmea estiverem conectados, há uma lacuna na interface de conexão. A lacuna após a inserção causada pela tolerância do tamanho da interface afeta o desempenho elétrico, e o tamanho do entreferro afeta o grau de correspondência de impedância. Além disso, começando pelo padrão, o material dielétrico isolante na face final do condutor externo define apenas o requisito de projeto de 50Ω. Nos produtos de diferentes empresas, os materiais dielétricos isolantes têm fenômenos diferentes, o que também afetará o efeito de correspondência de impedância. Portanto, mesmo que o tamanho da estrutura da interface atenda aos padrões, para conectores com diferentes materiais de isolamento e estruturas de interface, testes de correspondência precisam ser realizados para verificar se os indicadores de desempenho elétrico relevantes estão dentro da faixa de valores especificada.

2. O impacto do conector FAKRA Inline no desempenho de todo o link de transmissão
Durante o processo de conexão e montagem do chicote elétrico do veículo, Conectores em linha são inevitavelmente usados ​​para acoplamento. Por exemplo, em relação à conexão entre o host de entretenimento e a antena externa, o apresentador de entretenimento está disposto na área do painel de instrumentos, enquanto a antena externa está na parte traseira do teto. Geralmente, é necessário conectar o chicote elétrico de três segmentos através do chicote elétrico do instrumento, chicote elétrico do corpo e chicote elétrico do teto, que produzirá um conector Inline.
Como mostrado na Figura 3, uma comparação de conexão foi feita: um cabo é uma amostra completa de 400 mm 1, e ambas as extremidades são conectores FAKRA. O outro é 4 seções de amostra de 100 mm 2 de igual comprimento, conectados em série através 3 pares de FAKRA Inline.

Figura 3 Amostra 1 cabo coaxial e amostra 2 cabo coaxial
Através da comparação de perda de inserção na Tabela 1, pode-se descobrir que na mesma frequência, Amostra 2 tem uma perda de inserção maior que a amostra 1. É devido à perda de inserção dos três pares de conectores Inline no meio exercendo influência no link de transmissão.

Mesa 1, Comparação da perda de inserção da amostra 1 Cabo Coaxial e Amostra 2 Cabo coaxial

Como pode ser visto na tabela 1, adicionar um conector Inline pode introduzir perda de inserção. Sabe-se disso que quanto mais conectores são inseridos, quanto maior for a perda de inserção. Ao mesmo tempo, para a aplicação de seleção de conexão Inline, a frequência de operação precisa ser considerada. Em frequências diferentes, a perda de inserção é diferente. Em aplicações práticas, a estabilidade e consistência da qualidade dos conectores Inline também precisam ser verificadas.
Além disso, especialmente quando se trata de conexões Inline de diferentes fabricantes, o desempenho geral após a troca precisa ser avaliado e testado. Quando os conectores em linha são combinados, se ocorrer incompatibilidade de impedância, isso causará perda de retorno, resultando em potência de saída de sinal reduzida e aumento da perda de inserção. A perda do condutor, a perda dielétrica e a energia irradiada do conector Inline farão com que a perda de inserção aumente, resultando em uma redução na potência de saída do sinal.

3. O impacto do cabo coaxial FAKRA no desempenho de todo o link de transmissão
O cabo coaxial é uma unidade básica composta por dois condutores metálicos cilíndricos coaxiais e mutuamente isolados. O diagrama do cabo é mostrado na Figura 4.

Figura 4, estrutura de cabo coaxial

Ao considerar cabos coaxiais FAKRA, é geralmente aceito que a perda de inserção de um cabo coaxial é igual à soma das perdas do conector e do cabo. Este artigo precisa enfatizar o impacto da concentricidade e do status de contato dos pinos e conectores na perda de inserção do cabo coaxial. “Mau contato” levará a um aumento na perda de inserção do cabo coaxial, e também pode se manifestar como instabilidade de sinal ou circuito aberto direto. Para determinar a qualidade do estado de contato, além de testar a resistência de contato dos conectores macho e fêmea após serem acoplados, a força de retenção do plugue especificada na norma também pode ser testada para medir e determinar o estado do contato. Os métodos de teste para condutores internos e externos estão claramente definidos no projeto de teste ISO20860-2.
Outro fator que afeta a perda de inserção de cabos coaxiais é a faixa de frequência operacional do cabo.. Figura 5 mostra a curva de teste de perda de inserção de um determinado tipo de cabo. Pode-se observar que a curva de teste de perda de inserção muda linearmente dentro da “banda linear” da largura de banda operacional do cabo, mas fora da largura de banda. Os resultados do teste mudam de forma não linear e produzem mutações em determinados pontos de frequência, que traz impacto e consequências não negligenciáveis ​​na transmissão do sinal de todo o enlace.

Figura 5. Mudanças repentinas no desempenho da perda de inserção fora da largura de banda operacional do cabo.

4. O impacto do conector de extremidade da placa FAKRA no desempenho de todo o link de transmissão
Comparado com conectores de extremidade de linha, Os conectores laterais da placa FAKRA diferem em estrutura, exceto na interface. A diferença mais comum é que existem dois designs para a face final do condutor externo público: isolador e ar. Haverá diferenças de desempenho entre essas duas interfaces depois que elas forem conectadas ao conector fêmea.
Outro fator importante que afeta o desempenho do conector terminal macho é o projeto da conexão entre a cauda do conector e a placa PCB.. Figura 6 mostra um conector de extremidade da placa com o condutor interno conectado de forma plana à linha de sinal da placa de circuito. Figura 7 é um diagrama estrutural esquemático do conector da extremidade da placa após cortar parte do condutor externo.

Para conseguir a correspondência de impedância, esses fatores afetarão a transmissão do sinal:
A distância entre a raiz do condutor no conector da extremidade da placa (a parte próxima ao meio isolante do conector) e a placa PCB, a largura da linha de sinal na placa, a largura de banda de trabalho da placa PCB, e o tamanho das aberturas em ambos os lados da linha de sinal na placa.
Quando a frequência operacional excede um determinado limite, tanto o conector da placa, a placa PCB, e os parâmetros de soldagem correspondentes devem ser totalmente demonstrados para evitar mutações repentinas em sinais de alta frequência em certas bandas de frequência.

5 Conclusão
Pode-se ver acima que ao selecionar cabos coaxiais FAKRA, você precisa prestar atenção à largura de banda de trabalho do cabo e do conector. Ao longo do link, a largura de banda operacional de cada dispositivo terá um impacto na transmissão do sinal. Para conectores da mesma categoria de fabricantes diferentes, é necessário consultar as especificações técnicas do produto para confirmar a consistência da seleção e correspondência.
Na aplicação real de cabos de veículos, para aplicações de cabos coaxiais em áreas de curvatura, considerando perda de transmissão e durabilidade de flexão, cabos especiais resistentes à flexão com menores perdas e diâmetros maiores são geralmente usados. Para aparelhos elétricos dispostos em áreas úmidas, conectores especiais FAKRA à prova d'água e à prova de poeira são geralmente usados. Para colocação em áreas de vibração, Conectores FAKRA que atendem aos requisitos de vibração também precisam ser considerados.
Resumidamente, Conectores FAKRA, Conectores em linha FAKRA, cabos coaxiais, e conectores do lado da placa PCB afetarão a transmissão do sinal de todo o link. Analisando e dominando seus principais fatores de influência, podemos formular medidas correspondentes de projeto e teste para reduzir e eliminar esses efeitos, o que é benéfico para a confiabilidade e estabilidade da transmissão de sinal de alta frequência.