Cablu coaxial FAKRA în transmisia semnalului vehiculului

Cablul coaxial FAKRA este un cablu de mare viteză și de înaltă frecvență care transmite semnale de radiofrecvență sau semnale de înaltă definiție ale camerei. Structura sa tipică este prezentată în figura 1, care include în principal: conector FAKRA, Conector inline FAKRA, cablu coaxial, și conector la capătul plăcii PCB. Odată cu cererea tot mai mare de sisteme de conducere inteligente pentru automobile și sisteme de divertisment în mașină, rata de transmisie a semnalului în mașină a crescut, rezultând o creştere treptată a frecvenţei de transmisie a cablurilor de legătură corespunzătoare.

Mini mufă Fakra cu 4 pini Quad Fakra cablaj femelă Ansamblu de cabluri 4 în 1 cu conectori adaptor de semnal optim de 6,56 ft-2 m

Mini Fakra A tip mufă E cod patru porturi conector Fakra mamă ansamblu cablu coaxial Personalizare

2-Splitter de cablu coaxial Fakra Z in-1, 12în (30cm) Cablu coaxial în formă de V Fakra cu pierderi reduse pentru navigație GPS

În potrivirea pieselor și aplicațiile auto ale cablurilor coaxiale FAKRA, cele două proprietăți electrice importante ale pierderii de retur și pierderii de inserție vor fi afectate semnificativ, rezultând o scădere a calităţii semnalului transmis, care afectează percepția utilizatorului, și chiar ducând la defecțiuni funcționale. Acest articol analizează în principal impactul conectorilor FAKRA, Conectori în linie FAKRA, cabluri coaxiale, și conectori de la capătul plăcii PCB privind calitatea semnalului întregii legături de transmisie, și propune metode de inginerie pentru a reduce impactul.
În potrivirea pieselor și aplicațiile auto ale cablurilor coaxiale FAKRA, cele două proprietăți electrice importante ale pierderii de retur și pierderii de inserție vor fi afectate semnificativ, rezultând o scădere a calităţii semnalului transmis, care afectează percepția utilizatorului, și chiar ducând la defecțiuni funcționale. Acest articol analizează în principal impactul conectorilor FAKRA, Conectori în linie FAKRA, cabluri coaxiale, și conectori de la capătul plăcii PCB privind calitatea semnalului întregii legături de transmisie, și propune metode de inginerie pentru a reduce impactul.
Înainte de a analiza impactul conectorilor FAKRA asupra calității semnalului, este necesar să înțelegem mai întâi standardele de proiectare ale conectorului, și apoi analizați potențialii factori de influență în jurul standardelor. Principalele standarde privind dimensiunea interfeței de referință ale conectorilor FAKRA sunt ISO20860-1 și USCAR-18, iar principalele standarde de testare sunt ISO20860-2, USCAR-17 și USCAR-2. Standardul de dimensiune a interfeței definește dimensiunile principale ale conectorilor FAKRA în direcțiile axiale și radiale, inclusiv conectori tată și conectori mamă, după cum se arată în figura 2 (extras din ISO20860-1).

SEMNAL RF Fakra Z Cablu Fakra Z mufă mamă la Fakra Z mufă masculin Cablu coaxial RG174 6.6ft (2M) Cablu prelungitor antenă GPS pentru radio FM AM Sirius

25 picioare RG58 N mamă la Fakra Z mamă cablu coaxial RF coadă

Fakra Z Mascul la Fakra Z Femeie Unghi drept 3.3ft (1M) Cablu coaxial RG174 pentru electronice auto

În direcția axială, anumite dimensiuni sunt într-un interval de toleranță dimensională. După ce conectorii masculin și feminin sunt conectați împreună, există un gol la interfața de conectare. Decalajul după inserare cauzat de toleranța dimensiunii interfeței afectează performanța electrică, iar dimensiunea spațiului de aer afectează gradul de potrivire a impedanței. În plus, pornind de la standard, materialul dielectric izolator de la capătul conductorului exterior definește doar cerința de proiectare de 50Ω. În produsele diferitelor companii, materialele dielectrice izolante au fenomene diferite, care va afecta și efectul de potrivire a impedanței. Prin urmare, chiar dacă dimensiunea structurii interfeței îndeplinește standardele, pentru conectori cu diferite materiale de izolare și structuri de interfață, trebuie efectuate teste de potrivire pentru a verifica dacă indicatorii relevanți de performanță electrică se încadrează în intervalul de valori specificat.

2. Impactul conectorului FAKRA Inline asupra performanței întregii legături de transmisie
În timpul procesului de conectare și asamblare a cablajului vehiculului, Conectorii inline sunt inevitabil folosiți pentru andocare. De exemplu, în ceea ce priveşte legătura dintre gazda de divertisment şi antena externă, gazda de divertisment este dispusă în zona tabloului de bord, în timp ce antena externă se află în partea din spate a acoperișului. În general, este necesar să conectați cablajul cu trei segmente prin cablajul instrumentului, cablajul caroseriei și cablajul din tavan, care va produce un conector Inline.
După cum se arată în figura 3, s-a făcut o comparație a conexiunii: un cablu este un eșantion complet de 400 mm 1, iar ambele capete sunt conectori FAKRA. Celălalt este 4 secțiuni de eșantion de 100 mm 2 de lungime egală, conectate în serie prin 3 perechi de FAKRA Inline.

Figura 3 Eşantion 1 cablu coaxial și eșantion 2 cablu coaxial
Prin compararea pierderilor de inserție din Tabel 1, se poate constata că la aceeaşi frecvenţă, Eşantion 2 are o pierdere de inserție mai mare decât Sample 1. Se datorează pierderii de inserție a celor trei perechi de conectori Inline din mijloc care exercită o influență asupra legăturii de transmisie.

Masă 1, Comparația pierderii prin inserție a probei 1 Cablu coaxial și eșantion 2 Cablu coaxial

După cum se vede din tabel 1, adăugarea unui conector Inline poate introduce pierderi de inserție. Din aceasta se știe că cu cât sunt introduși mai mulți conectori, cu atât pierderea de inserție este mai mare. În același timp, pentru aplicația de selecție a conexiunii Inline, trebuie luată în considerare frecvența de funcționare. La frecvențe diferite, pierderea de inserție este diferită. În aplicații practice, trebuie verificată și stabilitatea calității și consistența conectorilor Inline.
În plus, mai ales când vine vorba de conexiuni Inline de la diferiți producători, performanța generală după comutare trebuie evaluată și testată. Când conectorii inline sunt potriviți, dacă apare nepotrivirea impedanței, va cauza pierderi de rentabilitate, rezultând o putere redusă de ieșire a semnalului și o pierdere de inserție crescută. Pierderea conductorului, pierderea dielectrică și energia radiată a conectorului în linie va determina creșterea pierderii de inserție, rezultând o reducere a puterii de ieşire a semnalului.

3. Impactul cablului coaxial FAKRA asupra performanței întregii legături de transmisie
Cablul coaxial este o unitate de bază compusă din doi conductoare metalice cilindrice coaxiale și izolate reciproc.. Schema cablurilor este prezentată în figura 4.

Figura 4, structura cablului coaxial

Când luați în considerare cablurile coaxiale FAKRA, se acceptă în general că pierderea de inserție a unui cablu coaxial este egală cu suma dintre pierderile conectorului și cablului. Acest articol trebuie să sublinieze impactul concentricității și al stării de contact a pinii și mufelor asupra pierderii de inserție a cablului coaxial.. „Contact slab” va duce la o creștere a pierderii de inserție a cablului coaxial, și se poate manifesta și ca instabilitate a semnalului sau circuit deschis direct. Pentru a determina calitatea stării de contact, pe lângă testarea rezistenței de contact a conectorilor tată și mamă după ce sunt cuplati, forța de reținere a dopului specificată în standard poate fi de asemenea testată pentru a măsura și a determina starea contactului. Metodele de testare pentru conductorii interiori și exteriori sunt clar definite în proiectul de testare ISO20860-2.
Un alt factor care afectează pierderea de inserție a cablurilor coaxiale este frecvența de funcționare a cablului. Figura 5 arată curba de testare a pierderii de inserție a unui anumit tip de cablu. Se poate observa că curba de testare a pierderii de inserție se modifică liniar în „banda liniară” a lățimii de bandă de funcționare a cablului., dar în afara lăţimii de bandă. Rezultatele testului se modifică neliniar și produc mutații la anumite puncte de frecvență, ceea ce aduce impact și consecințe deloc neglijabile asupra transmisiei de semnal a întregii legături.

Figura 5. Schimbări bruște în performanța pierderii de inserție în afara lățimii de bandă de operare a cablului.

4. Impactul conectorului de la capătul plăcii FAKRA asupra performanței întregii legături de transmisie
Comparativ cu conectorii de capăt de linie, Conectorii FAKRA din partea plăcii diferă ca structură, cu excepția interfeței. Diferența mai comună este că există două modele pentru fața de capăt a conductorului exterior public: izolator și aer. Vor exista diferențe de performanță între aceste două interfețe după ce sunt conectate la conectorul mamă.
Un alt factor important care afectează performanța conectorului tată este proiectarea conexiunii dintre coada conectorului și placa PCB.. Figura 6 prezintă un conector la capătul plăcii cu conductorul interior atașat plat la linia de semnal a plăcii de circuit. Figura 7 este o diagramă structurală schematică a conectorului de la capătul plăcii după tăierea unei părți a conductorului exterior.

Pentru a realiza potrivirea impedanței, acești factori vor afecta transmisia semnalului:
Distanța dintre rădăcina conductorului din conectorul de la capătul plăcii (partea apropiată de mediul izolator al conectorului) și placa PCB, lățimea liniei de semnal de pe placă, lățimea de bandă de lucru a plăcii PCB, și dimensiunea deschiderilor de pe ambele părți ale liniei de semnal de pe placă.
Când frecvența de funcționare depășește un anumit prag, atât conectorul plăcii, placa PCB, iar parametrii de sudare corespunzători trebuie să fie pe deplin demonstrați pentru a evita mutațiile bruște ale semnalelor de înaltă frecvență în anumite benzi de frecvență.

5 Concluzie
Din cele de mai sus se poate observa că atunci când se selectează cablurile coaxiale FAKRA, trebuie să acordați atenție lățimii de bandă de lucru a cablului și conectorului. Pe tot linkul, lățimea de bandă de funcționare a fiecărui dispozitiv va avea un impact asupra transmisiei semnalului. Pentru conectori din aceeași categorie de la diferiți producători, este necesar să faceți referire la specificațiile tehnice ale produsului pentru a confirma consistența selecției și a potrivirii.
În aplicarea propriu-zisă a cablurilor vehiculelor, pentru aplicații cu cablu coaxial în zonele de îndoire, luând în considerare pierderea transmisiei și durabilitatea la încovoiere, se folosesc de obicei cabluri speciale rezistente la îndoire, cu pierderi mai mici și diametre mai mari. Pentru aparatele electrice amenajate in zone umede, De obicei se folosesc conectori speciali FAKRA impermeabili și rezistenti la praf. Pentru amplasare în zone cu vibrații, Trebuie luate în considerare și conectorii FAKRA care îndeplinesc cerințele de vibrație.
În scurt, conectori FAKRA, Conectori în linie FAKRA, cabluri coaxiale, și conectorii de pe partea plăcii PCB vor afecta transmisia semnalului întregii legături. Prin analizarea și stăpânirea principalilor săi factori de influență, putem formula măsuri corespunzătoare de proiectare și testare pentru a reduce și elimina aceste efecte, ceea ce este benefic pentru fiabilitatea și stabilitatea transmisiei semnalului de înaltă frecvență.