Koaksialni kabel FAKRA za prenos signala v vozilu

Koaksialni kabel FAKRA je hitri in visokofrekvenčni kabel, ki oddaja radiofrekvenčne signale ali signale kamer visoke ločljivosti.. Njegova tipična struktura je prikazana na sliki 1, ki vključuje predvsem: FAKRA priključek, FAKRA Inline priključek, koaksialni kabel, in priključek na koncu plošče PCB. Z naraščajočim povpraševanjem po avtomobilskih inteligentnih sistemih za vožnjo in sistemih za zabavo v avtomobilu, hitrost prenosa signala v avtomobilu se je povečala, kar povzroči postopno povečanje frekvence prenosa ustreznih povezovalnih kablov.

Mini Fakra Jack 4pin Quad Fakra ženski kabelski snop 4-v-1 kabelski sklop s 6,56FT-2m priključki za optimalni signalni adapter

Mini Fakra A Type Jack E Code Štiri vrata Ženski konektor Fakra Koaksialni kabel Sklop Prilagodi

2-in-1 Fakra Z razdelilnik koaksialnih kablov, 12v (30cm) Koaksialni kabel Fakra V oblike z nizkimi izgubami za GPS navigacijo

Pri ujemanju delov in avtomobilskih aplikacijah koaksialnih kablov FAKRA, dve pomembni električni lastnosti, povratna izguba in vstavljena izguba, bosta znatno prizadeti, kar povzroči poslabšanje kakovosti oddanega signala, vpliva na percepcijo uporabnika, in celo vodi do funkcionalne okvare. Ta članek analizira predvsem vpliv konektorjev FAKRA, FAKRA Inline priključki, koaksialni kabli, in priključki na koncu plošče PCB na kakovost signala celotne prenosne povezave, in predlaga inženirske metode za zmanjšanje vpliva.
Pri ujemanju delov in avtomobilskih aplikacijah koaksialnih kablov FAKRA, dve pomembni električni lastnosti, povratna izguba in vstavljena izguba, bosta znatno prizadeti, kar povzroči poslabšanje kakovosti oddanega signala, vpliva na percepcijo uporabnika, in celo vodi do funkcionalne okvare. Ta članek analizira predvsem vpliv konektorjev FAKRA, FAKRA Inline priključki, koaksialni kabli, in priključki na koncu plošče PCB na kakovost signala celotne prenosne povezave, in predlaga inženirske metode za zmanjšanje vpliva.
Pred analizo vpliva konektorjev FAKRA na kakovost signala, najprej je treba razumeti konstrukcijske standarde konektorja, in nato analizirajte možne vplivne dejavnike okoli standardov. Glavni referenčni standardi velikosti vmesnika konektorjev FAKRA so ISO20860-1 in USCAR-18, in glavni preskusni standardi so ISO20860-2, USCAR-17 in USCAR-2. Standard velikosti vmesnika določa glavne dimenzije konektorjev FAKRA v aksialni in radialni smeri, vključno z moškimi konektorji in ženskimi konektorji, kot je prikazano na sliki 2 (pridobljeno iz ISO20860-1).

RF SIGNAL Kabel Fakra Z Ženski vtičnica Fakra Z do moškega vtiča Fakra Z Koaksialni kabel RG174 6,6 ft (2M) GPS antenski podaljšek za FM AM Radio Sirius

25 noge RG58 N Female na Fakra Z Female RF Pigtail koaksialni kabel

Fakra Z moški na Fakra Z ženski pravi kot 3,3 ft (1M) Koaksialni kabel RG174 za avtomobilsko elektroniko

V aksialni smeri, določene dimenzije so znotraj območja tolerance dimenzij. Ko sta moški in ženski konektor priključena skupaj, na povezovalnem vmesniku je vrzel. Vrzel po vstavitvi, ki jo povzroči toleranca velikosti vmesnika, vpliva na električno zmogljivost, in velikost zračne reže vpliva na stopnjo ujemanja impedance. Poleg tega, začenši s standardom, izolacijski dielektrični material na končni strani zunanjega prevodnika opredeljuje samo konstrukcijsko zahtevo 50Ω. V izdelkih različnih podjetij, izolacijski dielektrični materiali imajo različne pojave, kar bo vplivalo tudi na učinek ujemanja impedance. Zato, tudi če velikost strukture vmesnika ustreza standardom, za konektorje z različnimi izolacijskimi materiali in vmesniki, opraviti je treba preskuse ujemanja, da se preveri, ali so ustrezni indikatorji električne učinkovitosti v določenem območju vrednosti.

2. Vpliv konektorja FAKRA Inline na delovanje celotne prenosne povezave
Med postopkom povezovanja in sestavljanja kabelskega snopa vozila, Inline konektorji se neizogibno uporabljajo za priklop. Na primer, glede povezave med zabavnim gostiteljem in zunanjo anteno, voditelj zabave je urejen v območju instrumentne plošče, medtem ko je zunanja antena na zadnjem delu strehe. Na splošno, potrebno je povezati trisegmentni kabelski snop skozi kabelski snop instrumenta, kabelski snop telesa in stropni kabelski snop, ki bo izdelal priključek Inline.
Kot je prikazano na sliki 3, narejena je bila primerjava povezave: en kabel je celoten vzorec 400 mm 1, in oba konca sta konektorja FAKRA. Drugi je 4 odseki vzorca 100 mm 2 enake dolžine, povezani zaporedno skozi 3 parov FAKRA Inline.

Slika 3 Vzorec 1 koaksialni kabel in vzorec 2 koaksialni kabel
S primerjavo vnesenih izgub v tabeli 1, lahko ugotovimo, da pri isti frekvenci, Vzorec 2 ima večjo vstavljeno izgubo kot vzorec 1. To je posledica izgube treh parov priključkov Inline na sredini, ki vplivajo na prenosno povezavo.

Tabela 1, Primerjava vstavljene izgube vzorca 1 Koaksialni kabel in vzorec 2 Koaksialni kabel

Kot je razvidno iz tabele 1, dodajanje priključka Inline lahko povzroči vstavljeno izgubo. Iz tega se pozna, kolikor več konektorjev je vstavljenih, večja je vnesena izguba. Hkrati, za izbirno aplikacijo povezave Inline, je treba upoštevati delovno frekvenco. Na različnih frekvencah, vnesena izguba je drugačna. V praktičnih aplikacijah, Prav tako je treba preveriti stabilnost kakovosti in doslednost priključkov Inline.
Poleg tega, zlasti ko gre za povezave Inline različnih proizvajalcev, celotno delovanje po zamenjavi je treba oceniti in preizkusiti. Ko se vgrajeni konektorji ujemajo, če pride do neusklajenosti impedance, to bo povzročilo povratno izgubo, kar povzroči zmanjšano izhodno moč signala in povečano vstavljeno izgubo. Izguba prevodnika, dielektrična izguba in sevana energija priključka Inline povzročita povečanje vstavljene izgube, kar povzroči zmanjšanje izhodne moči signala.

3. Vpliv koaksialnega kabla FAKRA na delovanje celotne prenosne povezave
Koaksialni kabel je osnovna enota, sestavljena iz dveh koaksialnih in medsebojno izoliranih valjastih kovinskih vodnikov.. Diagram kabla je prikazan na sliki 4.

Slika 4, struktura koaksialnega kabla

Ko razmišljamo o koaksialnih kablih FAKRA, splošno sprejeto je, da je vnesena izguba koaksialnega kabla enaka vsoti izgub v konektorju in kablu. Ta članek mora poudariti vpliv koncentričnosti in statusa stika zatičev in priključkov na vstavljeno izgubo koaksialnega kabla. "Slab stik" bo povzročil povečanje vnesene izgube koaksialnega kabla, in se lahko kaže tudi kot nestabilnost signala ali neposreden odprt tokokrog. Za določitev kakovosti kontaktnega stanja, poleg testiranja kontaktnega upora moških in ženskih konektorjev, potem ko sta spojena, zadrževalno silo čepa, določeno v standardu, je mogoče preizkusiti tudi za merjenje in določitev stanja kontakta. Preskusne metode za notranje in zunanje prevodnike so jasno opredeljene v preskusnem projektu ISO20860-2.
Drug dejavnik, ki vpliva na vneseno izgubo koaksialnih kablov, je območje delovne frekvence kabla. Slika 5 prikazuje preskusno krivuljo vnesene izgube določene vrste kabla. Vidimo lahko, da se krivulja preskusa vnesene izgube spreminja linearno znotraj "linearnega pasu" delovne pasovne širine kabla, vendar zunaj pasovne širine. Rezultati testa se spreminjajo nelinearno in povzročajo mutacije na določenih frekvenčnih točkah, kar prinaša nezanemarljiv vpliv in posledice na prenos signala celotne povezave.

Slika 5. Nenadne spremembe v zmogljivosti vstavljene izgube zunaj delovne pasovne širine kabla.

4. Vpliv konektorja na koncu plošče FAKRA na delovanje celotne prenosne povezave
V primerjavi s priključki na koncu linije, FAKRA konektorji na strani plošče se razlikujejo po strukturi, razen po vmesniku. Pogostejša razlika je, da obstajata dve izvedbi za čelno stran javnega zunanjega vodnika: izolator in zrak. Po priključitvi na ženski konektor bodo med tema dvema vmesnikoma razlike v zmogljivosti.
Drugi pomemben dejavnik, ki vpliva na zmogljivost moškega končnega konektorja, je zasnova povezave med končnim konektorjem in ploščo PCB.. Slika 6 prikazuje priključek na koncu plošče z notranjim vodnikom, ki je ravno pritrjen na signalno linijo vezja. Slika 7 je shematski strukturni diagram konektorja na koncu plošče po odrezovanju dela zunanjega prevodnika.

Da bi dosegli ujemanje impedance, ti dejavniki bodo vplivali na prenos signala:
Razdalja med korenom vodnika v konektorju na koncu plošče (del blizu izolacijskega medija konektorja) in ploščo PCB, širina signalne črte na plošči, delovno pasovno širino tiskanega vezja, in velikost odprtin na obeh straneh signalne črte na plošči.
Ko delovna frekvenca preseže določen prag, tako priključek plošče, PCB ploščo, in ustrezne varilne parametre je treba v celoti dokazati, da se izognemo nenadnim mutacijam v visokofrekvenčnih signalih v določenih frekvenčnih pasovih.

5 Zaključek
Iz zgoraj navedenega je razvidno, da pri izbiri koaksialnih kablov FAKRA, morate biti pozorni na delovno pasovno širino kabla in priključka. Skozi celotno povezavo, delovna pasovna širina vsake naprave bo vplivala na prenos signala. Za konektorje iste kategorije različnih proizvajalcev, za potrditev doslednosti izbire in ujemanja se je treba sklicevati na tehnične specifikacije izdelka.
Pri dejanski uporabi kablov za vozila, za aplikacije koaksialnih kablov v upogibnih območjih, ob upoštevanju izgube prenosa in upogibne vzdržljivosti, običajno se uporabljajo posebni kabli, odporni na upogibanje, z manjšimi izgubami in večjimi premeri. Za električne naprave, nameščene v mokrih prostorih, običajno se uporabljajo posebni vodotesni in prahoodporni priključki FAKRA. Za postavitev na območjih z tresljaji, Upoštevati je treba tudi priključke FAKRA, ki izpolnjujejo zahteve glede vibracij.
Na kratko, FAKRA priključki, FAKRA Inline priključki, koaksialni kabli, in konektorji na strani tiskanega vezja bodo vplivali na prenos signala celotne povezave. Z analizo in obvladovanjem njegovih glavnih vplivnih dejavnikov, lahko oblikujemo ustrezne ukrepe načrtovanja in testiranja za zmanjšanje in odpravo teh učinkov, kar je koristno za zanesljivost in stabilnost prenosa visokofrekvenčnega signala.