สายโคแอกเชียล FAKRA ในการส่งสัญญาณของยานพาหนะ

สายโคแอกเชียล FAKRA เป็นสายความเร็วสูงและความถี่สูงที่ส่งสัญญาณความถี่วิทยุหรือสัญญาณกล้องความละเอียดสูง. โครงสร้างโดยทั่วไปจะแสดงในรูป 1, ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วย: ขั้วต่อ FAKRA, ขั้วต่ออินไลน์ FAKRA, สายโคแอกเซียล, และขั้วต่อปลายบอร์ด PCB. ด้วยความต้องการระบบขับขี่อัจฉริยะและระบบความบันเทิงในรถยนต์ที่เพิ่มมากขึ้น, อัตราการส่งสัญญาณในรถเพิ่มขึ้น, ส่งผลให้ความถี่ในการส่งของสายเชื่อมต่อที่เกี่ยวข้องเพิ่มขึ้นทีละน้อย.

Mini Fakra แจ็ค 4pin Quad Fakra หญิงสายรัด 4-in-1 ชุดสายเคเบิล 6.56FT-2m ที่ดีที่สุดสัญญาณอะแดปเตอร์ตัวเชื่อมต่อ

Mini Fakra A Type Jack E รหัสสี่พอร์ตตัวเชื่อมต่อ Fakra ตัวเมียชุดสายเคเบิลโคแอกเซียลปรับแต่ง

2-in-1 Fakra Z Coax ตัวแยกสายเคเบิล, 12ใน (30ซม) สายโคแอกเซียลรูปร่าง Fakra V สูญเสียต่ำสำหรับการนำทาง GPS

ในการจับคู่ชิ้นส่วนและการใช้งานด้านยานยนต์ของสายโคแอกเซียล FAKRA, คุณสมบัติทางไฟฟ้าที่สำคัญสองประการของการสูญเสียกลับและการสูญเสียการแทรกจะได้รับผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญ, ส่งผลให้คุณภาพของสัญญาณที่ส่งลดลง, ส่งผลต่อการรับรู้ของผู้ใช้, และยังนำไปสู่ความล้มเหลวในการทำงานอีกด้วย. บทความนี้จะวิเคราะห์ผลกระทบของตัวเชื่อมต่อ FAKRA เป็นหลัก, ขั้วต่ออินไลน์ FAKRA, สายโคแอกเซียล, และขั้วต่อปลายบอร์ด PCB เกี่ยวกับคุณภาพสัญญาณของลิงค์การส่งสัญญาณทั้งหมด, และเสนอวิธีการทางวิศวกรรมเพื่อลดผลกระทบ.
ในการจับคู่ชิ้นส่วนและการใช้งานด้านยานยนต์ของสายโคแอกเซียล FAKRA, คุณสมบัติทางไฟฟ้าที่สำคัญสองประการของการสูญเสียกลับและการสูญเสียการแทรกจะได้รับผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญ, ส่งผลให้คุณภาพของสัญญาณที่ส่งลดลง, ส่งผลต่อการรับรู้ของผู้ใช้, และยังนำไปสู่ความล้มเหลวในการทำงานอีกด้วย. บทความนี้จะวิเคราะห์ผลกระทบของตัวเชื่อมต่อ FAKRA เป็นหลัก, ขั้วต่ออินไลน์ FAKRA, สายโคแอกเซียล, และขั้วต่อปลายบอร์ด PCB เกี่ยวกับคุณภาพสัญญาณของลิงค์การส่งสัญญาณทั้งหมด, และเสนอวิธีการทางวิศวกรรมเพื่อลดผลกระทบ.
ก่อนที่จะวิเคราะห์ผลกระทบของขั้วต่อ FAKRA ต่อคุณภาพสัญญาณ, จำเป็นต้องเข้าใจมาตรฐานการออกแบบของตัวเชื่อมต่อก่อน, แล้ววิเคราะห์ปัจจัยที่อาจมีอิทธิพลรอบมาตรฐาน. มาตรฐานขนาดอินเทอร์เฟซอ้างอิงหลักของตัวเชื่อมต่อ FAKRA คือ ISO20860-1 และ USCAR-18, และมาตรฐานการทดสอบหลักคือ ISO20860-2, USCAR-17 และ USCAR-2. มาตรฐานขนาดอินเทอร์เฟซกำหนดขนาดหลักของตัวเชื่อมต่อ FAKRA ในทิศทางตามแนวแกนและแนวรัศมี, รวมถึงขั้วต่อตัวผู้และขั้วต่อตัวเมีย, ดังแสดงในรูป 2 (สกัดจาก ISO20860-1).

สัญญาณ RF Fakra Z สาย Fakra Z แจ็คหญิง Fakra Z ชายปลั๊ก Coax Cable RG174 6.6ft (2ม) สายต่อเสาอากาศ GPS สำหรับวิทยุ FM AM Sirius

25 ฟุต RG58 N ตัวเมียถึง Fakra Z ตัวเมีย RF ผมเปียสายโคแอกเซียล

Fakra Z ตัวผู้ถึง Fakra Z ตัวผู้มุมขวา 3.3 ฟุต (1ม) สายโคแอกเชียล RG174 สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในรถยนต์

ในทิศทางตามแนวแกน, มิติข้อมูลบางอย่างอยู่ภายในช่วงพิกัดความเผื่อของมิติ. หลังจากเสียบขั้วต่อตัวผู้และตัวเมียเข้าด้วยกันแล้ว, มีช่องว่างที่ส่วนต่อประสานการเชื่อมต่อ. ช่องว่างหลังจากการแทรกที่เกิดจากความทนทานต่อขนาดอินเทอร์เฟซส่งผลต่อประสิทธิภาพทางไฟฟ้า, และขนาดของช่องว่างอากาศจะส่งผลต่อระดับการจับคู่อิมพีแดนซ์. นอกจากนี้, เริ่มต้นจากมาตรฐาน, วัสดุฉนวนที่เป็นฉนวนที่ส่วนปลายของตัวนำด้านนอกจะกำหนดเฉพาะข้อกำหนดการออกแบบที่50Ωเท่านั้น. ในผลิตภัณฑ์ของบริษัทต่างๆ, วัสดุฉนวนอิเล็กทริกมีปรากฏการณ์ที่แตกต่างกัน, ซึ่งจะส่งผลต่อเอฟเฟกต์การจับคู่อิมพีแดนซ์ด้วย. ดังนั้น, แม้ว่าขนาดโครงสร้างอินเทอร์เฟซจะตรงตามมาตรฐานก็ตาม, สำหรับขั้วต่อที่มีวัสดุฉนวนและโครงสร้างส่วนต่อประสานต่างกัน, จำเป็นต้องดำเนินการทดสอบการจับคู่เพื่อตรวจสอบว่าตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องอยู่ภายในช่วงค่าที่ระบุหรือไม่.

2. ผลกระทบของตัวเชื่อมต่อ FAKRA Inline ต่อประสิทธิภาพของลิงก์การส่งสัญญาณทั้งหมด
ในระหว่างการเชื่อมต่อชุดสายไฟรถยนต์และกระบวนการประกอบ, ตัวเชื่อมต่อแบบอินไลน์ใช้สำหรับเชื่อมต่ออย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้. ตัวอย่างเช่น, เกี่ยวกับการเชื่อมต่อระหว่างเครื่องรับความบันเทิงและเสาอากาศภายนอก, พิธีกรความบันเทิงจัดอยู่ในบริเวณแผงหน้าปัด, ในขณะที่เสาอากาศภายนอกอยู่ที่ด้านหลังหลังคา. โดยทั่วไป, จำเป็นต้องเชื่อมต่อชุดสายไฟสามส่วนผ่านชุดสายไฟของอุปกรณ์, ชุดสายไฟของร่างกายและชุดสายไฟเพดาน, ซึ่งจะสร้างตัวเชื่อมต่อแบบอินไลน์.
ดังแสดงในรูป 3, มีการเปรียบเทียบการเชื่อมต่อ: สายเคเบิลหนึ่งเส้นคือตัวอย่างขนาด 400 มม. ที่สมบูรณ์ 1, และปลายทั้งสองข้างเป็นขั้วต่อ FAKRA. อีกคนหนึ่งคือ 4 ส่วนต่างๆ ของตัวอย่างขนาด 100 มม 2 ที่มีความยาวเท่ากัน, เชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมผ่าน 3 คู่ FAKRA Inline.

รูป 3 ตัวอย่าง 1 สายโคแอกเซียลและตัวอย่าง 2 สายโคแอกเซียล
ผ่านการเปรียบเทียบการสูญเสียการแทรกในตารางที่ 1 1, พบว่ามีความถี่เท่ากัน, ตัวอย่าง 2 มีการสูญเสียการแทรกมากกว่าตัวอย่าง 1. เกิดจากการสูญเสียการแทรกของตัวเชื่อมต่ออินไลน์สามคู่ที่อยู่ตรงกลางซึ่งส่งผลต่อการเชื่อมต่อการส่งสัญญาณ.

โต๊ะ 1, การเปรียบเทียบการสูญเสียการแทรกของตัวอย่าง 1 สายโคแอกเซียลและตัวอย่าง 2 สายโคแอกเซียล

ดังที่เห็นได้จากตาราง 1, การเพิ่มตัวเชื่อมต่อแบบอินไลน์อาจทำให้เกิดการสูญเสียการแทรกได้. เป็นที่ทราบกันดีว่ายิ่งมีการเสียบขั้วต่อมากขึ้น, ยิ่งสูญเสียการแทรกมากขึ้นเท่านั้น. ในเวลาเดียวกัน, สำหรับการเลือกใช้งานการเชื่อมต่อแบบอินไลน์, ต้องพิจารณาความถี่ในการทำงานด้วย. ที่ความถี่ต่างกัน, การสูญเสียการแทรกจะแตกต่างกัน. ในการใช้งานจริง, จำเป็นต้องตรวจสอบเสถียรภาพด้านคุณภาพและความสม่ำเสมอของตัวเชื่อมต่อแบบอินไลน์ด้วย.
นอกจากนี้, โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพูดถึงการเชื่อมต่อแบบอินไลน์จากผู้ผลิตหลายราย, ประสิทธิภาพโดยรวมหลังการเปลี่ยนจะต้องได้รับการประเมินและทดสอบ. เมื่อตัวเชื่อมต่อแบบอินไลน์ตรงกัน, หากอิมพีแดนซ์ไม่ตรงกันเกิดขึ้น, จะทำให้สูญเสียผลตอบแทน, ส่งผลให้กำลังเอาต์พุตสัญญาณลดลงและเพิ่มการสูญเสียการแทรก. การสูญเสียตัวนำ, การสูญเสียอิเล็กทริกและพลังงานที่แผ่ออกมาของตัวเชื่อมต่อแบบอินไลน์จะทำให้การสูญเสียการแทรกเพิ่มขึ้น, ส่งผลให้กำลังขับสัญญาณลดลง.

3. ผลกระทบของสายโคแอกเซียล FAKRA ต่อประสิทธิภาพของลิงค์ส่งสัญญาณทั้งหมด
สายโคแอกเชียลเป็นหน่วยพื้นฐานที่ประกอบด้วยตัวนำโลหะทรงกระบอกโคแอกเซียลสองตัวและหุ้มฉนวนร่วมกัน. แผนภาพสายเคเบิลแสดงในรูป 4.

รูป 4, โครงสร้างสายโคแอกเซียล

เมื่อพิจารณาถึงสายโคแอกเชียล FAKRA, เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าการสูญเสียการแทรกของสายโคแอกเซียลเท่ากับผลรวมของขั้วต่อและความสูญเสียของสายเคเบิล. บทความนี้จำเป็นต้องเน้นถึงผลกระทบของความเข้มข้นและสถานะหน้าสัมผัสของพินและแจ็คต่อการสูญเสียการเสียบสายโคแอกเซียล. “หน้าสัมผัสไม่ดี” จะทำให้การสูญเสียการเสียบสายโคแอกเชียลเพิ่มขึ้น, และอาจแสดงออกมาเป็นสัญญาณไม่เสถียรหรือวงจรเปิดโดยตรง. เพื่อกำหนดคุณภาพของสถานะการติดต่อ, นอกเหนือจากการทดสอบความต้านทานหน้าสัมผัสของขั้วต่อตัวผู้และตัวเมียหลังจากเชื่อมต่อแล้ว, แรงยึดปลั๊กที่ระบุในมาตรฐานสามารถทดสอบเพื่อวัดและกำหนดสถานะหน้าสัมผัสได้. วิธีทดสอบสำหรับตัวนำภายในและภายนอกมีการกำหนดไว้อย่างชัดเจนในโครงการทดสอบ ISO20860-2.
อีกปัจจัยหนึ่งที่ส่งผลต่อการสูญเสียการแทรกของสายโคแอกเซียลคือช่วงความถี่การทำงานของสายเคเบิล. รูป 5 แสดงเส้นโค้งทดสอบการสูญเสียการแทรกของสายเคเบิลบางประเภท. จะเห็นได้ว่าเส้นโค้งการทดสอบการสูญเสียการแทรกเปลี่ยนแปลงเชิงเส้นภายใน "แถบเชิงเส้น" ของแบนด์วิธการทำงานของสายเคเบิล, แต่อยู่นอกแบนด์วิธ. ผลการทดสอบเปลี่ยนแปลงแบบไม่เป็นเชิงเส้นและทำให้เกิดการกลายพันธุ์ที่จุดความถี่ที่แน่นอน, ซึ่งนำผลกระทบและผลที่ตามมามาสู่การส่งสัญญาณของลิงค์ทั้งหมด.

รูป 5. การเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพการสูญเสียการแทรกอย่างกะทันหันนอกแบนด์วิธการทำงานของสายเคเบิล.

4. ผลกระทบของตัวเชื่อมต่อปลายบอร์ด FAKRA ต่อประสิทธิภาพของลิงค์ส่งสัญญาณทั้งหมด
เมื่อเทียบกับขั้วต่อปลายสาย, ขั้วต่อฝั่งบอร์ด FAKRA มีโครงสร้างแตกต่างกัน ยกเว้นอินเทอร์เฟซ. ข้อแตกต่างที่พบบ่อยกว่าคือ มีการออกแบบส่วนปลายของตัวนำด้านนอกสาธารณะสองแบบ: ฉนวนและอากาศ. จะมีความแตกต่างด้านประสิทธิภาพระหว่างอินเทอร์เฟซทั้งสองนี้หลังจากที่เสียบเข้ากับขั้วต่อตัวเมีย.
ปัจจัยสำคัญอีกประการหนึ่งที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของขั้วต่อปลายตัวผู้คือการออกแบบการเชื่อมต่อระหว่างหางขั้วต่อกับบอร์ด PCB. รูป 6 แสดงขั้วต่อปลายบอร์ดโดยมีตัวนำด้านในแนบเรียบกับสายสัญญาณของแผงวงจร. รูป 7 เป็นแผนภาพโครงสร้างแผนผังของขั้วต่อปลายบอร์ดหลังจากตัดส่วนของตัวนำด้านนอกออก.

เพื่อให้บรรลุการจับคู่อิมพีแดนซ์, ปัจจัยเหล่านี้จะส่งผลต่อการส่งสัญญาณ:
ระยะห่างระหว่างรากของตัวนำในขั้วต่อปลายบอร์ด (ส่วนที่ใกล้กับสื่อฉนวนของขั้วต่อ) และบอร์ด PCB, ความกว้างของสายสัญญาณบนบอร์ด, แบนด์วิธการทำงานของบอร์ด PCB, และขนาดของช่องเปิดทั้งสองด้านของสายสัญญาณบนกระดาน.
เมื่อความถี่ในการทำงานเกินเกณฑ์ที่กำหนด, ทั้งขั้วต่อบอร์ด, บอร์ด PCB, และพารามิเตอร์การเชื่อมที่เกี่ยวข้องจะต้องแสดงให้เห็นอย่างเต็มที่เพื่อหลีกเลี่ยงการกลายพันธุ์อย่างกะทันหันของสัญญาณความถี่สูงในย่านความถี่บางช่วง.

5 บทสรุป
จากด้านบนจะเห็นได้ว่าเมื่อเลือกสายโคแอกเซียล FAKRA, คุณต้องใส่ใจกับแบนด์วิธในการทำงานของสายเคเบิลและขั้วต่อ. ตลอดทั้งลิงค์., แบนด์วิธการทำงานของแต่ละอุปกรณ์จะส่งผลต่อการส่งสัญญาณ. สำหรับคอนเนคเตอร์ประเภทเดียวกันจากผู้ผลิตหลายราย, จำเป็นต้องอ้างอิงถึงข้อกำหนดทางเทคนิคของผลิตภัณฑ์เพื่อยืนยันความสอดคล้องของการเลือกและการจับคู่.
ในการใช้งานจริงของสายเคเบิลรถยนต์, สำหรับการใช้งานสายโคแอกเซียลในบริเวณโค้งงอ, พิจารณาการสูญเสียการส่งผ่านและความทนทานในการดัดงอ, มักใช้สายเคเบิลที่ทนต่อการดัดงอแบบพิเศษซึ่งมีการสูญเสียน้อยกว่าและมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า. สำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าที่จัดวางในพื้นที่เปียก, โดยปกติจะใช้ขั้วต่อ FAKRA แบบกันน้ำและกันฝุ่นแบบพิเศษ. สำหรับวางในบริเวณที่มีการสั่นสะเทือน, จำเป็นต้องพิจารณาตัวเชื่อมต่อ FAKRA ที่ตรงตามข้อกำหนดด้านการสั่นสะเทือนด้วย.
ในระยะสั้น, ขั้วต่อ FAKRA, ขั้วต่ออินไลน์ FAKRA, สายโคแอกเซียล, และขั้วต่อฝั่งบอร์ด PCB ทั้งหมดจะส่งผลต่อการส่งสัญญาณของลิงค์ทั้งหมด. โดยการวิเคราะห์และฝึกฝนปัจจัยที่มีอิทธิพลหลัก, เราสามารถกำหนดมาตรการการออกแบบและการทดสอบที่สอดคล้องกันเพื่อลดและขจัดผลกระทบเหล่านี้, ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อความน่าเชื่อถือและเสถียรภาพของการส่งสัญญาณความถี่สูง.