Cáp đồng trục Fakra trong truyền tín hiệu xe

Cáp đồng trục FAKRA là loại cáp tốc độ cao, tần số cao truyền tín hiệu tần số vô tuyến hoặc tín hiệu camera độ phân giải cao. Cấu trúc điển hình của nó được thể hiện trong hình 1, trong đó chủ yếu bao gồm: Đầu nối FAKRA, Đầu nối nội tuyến FAKRA, cáp đồng trục, và đầu nối đầu bo mạch PCB. Với nhu cầu ngày càng tăng về hệ thống lái xe thông minh trên ô tô và hệ thống giải trí trên ô tô, tốc độ truyền tín hiệu trong ô tô đã tăng lên, dẫn đến tần số truyền của cáp kết nối tương ứng tăng dần.

Mini Fakra Jack 4pin Quad Fakra Nữ Dây Cáp 4 Trong 1 Hội Với 6.56FT-2M Tín Hiệu Tối Ưu bộ Chuyển Đổi Cổng Kết Nối

Mini Fakra A Type Jack E Code Bốn cổng Nữ Fakra Kết nối cáp đồng trục Lắp ráp tùy chỉnh

2-Bộ chia cáp đồng trục Fakra Z trong 1, 12TRONG (30cm) Cáp đồng trục Fakra V Shape tổn thất thấp để điều hướng GPS

Trong các ứng dụng ghép nối bộ phận và ô tô của cáp đồng trục FAKRA, the two important electrical properties of return loss and insertion loss will be significantly affected, resulting in a decrease in the quality of the transmitted signal, affecting user perception, and even leading to functional failure. This article mainly analyzes the impact of FAKRA connectors, FAKRA Inline connectors, coaxial cables, and PCB board-end connectors on the signal quality of the entire transmission link, and proposes engineering methods to reduce the impact.
Trong các ứng dụng ghép nối bộ phận và ô tô của cáp đồng trục FAKRA, the two important electrical properties of return loss and insertion loss will be significantly affected, resulting in a decrease in the quality of the transmitted signal, affecting user perception, and even leading to functional failure. This article mainly analyzes the impact of FAKRA connectors, FAKRA Inline connectors, coaxial cables, and PCB board-end connectors on the signal quality of the entire transmission link, and proposes engineering methods to reduce the impact.
Before analyzing the impact of FAKRA connectors on signal quality, it is necessary to first understand the design standards of the connector, and then analyze the potential influencing factors around the standards. The main reference interface size standards of FAKRA connectors are ISO20860-1 and USCAR-18, and the main test standards are ISO20860-2, USCAR-17 và USCAR-2. Tiêu chuẩn kích thước giao diện xác định kích thước chính của đầu nối FAKRA theo hướng trục và hướng tâm, bao gồm đầu nối nam và đầu nối nữ, như trong hình 2 (được trích xuất từ ​​ISO20860-1).

TÍN HIỆU RF Cáp Fakra Z Fakra Z Nữ Jack đến Fakra Z Nam Cắm Cáp đồng trục RG174 6.6ft (2M) Cáp mở rộng ăng-ten GPS cho đài FM AM Sirius

25 chân Cáp đồng trục RG58 N Nữ đến Fakra Z Nữ RF Pigtail

Fakra Z Nam đến Fakra Z Nữ Góc vuông 3,3ft (1M) Cáp đồng trục RG174 cho thiết bị điện tử ô tô

Theo hướng trục, một số kích thước nhất định nằm trong phạm vi dung sai kích thước. Sau khi các đầu nối nam và nữ được cắm vào nhau, có một khoảng trống ở giao diện kết nối. Khoảng cách sau khi chèn do dung sai kích thước giao diện gây ra ảnh hưởng đến hiệu suất điện, và kích thước của khe hở không khí ảnh hưởng đến mức độ kết hợp trở kháng. Ngoài ra, bắt đầu từ tiêu chuẩn, vật liệu cách điện ở mặt cuối của dây dẫn bên ngoài chỉ xác định yêu cầu thiết kế là 50Ω. Trong các sản phẩm của các công ty khác nhau, vật liệu điện môi cách điện có những hiện tượng khác nhau, điều này cũng sẽ ảnh hưởng đến hiệu ứng kết hợp trở kháng. Vì thế, ngay cả khi kích thước cấu trúc giao diện đáp ứng các tiêu chuẩn, cho các đầu nối có vật liệu cách điện và cấu trúc giao diện khác nhau, cần tiến hành các thử nghiệm phù hợp để xác minh xem các chỉ báo hiệu suất điện liên quan có nằm trong phạm vi giá trị được chỉ định hay không.

2. Tác động của đầu nối nội tuyến FAKRA đến hiệu suất của toàn bộ liên kết truyền tải
Trong quá trình kết nối và lắp ráp dây điện trên xe, Đầu nối nội tuyến chắc chắn được sử dụng để lắp ghép. Ví dụ, về kết nối giữa máy chủ giải trí và ăng-ten bên ngoài, người dẫn chương trình giải trí được bố trí ở khu vực bảng đồng hồ, trong khi ăng-ten ngoài ở phía sau mái nhà. Nói chung là, cần phải kết nối bộ dây ba đoạn thông qua bộ dây của thiết bị, dây nịt dây điện trên thân xe và dây điện trần nhà, sẽ tạo ra một trình kết nối nội tuyến.
Như thể hiện trong hình 3, một so sánh kết nối đã được thực hiện: một cáp là một mẫu 400mm hoàn chỉnh 1, và cả hai đầu đều là đầu nối FAKRA. Cái còn lại là 4 phần của mẫu 100mm 2 có độ dài bằng nhau, được mắc nối tiếp thông qua 3 cặp nội tuyến FAKRA.

Nhân vật 3 Vật mẫu 1 cáp đồng trục và mẫu 2 cáp đồng trục
Thông qua việc so sánh tổn thất chèn trong Bảng 1, có thể thấy rằng ở cùng tần số, Vật mẫu 2 có tổn thất chèn lớn hơn Mẫu 1. Nguyên nhân là do mất chèn 3 cặp đầu nối Inline ở giữa gây ảnh hưởng đến đường truyền.

Bàn 1, So sánh sự mất mẫu khi chèn 1 Cáp đồng trục và mẫu 2 Cáp đồng trục

Như có thể thấy từ Bảng 1, việc thêm một trình kết nối Nội tuyến có thể gây ra hiện tượng mất chèn. Từ đó biết rằng càng cắm nhiều đầu nối, suy hao chèn càng lớn. Đồng thời, cho ứng dụng lựa chọn kết nối nội tuyến, tần số hoạt động cần được xem xét. Ở các tần số khác nhau, tổn thất chèn là khác nhau. Trong các ứng dụng thực tế, tính ổn định và nhất quán về chất lượng của các đầu nối Nội tuyến cũng cần được xác minh.
Ngoài ra, đặc biệt là khi nói đến kết nối nội tuyến từ các nhà sản xuất khác nhau, hiệu suất tổng thể sau khi chuyển đổi cần được đánh giá và kiểm tra. Khi các đầu nối nội tuyến được khớp, nếu xảy ra sự không phù hợp trở kháng, nó sẽ gây ra mất mát trở lại, dẫn đến giảm công suất đầu ra tín hiệu và tăng suy hao chèn. Tổn hao dây dẫn, tổn thất điện môi và năng lượng bức xạ của đầu nối Nội tuyến sẽ làm tăng tổn thất chèn, dẫn đến giảm công suất đầu ra tín hiệu.

3. Tác động của cáp đồng trục FAKRA đến hiệu suất của toàn bộ đường truyền
Cáp đồng trục là một đơn vị cơ bản bao gồm hai dây dẫn kim loại hình trụ đồng trục và cách điện lẫn nhau. Sơ đồ cáp được thể hiện trong hình 4.

Nhân vật 4, cấu trúc cáp đồng trục

Khi xem xét cáp đồng trục FAKRA, Người ta thường chấp nhận rằng tổn hao chèn của cáp đồng trục bằng tổng của tổn hao đầu nối và cáp. Bài viết này cần nhấn mạnh đến ảnh hưởng của độ đồng tâm và trạng thái tiếp xúc của chân cắm đến tổn hao chèn của cáp đồng trục. “Tiếp xúc kém” sẽ dẫn đến tăng tổn thất chèn cáp đồng trục, và cũng có thể biểu hiện dưới dạng mất ổn định tín hiệu hoặc hở mạch trực tiếp. Để xác định chất lượng của trạng thái tiếp xúc, Ngoài việc kiểm tra điện trở tiếp xúc của đầu nối đực và cái sau khi chúng được ghép nối, lực giữ phích cắm quy định trong tiêu chuẩn cũng có thể được kiểm tra để đo và xác định trạng thái tiếp điểm. Các phương pháp thử nghiệm dây dẫn bên trong và bên ngoài được xác định rõ ràng trong dự án thử nghiệm ISO20860-2.
Một yếu tố khác ảnh hưởng đến suy hao chèn của cáp đồng trục là dải tần hoạt động của cáp.. Nhân vật 5 hiển thị đường cong thử nghiệm suy hao chèn của một loại cáp nhất định. Có thể thấy, đường cong kiểm tra suy hao chèn thay đổi tuyến tính trong “dải tuyến tính” của băng thông hoạt động của cáp, nhưng ngoài băng thông. Kết quả xét nghiệm thay đổi phi tuyến tính và tạo ra đột biến ở các điểm tần số nhất định, mang lại tác động và hậu quả không thể bỏ qua đối với việc truyền tín hiệu của toàn bộ liên kết.

Nhân vật 5. Thay đổi đột ngột về hiệu suất suy hao chèn ngoài băng thông hoạt động của cáp.

4. Tác động của đầu nối đầu bo mạch FAKRA đến hiệu suất của toàn bộ liên kết truyền dẫn
So với đầu nối đầu cuối dòng, Các đầu nối bên bo mạch FAKRA khác nhau về cấu trúc ngoại trừ giao diện. Điểm khác biệt phổ biến hơn là có hai thiết kế cho mặt cuối của dây dẫn công cộng bên ngoài: chất cách điện và không khí. Sẽ có sự khác biệt về hiệu suất giữa hai giao diện này sau khi chúng được cắm vào đầu nối cái.
Một yếu tố quan trọng khác ảnh hưởng đến hiệu suất của đầu nối nam là thiết kế kết nối giữa đuôi đầu nối và bo mạch PCB. Nhân vật 6 hiển thị một đầu nối ở đầu bo mạch với dây dẫn bên trong được gắn phẳng vào đường tín hiệu của bảng mạch. Nhân vật 7 là sơ đồ cấu trúc của đầu nối đầu bo mạch sau khi cắt bỏ một phần dây dẫn bên ngoài.

Để đạt được sự phối hợp trở kháng, những yếu tố này sẽ ảnh hưởng đến việc truyền tín hiệu:
Khoảng cách giữa gốc dây dẫn trong đầu nối đầu bo mạch (phần gần với môi trường cách điện của đầu nối) và bảng mạch PCB, chiều rộng của đường tín hiệu trên bảng, băng thông làm việc của bo mạch PCB, và kích thước của các lỗ ở hai bên của đường tín hiệu trên bảng.
Khi tần số hoạt động vượt quá một ngưỡng nhất định, cả đầu nối bảng, bảng mạch PCB, và các thông số hàn tương ứng phải được thể hiện đầy đủ để tránh sự đột biến đột ngột ở tín hiệu tần số cao ở các dải tần nhất định..

5 Phần kết luận
Từ những điều trên có thể thấy rằng khi lựa chọn cáp đồng trục FAKRA, bạn cần chú ý đến băng thông làm việc của cáp và đầu nối. Trong suốt liên kết, băng thông hoạt động của mỗi thiết bị sẽ có ảnh hưởng đến việc truyền tín hiệu. Đối với các đầu nối cùng loại của các nhà sản xuất khác nhau, cần tham khảo thông số kỹ thuật của sản phẩm để xác nhận tính nhất quán của việc lựa chọn và kết hợp.
Trong ứng dụng thực tế của cáp xe, cho các ứng dụng cáp đồng trục trong khu vực uốn cong, xem xét tổn thất truyền động và độ bền uốn, cáp chống uốn đặc biệt có tổn thất thấp hơn và đường kính lớn hơn thường được sử dụng. Đối với các thiết bị điện bố trí ở nơi ẩm ướt, Đầu nối FAKRA chống nước và chống bụi đặc biệt thường được sử dụng. Để bố trí ở những khu vực rung động, Đầu nối FAKRA đáp ứng yêu cầu về độ rung cũng cần được xem xét.
Tóm lại, Đầu nối FAKRA, FAKRA Inline connectors, coaxial cables, và các đầu nối phía bo mạch PCB đều sẽ ảnh hưởng đến việc truyền tín hiệu của toàn bộ liên kết. Bằng cách phân tích và nắm vững các yếu tố ảnh hưởng chính của nó, we can formulate corresponding design and testing measures to reduce and eliminate these effects, which is beneficial to the reliability and stability of high-frequency signal transmission.