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Com a crescente demanda por sistemas de direção inteligentes e sistemas de entretenimento veicular de veículos de nova energia e a integração e redução cada vez mais alta de produtos, a taxa de transmissão dos cabos de conexão de sinal veicular correspondentes também aumentou ano a ano. A linha de sinal LVDS baseada em fio eletrônico tradicional não conseguiu atender aos requisitos. O surgimento do coaxial ultrafino (MCC/SGC) resolveu muito bem essa dificuldade; o coaxial ultrafino tem muitas vantagens, como tamanho pequeno, longa vida útil, boa flexibilidade, impedância estável e bom efeito de blindagem, enquanto o cabo coaxial FAKRA é um cabo de alta frequência de alta velocidade que transmite sinais de radiofrequência ou sinais de câmera de alta definição baseado em cabos coaxiais ultrafinos (MCC/SGC).
O conector automotivo FAKRA é especialmente projetado para aplicações automotivas; o conector que atende ao padrão de antena é chamado de conector FAKRA, que usa o cabo micro-coaxial (MCC/SGC) acima e estrutura de cabo de enrolamento de fio único e atende aos requisitos do padrão de antena. Para cabo coaxial FAKRA. Sua estrutura típica é mostrada na figura abaixo, incluindo principalmente: conector FAKRA, conector FAKRA Inline, cabo coaxial, conector final da placa PCB.
Diagrama de estrutura de conexão de cabo coaxial FAKRA
Conector Fakra
A estrutura do conector Fakra:
Os conectores Fakra são geralmente usados em conectores de sinal de radiofrequência RF da indústria automotiva, sistemas de posicionamento GPS, rádios via satélite e acesso à Internet em veículos. Os conectores automotivos FAKRA são projetados para aplicações automotivas. Eles são baseados na interface de conector SMB FAKRA (Automated Expert Group) para estabelecer um sistema de conector unificado e um padrão que todos irão cumprir. Graças ao seu sistema de travamento padrão especial, os conectores FAKRA atendem aos requisitos de alto desempenho e segurança da indústria automotiva atual.
A estrutura do conector FAKRA é dividida em tipo de tomada ou tipo de plugue, e a especificação de impedância é de 50 ohms. A forma do conector FAKRA é dividida em tipo reto ou tipo de ângulo reto e tipo livre. Esses conectores FAKRA são terminados com crimpagem/solda ou solda.
1. A estrutura geral da extremidade da placa e os conectores das extremidades do chicote
Um conector Fakra comum consiste em uma caixa de plástico, condutor externo, condutor central, isolador, luva de crimpagem (somente conector final do chicote) e trava secundária (somente conector final do chicote).
2. Bloqueio secundário, cor + à prova de erros mecânicos
Bloqueio secundário: garante que o terminal esteja no lugar e aumenta a retenção do terminal. As fechaduras secundárias são geralmente roxas.
Cor + à prova de erros mecânicos: Existe um design estrutural para evitar o acoplamento incorreto na interface de acoplamento do conector, e diferentes estruturas à prova de erros possuem caixas plásticas correspondentes de cores diferentes.
Introdução básica de FAKRA:
1. Parâmetros de desempenho do conector Fakra
De acordo com os requisitos de parâmetro em IS0 20860. Principais parâmetros de desempenho elétrico: frequência de transmissão 0-4GHz; impedância característica 50 ohms; corrente de transporte máxima 1A
Principais parâmetros de desempenho mecânico: força de retenção de bloqueio ≥ 100N força à prova de erro ≥ 40N
2. Aplicações comuns
Transmissão de sinal sem fio: veículo AM/FM; GPS; rede do carro (2~4GHz, incluindo transmissão), controle remoto, etc.
Aplicação de transmissão de sinal de vídeo: Com base no surto de ADAS, é usado principalmente em câmeras.
3. Padrões relevantes
Padrão de projeto: ISO20860; USCAR18
Padrão de verificação: LV214; USCAR2; USCAR17
Define as principais dimensões dos conectores FAKRA nas direções axial e radial, incluindo conectores macho e fêmea
4. Desempenho à prova d'água
Usando a versão à prova d'água do conector final do arnês, o nível à prova d'água de IPX7/IPX9K pode ser alcançado na interface de acoplamento do conector.
Cabo Coaxial FAKRA
A partir do diagrama da estrutura anatômica da linha coaxial, pode-se observar que de dentro para fora são: fio central, camada isolante, folha de alumínio, blindagem trançada e bainha do fio. Um cabo coaxial é um composto composto por dois condutores. O fio central do cabo coaxial é usado para transmitir sinais. A rede de blindagem de metal desempenha duas funções: uma é fornecer um loop de corrente para o sinal como um fio terra comum para o sinal e a outra é fornecer um loop de corrente para o sinal. É usado como uma rede de blindagem para o sinal para suprimir a interferência do ruído eletromagnético no sinal. O fio central e a rede de blindagem são interpostos entre a camada isolante de polipropileno semi-espumado, que determina as características de transmissão do cabo e protege efetivamente o fio intermediário.
Como o nome indica, o acima conclui que a linha coaxial é composta por uma camada de camada isolante enrolada em torno do condutor de cobre central e uma camada de malha de metal enrolada fora da camada isolante. Como a malha de metal externa e o eixo central estão no mesmo eixo, é chamada de linha coaxial. A malha de metal pode proteger a interferência eletromagnética da camada externa. Parte da interferência da linha de dados vem do campo magnético externo, e a outra parte vem do campo magnético gerado por ele mesmo ao transmitir o sinal variável. Devido à existência da rede de blindagem de metal do cabo coaxial, o campo magnético externo não pode passar pela camada de blindagem e o campo magnético interno não pode passar pela camada de blindagem. Quando o sinal é transmitido no cabo coaxial, a atenuação que ele recebe está relacionada à distância de transmissão e à frequência do próprio sinal. Para sinais de alta frequência, quanto maior a distância de transmissão, maior a atenuação do sinal. Para atingir o objetivo de transmissão de longa distância de sinais de alta frequência, um amplificador coaxial é geralmente usado para amplificar e compensar o sinal.
Conector final da placa FAKRA
Comparado com o conector de ponta de fio, o conector de ponta de placa FAKRA tem uma diferença na estrutura da interface. A diferença mais comum é que existem dois designs da superfície final do condutor externo da extremidade macho: isolante e ar. Depois que as duas interfaces forem acopladas ao conector fêmea, haverá diferenças no desempenho. Outro fator importante que afeta o desempenho do conector da placa terminal macho é o design da conexão com a placa PCB na parte traseira do conector. Para alcançar a correspondência de impedância, esses fatores afetarão a transmissão de sinais: a distância entre a raiz do condutor no conector da extremidade da placa (próximo ao meio de isolamento do conector) e a placa PCB, a largura da linha de sinal no a placa, a largura de banda de trabalho da placa PCB, 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 do lado da placa, a placa PCB e os parâmetros de soldagem correspondentes devem ser totalmente demonstrados para evitar mudanças repentinas nos sinais de alta frequência em determinadas bandas de frequência.
Introdução à integridade do sinal coaxial FAKRA
O parâmetro SI de integridade do sinal geralmente se refere à distorção causada no sinal devido às características do caminho após o sinal digital de alta velocidade passar pelo caminho de transmissão. O objetivo da análise de integridade de sinal é usar o custo mínimo e o tempo mais rápido para fazer com que o produto atenda aos requisitos de integridade de forma de onda, integridade de tempo e integridade de energia. Portanto, ao escolher um cabo coaxial FAKRA, você precisa se concentrar na largura de banda de trabalho do cabo coaxial e do conector. Em todo o link, a largura de banda de trabalho de cada acessório terá impacto na transmissão do sinal. Para conectores do mesmo tipo e fabricantes diferentes, é necessário consultar as especificações técnicas do produto para confirmar a consistência da seleção e correspondência. Na aplicação real de cabos veiculares, para a aplicação do cabo coaxial na área de dobramento, considerando a perda de transmissão e durabilidade ao dobramento, costuma-se utilizar um cabo especial resistente a dobramento com menor perda e maior diâmetro. Para aparelhos elétricos dispostos em áreas úmidas, geralmente são usados conectores FAKRA especiais à prova d'água e à prova de poeira. Para arranjos em áreas de vibração, os conectores FAKRA que atendem aos requisitos de vibração também precisam ser considerados. Em suma, os conectores FAKRA e os cabos coaxiais são acessórios que têm um impacto importante em todo o sinal de transmissão do link. Ao analisar e dominar seus principais fatores de influência, formular medidas de design e teste correspondentes para reduzir e eliminar essas influências é benéfico para a confiabilidade e estabilidade da transmissão de sinal de alta frequência.
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