オンボード信号伝送におけるFakra同軸ケーブルの影響分析と対策

インテリジェントな駆動システムと車両内エンターテイメントシステムの需要の増加により、車両内信号の伝送速度が増加し、対応する接続​​ケーブルの伝送頻度が徐々に増加します。 Fakra同軸ケーブルハーネスは、無線周波数信号または高解像度カメラ信号を送信するための高速および高周波ワイヤハーネスです。主にFakraコネクタ、Fakraインラインコネクタ、同軸ケーブル、PCBボードコネクタが含まれます。

Fakra同軸ケーブルが一致する部品および自動車用途で使用されると、2つの重要な電気特性、すなわちリターン損失と挿入損失が明らかに影響を受け、送信信号の品質、ユーザーの知覚、さらには機能的な機能さえも劣化します。失敗。このペーパーでは、主にFakraコネクタ、Fakra I nlineコネクタ、同軸ケーブル、およびPCBコネクタが送信リンク全体の信号品質に及ぼす影響を分析し、エンジニアリング方法を提出して影響を減らします。

信号品質に対するFakraコネクタの影響を分析する前に、コネクタ設計標準を知り、標準周辺の潜在的な影響要因を分析する必要があります。 Fakraコネクタのインターフェイス寸法標準は、主にISO20860-1およびUSCAR-18を指し、テスト標準には主にISO20860-2、USCAR-17、USCAR-2が含まれます。インターフェイスサイズ標準。これは、男性コネクタやメスコネクタを含むFakraコネクタの主要な軸方向および放射状寸法を定義します。

軸方向には、一部の寸法は寸法許容範囲内にあり、男性と雌のコネクタが互いに接続された後、接続インターフェイスにギャップがあります。インターフェイス寸法耐性によって引き起こされる挿入後のギャップは、電気性能に影響し、エアギャップのサイズはインピーダンスマッチングの程度に影響します。さらに、標準から始めて、外側の導体の端面にある絶縁誘電体材料は、50Ωの設計要件のみを定義します。さまざまな企業の製品では、絶縁誘電材料は異なり、インピーダンスマッチング効果にも影響します。したがって、インターフェイス構造サイズが標準を満たしている場合でも、関連する電気性能インデックスが指定された数値範囲内であるかどうかを確認するために、さまざまな断熱材とインターフェイス構造を使用したコネクタの一致テストを実行する必要があります。

ハーネスの接続と車両全体のアセンブリのワイヤリングの過程で、ドッキングにi nlineコネクタを使用することは避けられません。たとえば、エンターテインメントホストと外部アンテナ間の接続の場合、エンターテインメントホストはインストルメントパネルエリアに配置され、外部アンテナは屋根の後部にあります。一般的に、ワイヤリングハーネスの3つのセクションで接続する必要があります。計器ワイヤーハーネス、ボディワイヤー織機、天井ケーブルハーネスがつながります。

sの挿入損失は、同じ周波数の別のサンプルの挿入損失よりも大きいことがわかります。

Inlineコネクタを増やすことで挿入損失を導入できることがわかります。これにより、コネクタが挿入されるほど、挿入損失が大きくなることがわかります。同時に、 i nline接続の選択と適用のためには、動作周波数を考慮する必要があります。さまざまな周波数では、挿入損失は異なります。実際のアプリケーションでは、 I nlineコネクタの品質の安定性と一貫性を検証する必要があります。

さらに、特にさまざまなメーカーからの接続のラインに関しては、切り替え後の全体的なパフォーマンスを評価してテストする必要があります。インラインコネクタが交尾すると、インピーダンスの不一致が発生した場合、リターン損失を引き起こし、信号出力の削減と挿入損失の増加につながります。導体の損失、誘電損失、およびi nlineコネクタの放射エネルギーは、挿入損失を増加させ、信号出力の減少をもたらします。

Fakra同軸ケーブルを検討する場合、同軸ケーブルの挿入損失はコネクタとケーブルの損失の合計に等しいと考えられます。この論文では、ピンとジャックの同心性と接触状態が同軸ケーブルの挿入損失に影響を与えることを強調する必要があります。 「接触不良」は、同軸ケーブルの挿入損失の増加につながり、不安定な信号または直接開回路として現れる可能性もあります。接触状態を判断するために、交配後に雄と雌のコネクタの接触抵抗をテストするだけでなく、接触状態を測定および判断するために、標準で指定された交配保持力をテストすることもできます。内側および外側の導体の試験方法は、ISO20860-2テスト項目で明確に定義されています。

同軸ケーブルの挿入損失に影響を与えるもう1つの要因は、ケーブルの動作周波数範囲です。挿入損失のテスト曲線は、ケーブルの動作帯域幅の「線形周波数帯域」内で線形に変化することがわかりますが、テスト結果は帯域幅の外側で非線形に変化し、いくつかの周波数ポイントに突然変化します。これは、リンク全体の信号伝達に顕著な影響と結果をもたらします。

ラインエンドコネクタと比較して、Fakraボードエンドコネクタは界面の構造が異なり、一般的な違いは、オスの外側導体の端面に2つの設計があるということです：絶縁体と空気。 2つのインターフェイスが女性コネクタに差し込まれた後、パフォーマンスに違いがあります。

男性コネクタの性能に影響を与えるもう1つの重要な要素は、コネクタテールとPCBの間の接続の設計です。

インピーダンスマッチングを実現するために、これらのすべての要因が信号伝達に影響します。ボードエンドコネクタの内部導体のルート間の距離（コネクタの断熱材の近く）とPCBボード、信号の幅はボード上のライン、PCBボードの作業帯域幅、およびボード上の信号線の両側の開口部のサイズ。

作業周波数が特定のしきい値を超える場合、ボードコネクタ、PCBボード、および対応する溶接パラメーターを完全に実証する必要があります。

5。結論

上記から、Fakra同軸ケーブルを選択するときは、ケーブルとコネクタの作業帯域幅に注意を払う必要があり、各デバイスの作業帯域幅がリンク全体の信号伝送に影響することがわかります。同じカテゴリと異なるメーカーのコネクタの場合、選択とマッチングの一貫性を確認するために、製品の技術仕様を参照する必要があります。

車両ケーブル全体の実際の適用では、曲げ領域の同軸ケーブルアプリケーションのために、伝送損失と曲げ耐久性を考慮して、通常、低い損失とより大きな直径の特別な曲げ耐性ケーブルが使用されます。湿ったエリアに配置された電化製品の場合、通常、防水性と防塵性のあるファクラコネクタが使用されます。振動要件を満たすFakraコネクタも、振動領域のレイアウトに対応する必要があります。

一言で言えば、Fakra Connector、Fakra I nlineコネクタ、同軸ケーブル、PCBボードコネクタはすべて、リンク全体の信号伝送に影響します。主な影響要因を分析および習得することにより、対応する設計とテストの測定値が策定され、これらの影響を削減および排除します。これは、高周波信号伝達の信頼性と安定性を助長します。