Design der Abschirmungsebene für extrem dünne Koaxialkabelbündel: Kernaussage für die stabile Übertragung von Hochgeschwindigkeitssignalen

Mit der Entwicklung elektronischer Geräte hin zu Hochgeschwindigkeit, Leichtigkeit und Vielseitigkeit werden extrem dünne Koaxialkabelbündel (micro coaxial cable harness) in Bereichen wie Smartphone-Kamerasystemen, Fahrzeugkinosystemen, AR/VR-Anzeigesystemen breit eingesetzt. Diese Kabelbündel übernehmen die Übertragung von Gbps-Schnellzeichen und stellen höchste Anforderungen an elektromagnetische Verträglichkeit (EMC), Signalintegrität (SI) und mechanische Flexibilität. Eine der zentralen Designelemente, die diese Leistungsfähigkeit unterstützen, ist die Abschirmungsschicht.


 

Erste Verteidigungslinie der EMI/EMC
Die Hauptfunktion der Abschirmung der Netzschicht besteht darin, elektromagnetische Störungen (EMI) zu unterdrücken. Bei schnellem Signaltransport kann sich das Signal ohne effektive Abschirmung leicht durch externe elektromagnetische Felder koppeln, was zu einer Erhöhung der Fehlerrate führt; gleichzeitig kann die elektromagnetische Strahlung des Signals auch umliegende elektronische Geräte stören. Die Abschirmung entspricht einer Faraday-Hülle und kann die Strahlung und den Leitungsstörungen erheblich verringern, was die gesamte Maschine schützt und sicherstellt, dass sie die EMC-Zertifizierung besteht und die Anforderungen der elektromagnetischen Verträglichkeit erfüllt.


 

Zweites Kapitel: Kompletter Rückflusspfad und Sicherstellung der Signalintegrität
In High-Speed Differential Signal Systems (such as MIPI D-PHY, HDMI, LVDS, etc.), the shielding layer is often used as a ground reference plane, providing a continuous return path for the signal. If the return path is not continuous, the current will take detours, causing impedance mismatch and resulting in reflections (increased Return Loss) and eye diagram closure. The presence of the shielding layer effectively stabilizes the transmission impedance, ensures signal integrity (SI), and thus improves the overall transmission quality and anti-interference ability of the system.

Drei, Verringerung der Störungen, Verbesserung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses
In dicht belegten extrem dünnen Koaxialkabelbündeln treten leicht Nahfeldstörungen (NEXT) und Fernfeldstörungen (FEXT) zwischen Differenzsignale auf. Die Abschirmungsschicht spielt hier eine physische Isolationsrolle und kann die Störkoeffizienten erheblich verringern, den Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR) verbessern und die Stabilität der Signalkette erhalten. Dies ist besonders wichtig für Systeme mit parallelen Signalen wie Bildübertragung und Sensorkontrolle, da es effektiv vor Leistungseinbußen durch Störungen zwischen Signalen schützt.

Vier, die Balance zwischen Flexibilität und Abschirmungseffizienz
Gängige Abschirmungsstrukturen umfassen Kupferfolienabschirmung und gewebte Abschirmung. Kupferfolienabschirmung hat eine hohe Deckungsdichte und hervorragende Abschirmungseigenschaften, ist jedoch flexibel und neigt dazu, bei dynamischen Biegebewegungen zu ermüden und zu reißen; während gewebte Abschirmung, obwohl die Deckungsdichte etwas niedriger ist, über hervorragende mechanische Flexibilität und Biegefestigkeit verfügt und für häufig bewegte Anwendungen wie Klappschirmen, Kamera-Modulen usw. geeignet ist. Daher muss in der Designphase ein Ausgleich zwischen Abschirmungseffizienz (Shielding Effectiveness) und Flexibilitätszuverlässigkeit vorgenommen werden, um die umfassende Leistung des Produkts im praktischen Gebrauch sicherzustellen.

Fünf, Hochfrequenz-Leistung und Impedanzkontrolle
Sehr dünne Koaxialbündel arbeiten im GHz-Bereich und erfordern eine extrem strenge Impedanzkonstanz. Der geometrische Verhältnis zwischen dem Abschirmungs- und dem Innenleiter direkt bestimmt die spezifische Impedanz (häufig 50Ω oder 100Ω Differenz). Eine vernünftige Abschirmungsstrukturgestaltung kann den Insertion Loss (Einfügungsverlust) und den Return Loss (Rückstoßverlust) wirksam verringern, die Bandbreitennutzung und die Augendiagrammöffnung verbessern und die Stabilität und Zuverlässigkeit der schnellen Signalübertragung sicherstellen.



Die Abschirmungsschicht ist nicht nur die physische Schutzschicht für extrem dünne Koaxialkabelbündel, sondern auch der Schlüssel für deren stabile Funktion in hochfrequenten und komplexen elektromagnetischen Umgebungen. Sie spielt eine unersetzliche Rolle bei der EMV-Schutz, der Aufrechterhaltung der Signalintegrität, der Störsignalunterdrückung, der flexiblen Gestaltung sowie der Impedanzkontrolle. Man kann sagen, dass die Leistungsfähigkeit der Abschirmungsschicht direkt darüber entscheidet, ob extrem dünne Koaxialkabelbündel den anspruchsvollen Anforderungen moderner elektronischer Geräte an schnelle Übertragung und hohe Zuverlässigkeit gerecht werden können.

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