Warum entstehen bei extrem dünnen Koaxialkabelbündeln Signalverluste? Vertiefende Analyse und Verbesserungsrichtungen

In intelligent terminals and high-speed electronic devices, extremely fine coaxial cable assemblies are widely used for the transmission of internal high-speed signals, such as the Thunderbolt interface of laptops, MIPI camera and display modules of smartphones and tablets, AI acceleration cards, VR/AR devices, automotive millimeter wave radar modules, and so on. As devices continuously develop towards higher bandwidths and smaller volumes, these cable assemblies must simultaneously meet the requirements of small size, high frequency band, and high stability. However, signal attenuation is inevitably present in extremely fine coaxial cable assemblies, and improper control can lead to a decrease in signal integrity, an increase in error rates, and even affect the stability of the entire machine. The following will explain from two aspects: the sources of attenuation and solutions.


 

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Die Hauptursachen für Signalabnahme

1.1 Leitungsverluste

Bei hoher Frequenz führt der Skin-Effekt dazu, dass der Strom sich auf die Oberfläche des Leiters konzentriert, was die effektive Übertragungsfläche des Zentralleiters verringert und die Widerstandsfähigkeit zunimmt. Wenn das Leitmaterial eine geringe Reinheit aufweist oder die Oberfläche rau ist, wird der Energieverlust weiter verschärft.

1.2 Mediumsverlust

Die Verlusttanke des Mediums ist je höher, desto größer ist der Anteil der Signalkonversion in Wärmeenergie. Das Mediumsschicht des extrem dünnen Koaxialkabels ist sehr dünn, und wenn das Material hygroskopisch oder instabil ist, wird der Verlust im Hochfrequenz-Übertragungsbereich noch deutlicher.

1.3 Impedanzmismatch und Reflexionen

Hochgeschwindigkeitsanschlüsse wie MIPI, USB4, PCIe erfordern eine genaue 50Ω oder 90Ω Differenzimpedanz. Wird die Impedanz von dem Kabelbündel oder dem Stecker zum PCB ungleich, können Signalreflexionen, erhöhte Stauwellen und Verluste verursacht werden. Mikroskopische Strukturfehler, Krümmungen, schlechter Schweiß können dazu führen, dass die Impedanz vom vorgesehenen Wert abweicht.

1.4 Maschinelle Faktoren und Umweltauswirkungen

Übermäßige Biegung und Druck verändern die geometrische Struktur der Koaxialität und beeinträchtigen die gestaltete Impedanz. Änderungen der Temperatur und Feuchtigkeit können auch die Eigenschaften des Mediums verschlechtern, was zu einer Veränderung oder Verschlechterung der Übertragungseigenschaften führen kann.

1.5 Abschirmung von Unzulänglichkeiten und Crosstalk

Wenn die Abschirmungsdichte unzureichend ist oder das Erdung nicht ideal ist, kann die äußere elektromagnetische Störung leicht in das Kabelbündel eindringen. Gleichzeitig kann es bei dichtem Verlegen der Module im Inneren zu Störungen zwischen benachbarten Kabelbündeln kommen, was die Signalqualität verschlechtern kann.

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Zwei, Lösungsansätze und Optimierungsdenken

2.1 Material und Strukturoptimierung

Wählen Sie hochreines Kupfer oder veredeltes Silber als Leiter, um die Leiterverluste zu reduzieren; verwenden Sie niedrig verlustige Medien wie PTFE, FEP oder Schaumstrukturen, um die Medienverluste zu verringern; verbessern Sie den Abschirmungsdeckel, um die Störfestigkeit zu erhöhen.

2.2 Impedanzkontrolle und Verbindungstechnik Optimierung

Durch strenges Kontrollieren des Leitungsquerschnitts, der Mediumstärke und der Zentrifugalität wird die Impedanzstabilität gewährleistet; durch den Einsatz präziser Steckverbinder und die Optimierung der Press- oder Schweißverbindungen wird vermieden, dass im Verbindungsbereich eine deutliche Impedanzveränderung auftritt.

2.3 Normierung des Verwendungsprozesses

Vermeiden Sie scharfe Knicke und befolgen Sie den kleinsten Biegeradius; bei der Verlegung von Kabeln halten Sie einen angemessenen Abstand, um Crosstalk zu minimieren; für lange Strecken oder Hochbandbreitenverbindungen können Sie Gleichrichter oder Retiming-Module zur Kompensation des Signalabfalls hinzufügen.

2.4 Systemische Design-Kooperation

Signalkompatibilitäts-Simulation in der frühen Designphase durchführen, um Verlustrisiken frühzeitig zu bewerten; durch Fehlerratenmessung, Eye-Plot-Analyse und andere Methoden die Linkleistungsvalidierung durchführen, um die Übertragungsqualität im tatsächlichen Gebrauch sicherzustellen.

Sehr dünne Koaxialkabelbündel sind als kritische Signalkanäle in der Innenverteilung von Hochgeschwindigkeitsgeräten, deren Abschaltung direkte Auswirkungen auf die Bandbreitenfähigkeit und die Gesamtlage des Systems hat. Durch die kontinuierliche Optimierung in Bezug auf Materialstruktur, Impedanzkontrolle, Abschirmungsmethoden, Anwendungsnormen und Systemlevel-Validierung kann der Verlust effektiv verringert und die Übertragungsqualität verbessert werden. Für Produkte, die nach hohem Leistungsniveau und hoher Zuverlässigkeit streben, hat die Optimierung der Kabelsignalqualität eine große Bedeutung.

Ich bin[Suzhou Huichengyuan Electronic Technology]Langfristig spezialisiert auf die Gestaltung und Anpassung von Hochgeschwindigkeits-Leitungsverbänden und extrem dünnen Koaxialkabeln, um den Kunden zuverlässige und stabile Hochgeschwindigkeits-Interconnect-Lösungen bereitzustellen. Bei Bedarf technischer Unterstützung oder Anpassungsanforderungen freuen wir uns auf Ihre Kontaktaufnahme mit Herrn Yin:18913280527（微信同号）。