Sehr dünne Koaxialbündel vs. FPC: Wer ist der Favorit für die Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung?

Bei der ständigen Verfolgung von Leichtigkeit und Leistungsfähigkeit elektronischer Geräte wird es zu einer wichtigen Herausforderung für Designingenieure, wie man in begrenztem Raum schnelle und stabile Signalübertragungen realisieren kann. Obwohl FPC (flexible Leiterplatten) weit verbreitet sind, neigen Hersteller in vielen hochwertigen Geräten dazu, extrem dünne Koaxialkabel (micro coaxial cable) zu wählen. Was sind die Gründe, warum diese Mikro-Kabel im Bereich der Hochgeschwindigkeitsübertragung herausragen?

Einsatzkontext
Mit der Verbreitung neuer elektronischer Produkte wie faltbaren Smartphones, dünnen Laptops, AR/VR-Geräten usw. steigt die Übertragungsrate kontinuierlich an, und 10 Gbps und mehr sind mittlerweile die Regel. In solch einer schnellen Umgebung werden in der Industrie in der Regel zwei interne Verbindungsvarianten verwendet:
Erstens FPC (flexible printed circuit), dessen Vorteile in niedrigen Kosten und einfacher Verdrahtung liegen, hat jedoch im Hochfrequenzumfeld begrenzte Störungssicherheit.
Zweitens die äußerst dünne koaxiale Kabelbündel, die speziell für Hochgeschwindigkeits-Signalkanäle entwickelt wurden und häufig zur Verbindung von Bildschirmmodulen und Mainboard verwendet werden. Viele Hersteller haben schließlich das Letztere gewählt, der Hauptgrund dafür liegt darin, dass die äußerst dünne koaxiale Kabelbündel im Bereich der Signalstörungsbekämpfung und -integritätskontrolle besser abschneiden.

Zweite, die Anti-Interferenzvorteile der extrem dünnen coaxialen Strahlenkombination
Zunächst verfügt es über eine vollständige Abschirmung. Jedes Signalkernkabel wird von einer Isolierschicht und einer metallenen Webvliesschicht umgeben, um eine独立的 Abschirmkammer zu bilden, was dem jeweiligen Leitung wie eine "Schutzrüstung" entspricht. Dieses Design kann äußere elektromagnetische Störungen effektiv abschirmen und auch die Kreuzinterferenz zwischen Signalen verhindern. Während das FPC nur durch eine Oberflächendeckungsmembran geschützt ist, besitzt es fast keine tatsächliche elektromagnetische Abschirmungsfähigkeit.
Zweitens ist die Impedanzkontrolle von extrem dünnen koaxialen Kabelbündeln stabiler. In schnellen Schnittstellen wie USB4, MIPI DSI, eDP usw. wird die Impedanzkonstanz direkt durch die Signalintegrität bestimmt. Durch präzise Kontrolle des Abstandes zwischen Leiter und Schirmung kann das extrem dünne koaxiale Kabelbündel die Impedanz im Bereich von 40 bis 50 Ω halten und somit das Risiko von Reflexionen und Schwingungen verringern; im Vergleich dazu wird die Impedanz von FPC durch Material- und Verfahrensfehler während des Produktionsprozesses stark beeinflusst und zeigt erhebliche Schwankungen.
Nochmals, es ist an dynamisch flexiblen Umgebungen angepasst. Anwendungsgebiete wie faltbare Displays, Notebook-Türme, VR-Headsets usw. sind äußerst eng, und der Durchmesser der extrem dünnen Koaxialkabelbündel beträgt in der Regel nur 0,3 mm bis 0,5 mm, sie sind sehr flexibel und können auch nach mehreren Biegungen hervorragende elektrische Eigenschaften beibehalten. FPC neigt nach häufigen Biegungen dazu, Risse oder eine Leistungseinbuße zu entwickeln.
Schließlich unterstützt die Datenrate mehr. Derzeit unterstützen hochwertige mikrokoaxiale Kabel problemlos 10 Gbps und höhere Geschwindigkeiten und werden weit verbreitet in Video- und Datenanschlüssen eingesetzt, während FPC bei Übertragungen über 5 Gbps leicht Signalabnahme und Intermodulation auftreten lassen.
Drei, Wert und Nachteile des FPC
FPC tatsächlich im Bereich der geringen Signalgeschwindigkeiten Vorteile bietet - schlanke Struktur, geringer Kosten, freie Verkabelung, daher wird es in nicht-high-speed-Szenarien wie Steuersignalen, Berührungslinien usw. noch weit verbreitet verwendet. Aber in Hochfrequenz-Hochgeschwindigkeitsumgebungen ist seine Fähigkeit, elektromagnetische Störungen abzuwehren und die Signalkonsistenz zu gewährleisten, unzureichend, was der Hauptgrund ist, warum hochwertige Geräte allgemein zu extrem dünnen Koaxialkabelbündeln wechseln.

Sehr dünne coaxiale Stränge sind nicht nur ein "feines" Kabelmaterial, sondern auch eine systematische Lösung für den schnellen Signstransfer. Sie kompensieren den Mangel an Störungswiderstandsfähigkeit von FPC im schnellen Datenverkehr durch独立的屏蔽、精确的阻抗控制和高的柔性结构. In Zukunft wird der sehr dünne coaxiale Strang sicherlich weiterhin die Hauptlösung für interne Verbindungen in elektronischen Geräten bleiben, angesichts der anhaltend wachsenden Nachfrage nach schnellen Schnittstellen und hochfrequenten Signalanwendungen.
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