AWG-Linienquerschnittunterschiede in extrem dünnen Koaxialbündeln: Leitfaden für Hochgeschwindigkeitssignale und Anwendungen

Im Hintergrund der zunehmenden Geschwindigkeit, Frequenz und Miniaturisierung von Geräten ist das micro-coaxial cable (extrem dünnes Koaxialkabel) zum wichtigen Träger der internen Vernetzung moderner Elektronikprodukte geworden. Es wird in vielen Anwendungsfällen eingesetzt, wie medizinische Probenköpfe, Drohnen-Datenverbindungen, Notebook-Türken, Kamera-Modulen und RF-Frontends. Für diese schnellen Vernetzungsanwendungen hat die Wahl des AWG-Durchmessers entscheidende Auswirkungen auf Signalverluste, Flexibilität, Impedanzkontrolle und Haltbarkeit.

Um die Auswahl der Ingenieurkonzeption besser zu leiten, wird dieser Artikel aus den Perspektiven der elektrischen Leistungsfähigkeit, der strukturellen Eigenschaften und der Anwendungsanforderungen eine systematische Analyse der Unterschiede in der Leistung und der Designabwägung verschiedener AWG im Kabelbündel durchführen.

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Erster Abschnitt: AWG-Linienbreite und grundlegende physikalische Eigenschaften

Je nach AWG-Wert wird der Drahtdurchmesser feiner. Ein dickerer Mittelleiter hat eine niedrigere Gleichstromwiderstand und eine höhere mechanische Festigkeit, während ein dünnerer Leiter die Flexibilität erheblich verbessert, was die Kabelführung in engen Räumen erleichtert. Der Wechsel im Drahtdurchmesser beeinflusst nicht nur die Übertragungsfähigkeit, sondern auch die Verarbeitungsstabilität und die Gesamtabmessungen des Kabelbündels und ist daher ein grundlegender Parameter, der in der Konstruktion besonders berücksichtigt werden muss.

 

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Zweite: Widerstand und Hochfrequenzverlust

2.1 Gleichstromwiderstand

Die Querschnittsfläche des dünnen Leiters ist kleiner, daher ist der Gleichstromwiderstand höher und der Spannungsabfall auch deutlicher; der Einfluss ist in der Stromquelle oder bei niedrigen Frequenzen ausgeprägter.

2.2 Hochfrequenzabnahme

Bei Anwendungen im GHz-Bereich führt das Skin-Effekt dazu, dass der Strom sich auf die Oberfläche des Leiters konzentriert, wodurch die effektive Übertragungsfläche der dünnen Leiter weiter reduziert wird und der Hochfrequenzverlust und die Absorption erheblich zunehmen. Die diagnostische Verluste des Isolationsmaterials werden im Hochfrequenzbereich ebenfalls den Übertragungsverlust weiter verstärken.

2.3 Übertragungsentfernung
Größere AWG können über längere Strecken geringere Verluste aufweisen, während feinere AWG für kurze Entfernungen, hohe Dichte und leistungsfähige Hochgeschwindigkeitsanwendungen besser geeignet sind.

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Drei, Impedanzkontrolle und Signalintegrität

Sehr dünne Koaxialbündel haben in der Regel eine Impedanz von 50Ω oder 45Ω. Mikroskopische geometrische Abweichungen wie der Durchmesser des Leiters, die Dicke des Mediums und die Abschirmungsstruktur beeinflussen die Impedanz-Konsistenz. Je dünner das AWG, desto größer ist der Anteil der geometrischen Toleranzen am Übertragungsgefüge, und die Impedanz neigt dazu, abzuweichen, was zu Reflexionen, Rückkopplungsverlusten und Degenerationen des Augendiagramms führt. Daher erfordern sehr dünne AWG bei Anwendung in schnellen, breitbandigen Verbindungen strengere Herstellungs- und Verarbeitungspräzision.

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Vier, Flexibilität und mechanische Haltbarkeit

Sehr dünne AWG (wie 40AWG und darunter) zeichnet sich durch eine hohe Flexibilität aus und ist geeignet für Szenarien mit häufigem Biegen und engem Raum, wie z.B. Kamera-Modul und Notebook-Drehgelenk. Allerdings wird die mechanische Lebensdauer durch dünnere Leitungen schneller beeinträchtigt, da die Leiter in einer langfristigen, wiederholten Biegung schneller ermüden und brechen. Im Vergleich dazu haben Kabelbündel mit größerem AWG eine höhere mechanische Festigkeit und sind langlebiger, verlieren jedoch an Flexibilität und sind nicht für hochdichte Bewegungsstrukturen geeignet.


 

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Fünf, Auswahl der AWG für verschiedene Anwendungsszenarien

5.1 Ultra-short-distance, high-density module interconnection

Im Innerbereich der Kamera-Module wird in der Regel AWG 40 oder dünnerer选用，um extreme Flexibilität und Leichtbau zu erreichen.

5.2 Mittelentfernungsgeschwindigkeitsübertragung

Für den Kabelbündel des Notebook-Displays ist eine Auswahl von AWG 36 bis 38 möglich, um zwischen Signalbandbreite, Verlustkontrolle und räumlichen Einschränkungen ein Gleichgewicht zu finden.

5.3 Langstrecken- oder hochleistungsfähige Leitungen

Nicht extrem dünne AWG verwenden, sondern eine breitere AWG oder eine größere Koaxialkabel 规格 wählen, um die Übertragungseffizienz zu verbessern und den Verlust zu verringern.

Verschiedene AWG-Durchmesser haben各自的优点， wenn es um schnelle Verbindungen geht. Dickerer AWG weist niedrigere Verluste und höhere mechanische Festigkeit auf und ist daher besser geeignet für den Langstrecken- und Hochleistungs-Transport; dünnerer AWG ist hingegen besser für kurze Strecken, engen Raum und flexible Verlegung geeignet, aber er hat höhere Hochfrequenzverluste und höhere Anforderungen an die Präzision der Verarbeitung und die Impedanzkonstanz. Ingenieure müssen bei der Auswahl die Frequenz, den Abstand, die Biegbedingungen, den räumlichen Aufbau und die Anforderungen an die Gesamtreliabilität berücksichtigen, um die beste Lösung für das Kabelbündel zu finden.

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