Design considerations for ultra-fine coaxial cable assemblies with impedance matching

In high-speed signal transmission systems, extremely thin coaxial cables (Micro Coaxial Cable) have become a common internal interconnection method for high-speed interfaces (such as MIPI, LVDS, PCIe, USB4, etc.) due to their small size, high density, and low crosstalk characteristics. However, during the design phase, many engineers tend to overlook the impedance matching issue between the connector and the cable. Slight structural discontinuities can lead to signal reflections, frequency response distortion, and even affect system stability.

Dieser Artikel wird sich von den Prinzipien der Impedanzanpassung, den Herausforderungen bei extrem dünnen koaxialen Strängen und den wichtigsten Designaspekten der Steckeranpassung aus analysieren, wie die Integrität von Hochgeschwindigkeitssignalen gewährleistet werden kann.

Impedanzabstimmung: Kernes Prinzip

Die Essenz der Impedanzanpassung besteht darin, dass das Signal in der Übertragungsroute ein "kontinuierliches" elektrisches Umfeld sieht. Ideale Koaxialkabel haben eine feste spezifische Impedanz (normalerweise 100 Ω oder 90 Ω Differenzimpedanz), die durch den Abstand zwischen den Innen- und Außenleitern, die Permittivität des Mediums und die Abmessungen der Leitern gemeinsam bestimmt wird. Wenn sich die geometrische Struktur am Schnittstelle ändert, z.B. im Übergangsbereich des Steckers, bei plötzlichen Änderungen der Dicken der Dielen oder bei einer unvollständigen Abschirmung, verändert sich die Verteilung des elektromagnetischen Feldes des Signals und es entsteht Reflexion. Das Designziel ist es sicherzustellen, dass das Signal vom Kabel in den Stecker und dann in die Platine eintritt, immer in einer impedanzkontinuierlichen Umgebung ist, um die Integrität des Signals und die Stabilität des Systems zu erhalten.

Zweiteilige extrem dünne Koaxialbündel: Besondere Herausforderungen

Die mikroskopische Struktur extrem dünner Koaxialkabelbündel stellt eine hohe Herausforderung für die Impedanzkontrolle dar. Der Durchmesser des Zentralleiters beträgt in der Regel nur 0,1 mm, der Außendurchmesser ist etwa 1 mm oder noch dünner, und jede geringfügige Fehler kann in eine erhebliche elektrische Unvollständigkeit verstärkt werden: Geometrische Toleranzen wie der Versatz des Leiters, Änderungen der Isolationsdicke oder eine ungleichmäßige Abschirmung beeinflussen die Impedanz; eine schlechte Medienstabilität kann zu lokalen Impedanzschwankungen führen; Biegungen oder Montagefehler können leicht zu plötzlichen Impedanzänderungen führen; die parasitäre Kapazität und Induktivität im Stecker dürfen ebenfalls nicht vernachlässigt werden. Diese Faktoren machen die Impedanzanpassung extrem dünner Koaxialkabel härter als diejenige von gewöhnlichen Kabeln.

Drei, Designpunkte für die Auswahl von Steckverbindern

Um die Impedanzkontinuität zu gewährleisten, muss bei der Konstruktion besonderes Augenmerk auf folgende Aspekte gelegt werden:

Wählen Sie einen Mikrostecker, der mit dem Kabel übereinstimmt und stellen Sie sicher, dass die internen Leiterverhältnisse und die Abschirmung kontinuierlich sind.

Entwickeln Sie eine glatte Impedanzübergangsstruktur, um geometrische Plötzlichkeiten zu vermeiden und Reflektionen durch Übergangsabschnitte oder Gradationsstrukturen zu reduzieren.

3. Halten Sie die Abschirmkontinuität aufrecht, lassen Sie den Steckerkörper und den Abschirmungsstreifen des Kabels gut接地, um Leckagen und Gemeinschaftsgeräusche zu verhindern.

4. Kontrollieren Sie den Kontaktabstand und verkürzen Sie den Signalpfad, um die zusätzliche Pinlänge zu reduzieren.

Genau die Fertigungstoleranzen steuern, um sicherzustellen, dass die Axialverschiebung des Leiters, die Dicke der Isolationsstücke und der Pressstellen den Anforderungen entsprechen.

6. Berücksichtigen Sie die Faktoren von Temperatur und Spannung, lassen Sie in Mikrostrukturen mechanische Spannungsabsorptionsstrukturen zurück.

Darüber hinaus sind die Endverbindungstechnik, die Biegekontrolle, die Abschirmverbindung zuverlässigkeit sowie die TDR- und S-Parameter-Verifikation wichtige Aspekte zur Sicherstellung der Übereinstimmungseffektivität.

Bei der Hochgeschwindigkeits-Interkonnektion ist die Impedanzanpassung nicht nur eine theoretische Anforderung, sondern auch ein entscheidender Maßstab für die Systemleistung. Bei extrem dünnen Koaxialkabelbündeln haben die Strukturgenauigkeit der Stecker, die Abschirmkontinuität und die Montage工艺 direkt Einfluss auf die Signalintegrität und die Systemstabilität. Nur durch eine rationale Auswahl der Stecker,过渡设计、Abschirmung und strenge Prozesskontrolle kann eine schnelle und zuverlässige Signalübertragung erreicht werden.

Ich bin.[Suzhou Huichengyuan Electronic Technology]Langfristige Konzentration auf die Design und Anpassung von Hochgeschwindigkeits-Kabelbündeln und extrem dünnen Koaxialkabelbündeln, bestrebt, den Kunden stabile und zuverlässige Hochgeschwindigkeits-Interconnect-Lösungen zu bieten. Bei technischer Unterstützung oder Auswahlberatung herzlich willkommen, Kontaktieren Sie bitte Manager Yin:18913280527（WeChat same number）。