Guia de Design de Fios Axiais de Alta Velocidade e Fino: Match de Impedância e Integridade de Sinal

Em o design de transmissão de sinais de alta velocidade, o cabo coaxial extremamente fino (Micro Coaxial Cable) é amplamente aplicado devido à sua excelente capacidade de blindagem e consistência de impedância, em módulos de câmera, módulos de exibição, comunicação 5G e sistemas de interconexão de alta velocidade. No entanto, a não-conformidade de impedância é um risco latente que muitas vezes é ignorado nessa aplicação. Ela não só afeta a integridade do sinal, mas também pode causar anomalias na comunicação do sistema ou mesmo falhas.
Este artigo será analisado em três aspectos: as consequências, as causas e as estratégias de solução da falta de match de impedância, ajudando os engenheiros a melhorar a confiabilidade do design de cabos de alta velocidade.

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Primeira parte: As principais consequências da mismatch de impedância

A não-continuidade de impedância pode ter vários efeitos em sinais de alta velocidade. Primeiro, a reflexão de sinais e o fechamento do gráfico de olho podem causar distorção de onda, especialmente em interfaces de alta velocidade como MIPI D-PHY, LVDS, USB 3.x e DisplayPort. Em segundo lugar, a não-conformidade de impedância pode agravar problemas de EMI/EMC, amplificando a interferência comum e a interferência de cross-talk em cabos multi-fios, afetando a compatibilidade eletromagnética do sistema. Por fim, ela também pode causar atraso na transmissão e atenuação de amplitude, making the arrival time of the signal inconsistent (skew), which may lead to flickering of the screen or misframing of images, especially in high-speed camera or display applications.

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Dois, as causas comuns de descompasso de impedância

A desmatch de impedância geralmente surge nas etapas de design e montagem. Primeiro, um design inadequado da estrutura coaxial, como a diâmetra do condutor, a espessura do meio de transmissão ou a densidade do revestimento, pode alterar diretamente a impedância característica. Em segundo lugar, erros de processamento e montagem, como pressoflexão, soldagem ou desbaste excessivo, também podem danificar a consistência geométrica. Em terceiro lugar, a seleção inadequada de conectores, alguns conectores microscópicos (como a série Hirose, I-PEX) têm requisitos elevados de tolerância de impedância. Finalmente, deficiências no design da rede de ajuste do PCB, como resistências terminais imprecisas ou transições de traçado inadequadas, também podem causar a não continuidade da impedância geral.

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Três, estratégias eficazes de match de impedância

Para resolver a má correspondência de impedância, é necessário otimizar todo o processo, desde o design até o teste. Primeiro, mantenha a consistência da estrutura do cabo, controle rigorosamente o tamanho dos condutores, do material dielétrico e do revestimento de vedação, e verifique a continuidade do impedância no estágio de amostra através de teste TDR. Em seguida, escolha conectores de alta precisão, otimize o comprimento de conexão e a profundidade de pressão, e, se necessário, utilize a estrutura de soldagem em estágios. Em seguida, no lado do PCB, controle a largura das faixas, a espessura do material dielétrico e o espaçamento diferencial para alcançar a impedância consistente com o cabo, e adicione resistências de matchamento de terminais. Por fim, através de blindagem em camadas múltiplas,接地360°e verificação de teste em fechamento, reduza a interferência comum e garanta a integridade do sinal.

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A compatibilidade de impedância é um critério crucial para a transmissão de alta velocidade de cabos coaxiais extremamente finos. Através do controle da estrutura, da otimização de conectores e terminais, do design de PCB de compatibilidade e da verificação de todo o processo, os engenheiros podem evitar eficazmente a distorção de sinais e problemas de EMI, garantindo a confiabilidade e a estabilidade do sistema de interconexão de alta velocidade desde a fonte, fornecendo uma margem de segurança suficiente para a produção em massa do produto.

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