Por que no sistema de alta velocidade, os cabos coaxiais extremamente finos devem ser estritamente iguais em comprimento?

Em sistemas de transmissão de sinais de alta velocidade, os cabos coaxiais extremamente finos (Micro Coaxial Cable) são amplamente utilizados devido à sua excelente capacidade de blindagem, controle estável de impedância e baixa interferência cruzada, especialmente em dispositivos de IA, módulos de câmera, terminais de AR/VR e diversas linhas de dados de alta velocidade. No entanto, em projetos reais, muitos problemas de链条 de alta velocidade não surgem devido aos chips ou protocolos em si, mas sim devido aos detalhes de controle no nível do fio, onde a consistência da comprimento do fio é a factor mais facilmente negligenciado, mas com um impacto enorme. Em cenários de transmissão paralela de alta velocidade e multi-kanal, até mesmo as diferenças mínimas no comprimento do fio podem ser amplificadas para se tornar problemas de sinais de nível de sistema.

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Um, problema de desvio de seqüência causado por comprimentos de linha inconsistentes.

A velocidade de propagação de sinais em cabos coaxiais extremamente finos é geralmente de aproximadamente 70% a 80% da velocidade da luz, o que significa que os sinais são extremamente sensíveis às variações de comprimento físico. Em interfaces paralelas com múltiplos canais, se houver diferenças no comprimento das linhas entre os canais, será introduzida uma atraso de propagação não consistente (Skew). Quando a taxa de transferência atinge alguns Gbps até mais alta, mesmo uma diferença de apenas alguns milímetros pode causar uma variação de atraso de picosegundos, o que pode destruir a alinhamento temporal dos dados no ponto de recebimento. Esse problema é particularmente comum em módulos de câmera, sistemas de coleta de dados de IA, manifestando-se como deslocamento de quadros, agitação de dados ou perda intermitente de pacotes, e geralmente é difícil de ser detectado no início.

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Dois, desequilíbrio de sinais de diferença e diminuição da capacidade de resistência a interferências

Em sistemas de diferença de alta velocidade como MIPI, LVDS e SerDes, os cabos coaxiais finos são geralmente usados em pares, com o objetivo de melhorar a resistência a interferências através de uma simetria elétrica rigorosa. No entanto, quando a comprimento dos dois cabos não é consistente, os sinais de diferença não podem manter a fase e amplitude ideais de correspondência, convertindo parte da energia de diferença em ruído comum. Isso não só enfraquece a capacidade de supressão de interferências do sistema, mas também aumenta o nível de radiação eletromagnética própria, resultando em piora dos índices de EMI. A nível de sistema inteiro, este problema geralmente se manifesta diretamente em dificuldades aumentadas em testes de EMC, até mesmo exigindo a reedição de cabos ou designs de estrutura.

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Terceiro, discontínuidade de impediência e superposição de reflexão de sinais

A coaxial cable with extremely fine usually takes 50Ω or 45Ω as the target characteristic impedance to ensure the smooth transmission of high-speed signals. However, in systems with multi-segment cables or multiple interface connections, if the cable lengths are not consistent, there are often hidden impedance discontinuities at connectors, transition areas, or bends. When high-speed signals pass through these locations, reflected signals will superpose with the main signal, causing echo noise and cumulative jitter, which ultimately manifests as eye diagram shrinkage, increased jitter, and rising error rate. Compared to single link problems, this kind of reflection often has randomness, making system debugging more difficult.

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A consistência de comprimento de fios coaxiais extremamente finos não é uma otimização adicional, mas sim uma condição básica para a estabilidade do sistema de sinais de alta velocidade. Desde a planejamento da rota de cablagem no estágio de design inicial, até o controle das tolerâncias de comprimento no processo de fabricação do cabo, e na gestão da consistência do percurso no estágio de montagem, a match e consistência devem ser princípios centrais. Apenas quando se controla fisicamente o atraso, a impedância e a simetria, é possível verdadeiramente explorar o desempenho vantajoso das linhas coaxiais extremamente finas em aplicações de alta velocidade e baixa interferência.

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