Muy delgada banda coaxial VS FPC: ¿quién es la elección preferida para la transmisión de señales de alta velocidad?

En la tendencia actual de los dispositivos electrónicos de buscar ligereza y alta performance, cómo lograr la transmisión de señales rápida y estable en un espacio limitado se ha convertido en un desafío importante para los ingenieros de diseño. Aunque el FPC (flexible printed circuit) se aplica ampliamente, en muchos dispositivos de alta gama, los fabricantes prefieren elegir el cable coaxial ultrafino (micro coaxial cable). ¿Qué razones hacen que este cable micro en la transmisión de alta velocidad sobresalga?

Primera sección, contexto de aplicación
Con la popularización de los teléfonos plegables, las laptops delgadas, los dispositivos AR/VR y otros nuevos productos electrónicos, la velocidad de transmisión de datos sigue aumentando, y más de 10Gbps se ha convertido en la norma. En este tipo de entornos de alta velocidad, la industria generalmente utiliza dos soluciones de conexión interna:
Es el FPC (placa de circuito flexible), sus ventajas son el costo bajo y el cableado conveniente, pero su capacidad de resistencia a la interferencia en entornos de alta frecuencia es limitada.
Segundo, el cable coaxial extremadamente fino, diseñado específicamente para canales de señales de alta velocidad, se utiliza a menudo para la conexión entre el módulo de pantalla y la placa base. Muchos fabricantes finalmente optaron por la última opción, y la razón principal radica en que el cable coaxial extremadamente fino tiene un mejor rendimiento en la supresión de interferencias de señales y el control de la integridad de las señales.

Segundo, la ventaja de resistencia a interferencias de los haces coaxiales muy delgados.
Primero, tiene una estructura de blindaje completo. Cada hilo de señal está envuelto por una capa aislante y una capa de tejido metálico, formando una cavidad de blindaje independiente, lo que es equivalente a vestir a cada línea con "armadura protectora". Este diseño puede aislar eficazmente las interferencias electromagnéticas externas, al mismo tiempo que previene la interferencia entre las señales. Mientras tanto, el FPC solo se protege con una cubierta superficial, prácticamente no tiene capacidad de blindaje electromagnético real.
En segundo lugar, el control de impedancia de los cables coaxiales extremadamente finos es más estable. En interfaces de alta velocidad como USB4, MIPI DSI, eDP, la consistencia de la impedancia determina directamente la integridad del señal. Al controlar de manera precisa el espacio entre el conductor y la capa de blindaje, los cables coaxiales extremadamente finos pueden mantener la impedancia en el rango de 40 a 50 Ω, reduciendo así el riesgo de reflexión y vibración; por comparación, el FPC está afectado por errores de material y proceso durante el proceso de fabricación, lo que resulta en una fluctuación de impedancia significativa.
Una vez más, se adapta a entornos dinámicos de curvatura. Las aplicaciones de escenarios como los铰链 de plegable, los eje de portátil, y las gafas de realidad virtual, tienen un espacio extremadamente compacto. El diámetro del conjunto coaxial extremadamente fino generalmente es de solo 0.3mm a 0.5mm, con excelente flexibilidad, incluso después de múltiples doblajes, puede mantener una excelente capacidad eléctrica. El FPC es susceptible a la aparición de fisuras o deterioro de las propiedades después de muchos doblajes.
Finalmente, la tasa de datos es compatible con más. Actualmente, el cable coaxial micro de alta gama puede soportar fácilmente 10 Gbps e incluso tasas de transferencia más altas, se utiliza ampliamente en interfaces de video y datos, mientras que el FPC tiene problemas de atenuación de señal y amplificación de interferencias en transmisiones superiores a 5 Gbps.
Tres, valor y limitaciones de FPC
FPC realmente sigue teniendo ventajas en el campo de las señales de baja velocidad, como la estructura delgada, el costo bajo y la libertad de cableado, por lo que sigue siendo ampliamente utilizado en escenarios no de alta velocidad como las señales de control y las líneas táctiles. Pero en entornos de alta frecuencia y alta velocidad, su capacidad de resistencia a la interferencia electromagnética y la integridad de la señal son insuficientes, lo que también es la razón clave por la que los dispositivos de alta gama se han inclinado por la fibra óptica de cables coaxiales muy delgados.

El cable coaxial extremadamente fino no es simplemente un material "delgado", sino también una solución sistemática para la transmisión de señales de alta velocidad. Gracias a su pantalla independiente, control de impedancia preciso y estructura altamente flexible, eficazmente compensa la deficiencia de resistencia a las interferencias del FPC en la transmisión de alta velocidad. En el futuro, con la continua tendencia al crecimiento de las interfaces de alta velocidad y las aplicaciones de señales de alta frecuencia, el cable coaxial extremadamente fino continuará siendo la solución principal para las conexiones internas de los dispositivos electrónicos.
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