En los productos de alta tecnología modernos como los drones, las computadoras portátiles, los dispositivos portátiles y la electrónica médica, los cables coaxiales muy finos (Micro Coaxial Cable) se han convertido en un componente importante para la transmisión de señales de alta velocidad. Se distinguen por su pequeño tamaño, alta flexibilidad y excelentes propiedades eléctricas, y se utilizan ampliamente en sistemas compactos y densos en términos de señales. Sin embargo, muchos ingenieros suelen ignorar un detalle crucial durante el diseño o el uso: la desalineación de impedancia. Esta aparentemente pequeña desviación puede直接影响 la calidad de la señal y la estabilidad del sistema.
¿Qué es la impedancia de ajuste?
En resumen, la impedancia de adaptación es hacer que la impedancia del generador de señales, la línea de transmisión y la carga sean consistentes. Cuando las tres impedancias son iguales, la señal se transmite sin problemas sin producir reflexiones, manteniendo la integridad de la onda y la estabilidad del sistema.
Para los coaxiales extremadamente delgados, la impedancia de diseño común es de 50Ω o 75Ω, lo que depende del escenario de aplicación. Una vez que se desvía de este rango, pueden aparecer problemas como atenuación de la señal, distorsión de la onda, interferencia de acoplamiento, etc.
Segundo, los cinco impactos del desajuste de impedancia.
1. Reflexión de señales y distorsión de ondas
Cuando la impedancia no coincide, parte de la energía del señal se reflejará, formando ondas de distorsión cuando se superponga con la señal original. Esto no solo lleva a la distorsión de la señal, sino que también puede causar errores en los códigos de datos, afectando la estabilidad de la comunicación del sistema.
2. Atenuación del señal y reducción de la distancia de transmisión
La diferencia de impedancia causará una pérdida de energía del señal más intensa, y la intensidad de la señal se attenuará rápidamente a medida que se aleje. En aplicaciones de transmisión de alta velocidad, este fenómeno es especialmente obvio, lo que directamente acortará la distancia de comunicación efectiva.
Interferencia incrementada, interferencia agravada
En la disposición de alambres de alta densidad, la desalineación de impedancia amplificará la interferencia electromagnética (EMI) entre los alambres adyacentes, causando problemas de intermodulación, lo que a su vez afectará la transmisión de señales normales en otros canales.
La prueba de EMC es difícil de aprobar
La falta de compatibilidad de impedancia empeora la compatibilidad electromagnética (EMC) del sistema en su conjunto, haciendo que los dispositivos sean más propensos a superar los estándares de prueba de interferencia electromagnética (EMI), lo que no solo aumenta los costos de corrección, sino que también puede retrasar el ciclo de lanzamiento del producto.
5. Daño a la integridad de la señal de alta velocidad
En las interfaces de alta velocidad como MIPI, LVDS, USB 3.0, HDMI, entre otros, la desalineación de impedancia afecta significativamente la amplitud del diagrama de ojo, lo que provoca un aumento de la tasa de errores de codificación, afectando así la calidad de la imagen y la velocidad de transmisión.
¿Cómo evitar la desalineación de impedancia?
1. Utilice un cable coaxial de alta precisión fabricado con materiales de alta calidad
Los cables de alta calidad garantizan que la impedancia se mantenga dentro del rango ±5%，asegurando la consistencia de la transmisión desde la fuente.
Optimizar el diseño de impedancia del PCB y del conector
Planificar razonablemente el ancho de la línea de conexión, el número de capas de trazado y el modo de conexión para lograr la compatibilidad de impedancia a nivel de sistema.
3. Con la ayuda de equipos de detección profesionales
Mediante instrumentos como el TDR (Reflectómetro en Dominio de Tiempo) para detectar la consistencia de la impedancia del cable, descubrir y corregir desviaciones de manera oportuna.
4. Prestar atención al radio de curvatura del cableado
La curvatura excesiva o aguda puede causar cambios en la impedancia, afectando la integridad del señal, se debe seguir la norma del radio de curvatura mínimo.
Aunque el coaxial muy delgado tiene un volumen pequeño, su función en el sistema de señales de alta velocidad es crucial. La impedancia de acoplamiento no solo afecta la calidad de la señal, sino que también influencia el rendimiento EMC y la integridad de los datos del sistema en su conjunto. Por lo tanto, en todas las etapas de selección, disposición, procesamiento y prueba, se debe controlar estrictamente la impedancia de acoplamiento para asegurar que la transmisión del cable sea estable, eficiente y confiable.
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