Микрокабел RG-174: за пигтейли и печатни платки

Проектирането на компактни безжични устройства изисква внимателен подбор при насочване на високочестотни сигнали през тесни пространства. Когато електронните корпуси стават по-малки, традиционните дебели коаксиални кабели стават невъзможни за огъване около вътрешните батерийни пакети, лента-кабелите на дисплеите и печатните платки. Коаксиалният кабел RG174 осигурява идеално съчетание от нисък профил, изключителна гъвкавост и стабилно 50-омово импедансно съпротивление, което го прави предпочитано решение за къси вътрешни ВЧ-свързващи линии.

Разбирането на механичните ограничения, електрическите криви на затихване и най-добрите практики за завършване на коаксиалния кабел RG174 позволява на екипите за хардуерно проектиране да запазят цялостта на сигнала, без да увеличават формата на устройството. От носимите IoT-следящи устройства до комерсиалните точки за достъп до Wi-Fi, използването на висококачествена PCB-коаксиална кабелна сглобка предотвратява неочаквани спадове в бюджета на връзката.

Механична конструкция и електрически показатели

Оценката на всяко приложение на кабел RG174 започва с изследване на неговите физически слоеве. Коаксиалният кабел RG174 има външен диаметър на обвивката около 0,110 инча (2,8 мм), което му позволява да се огъва по тесни радиуси, където по-големите кабели биха се огънали или напукали.

• Конструкторско проектиране на проводниците : Централният проводник е изработен от медно покрита стоманена жица със седем нишки и диаметър около 0,019 инча. Конструкцията с нишки подобрява устойчивостта към умора, което позволява многократно огъване по време на поддръжка на устройството, без да се прекъснат вътрешните медни нишки.
• Диелектричен слой : Твърд полиетиленов диелектрик заобикаля централния проводник и осигурява равномерно геометрично разстояние, за да гарантира постоянен характеристичен импеданс от 50 ома.
• Покритие на екранирането : Плътно оплетена с лутена медна оплитаща защита с покритие 95 % предпазва вътрешните сигнали от външни електромагнитни смущения (EMI) и в същото време предотвратява изтичане на високочестотни сигнали към съседни трасета на платки.
• Защита на външната обвивка : Издръжлива PVC обвивка предпазва вътрешните слоеве от влага, абразия и механично напрежение по време на монтаж и трасиране.

Тъй като коаксиалният кабел RG174 има тънък диелектрик, нивата на затихване нарастват по-бързо с увеличаването на честотата в сравнение с по-дебелите коаксиални кабели. При 100 MHz загубата е приблизително 5,5 dB на 100 фута. При 400 MHz затихването нараства до 13,5 dB на 100 фута и достига почти 22 dB на 100 фута при 1 GHz. Въпреки че тези стойности за загуба изглеждат високи при дълги кабелни трасета, типичните приложения с микрокоаксиални пигтейли използват кратки дължини между 2 и 12 инча. При скок от 6 инча общата загуба при вмъкване остава под 0,2 dB при 900 MHz, което прави този кабел ефективен избор за вътрешни връзки между платка и шаси.

Оценка на кабелните опции: RG174 срещу RG59U

Изборът на подходяща предавателна линия изисква съгласуване на размерите и електрическите параметри на кабела с изискванията на системата. Сравнението между 50-омовия коаксиален кабел RG174 и 75-омовия коаксиален кабел RG59U подчертава защо съгласуването на импеданса е съществено при избора на коаксиални кабели за печатни платки.

Замяната на коаксиален кабел тип RG 59 U в стандартна 50-омова ВЧ верига предизвиква значителни прекъсвания на импеданса. Полученото несъответствие увеличава коефициента на стояща вълна по напрежение (VSWR), което поражда отражения на сигнала, намалява далечината на безжичната връзка и губи мощността на предавателя. Освен това по-голямият диаметър от 0,242 инча на коаксиалния кабел тип RG 59 U прави неговото използване неподходящо за тесни микрокоаксиални скокове вътре в компактни корпуси на устройства.

Проектиране на микрокоаксиални скокове за малки корпуси

Микрокоаксиалният скок действа като промеждутъчен мост, свързващ малки RF конектори, монтирани върху печатни платки, с издръжливи външни конектори за монтиране на стената на корпуса. Често срещани конфигурации комбинират ултра-миниатюрни конектори U.FL или IPEX от едната страна с панелни конектори SMA, MCX или MMCX от другата.

В конструкцията на преносими IoT устройства пространството между основната платка и външния корпус често е ограничено до няколко милиметра. Използването на гъвкав коаксиален кабел RG174 за кратък микрокоаксиален пигтейл позволява на техниците да насочват сигнальните пътища през тесни канали около екраниращи капаци и батерийни отсеки. Гъвкавият жилен сърдечник издържа остри радиуси на огъване, без да оказва излишно механично напрежение върху крехките повърхностно монтирани U.FL гнезда.

Конструкция на прехода за PCB и заземяване на екранирането

Свързването на коаксиален кабел RG174 директно към платка изисква прецизна геометрия на стартиране, за да се избегне паразитна индуктивност и върхове на загуба при отражение.

• Държете неекранираните изводи къси : Отстраняването на външната обвивка и плетения екраниращ слой разкрива централния проводник. Поддържането на дължината на разкрития централен извод под 1,5 мм минимизира нежеланата серийна индуктивност при по-високи честоти.
• Осигурете надеждно заземяване : Заземете плетения екраниращ слой от лудирана мед директно към земната равнина на PCB от двете страни на сигналината следа, като използвате широки лудиране площадки.
• Използвайте специализирани конектори : Когато директното запояване е непрактично, краен монтаж SMA, повърхностно монтиране MCX или щракващи U.FL гнезда, проектирани за интерфейси на коаксиални кабели с печатни платки, осигуряват последователни преходи на импеданс.

Качество на производството и гаранция за сглобяването

Дългосрочната надеждност при всяко приложение на RG174 зависи от точни техники за завършване. Тъй като проводниците в микрокоаксиалния пигтейл са тънки, ръчното опресване често води до променлива дълбочина на контактните пинове, плъзгане на оплетката или прекъсващ контакт при физическа вибрация. Автоматизираното опресващо оборудване с калибрирани височини на матриците гарантира последователно механично задържане и ниски загуби при вкарване в рамките на производствените серии.

Производители на прецизни коаксиални кабели като WORLDPEAK подпомагат глобалните производители на хардуер с персонализирани коаксиални кабелни сглобки RG174 и проекти за микрокоаксиални пигтейли. Чрез напълно автоматизирани инсталации за стрипване на кабели, прецизно опресване и тестване с векторен анализатор на мрежи (VNA), WORLDPEAK доставя персонализирани коаксиални кабелни сглобки за печатни платки, изработени според точни изисквания за дължина, конектори и екраниране. Всяка сглобка минава през 100-процентова проверка на непрекъснатостта и на коефициента на стояща вълна (VSWR) преди изпращане, за да се гарантира надеждна безжична производителност за IoT, телекомуникации и индустриална електроника по целия свят.