極細同軸線束が信号減衰を引き起こす理由とは何か？詳細な解析と改善方向

極細同軸線束は、スマート端末や高速電子機器の内部での高速信号伝送に広く用いられています。例えば、ラップトップのThunderboltインターフェース、携帯電話やタブレットのMIPIカメラとディスプレイモジュール、AI加速カード、VR/ARデバイス、車載ミリ波レーダーモジュールなどです。デバイスがますます高い帯域幅、小さなボディサイズに進化するにつれて、この種の線束は小さなサイズ、高い帯域幅、そして高い安定性を同時に満たす必要があります。しかし、信号は極細同軸線束の中で避けられないように減衰が生じ、適切に制御されないと、信号の完全性が低下し、誤り率が増加し、全体の安定性に影響を与える可能性があります。以下では、減衰の原因と解決策の二つの方向から説明します。


 

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信号衰减の主な原因

1.1 電導損耗

信号が高周波状態にある場合、皮膚効果により、電流は導体の表面に集中し、中心の導体の有効な伝播面積が減少し、抵抗が上昇します。また、導体材料の純度が低い場合や表面が粗い場合でも、エネルギー損失がさらに増大します。

1.2 メディア損耗

媒体材質の損耗正接が高いほど、信号が熱エネルギーに変換される割合が大きくなります。極細同軸線束で使用される媒体層が非常に薄いため、材料が吸湿性や安定性に欠けると、周波数が高い伝送での損耗が顕著になります。

1.3 阻抗不匹配と反射

高速インターフェース、例えばMIPI、USB4、PCIeなどは正確な50Ωまたは90Ωの差分インピーダンスを要求します。線束とコネクタ、またはPCB間のインピーダンスが一致しないと、信号の反射、 standing waveの増大、そして損耗が引き起こされます。微小な構造の誤差、曲げ、焊接不良などが、インピーダンスが設計値から逸脱させる可能性があります。

機械的要因と環境的要因

過度に曲げたり圧迫したりすることで、同軸線の幾何構造が変わり、設計抵抗が損なわれることがあります。温度と湿度の変化も、媒体材料の性能が変動し、伝送特性が変化したり悪化したりすることがあります。

1.5 ノイズと交叉干渉の抑制

屏蔽層の密度が十分でない場合や接地が理想的でないと、外からの電磁干渉が線束に容易に入ることがあります。また、モジュール内で線束が密集に布かれた場合、隣の線束間で干渉が発生し、信号の質が低下することがあります。

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二、解決策と最適化の思考

2.1 材料と構造の最適化

高純度の銅または镀銀導体を選択して導体損耗を減らし、PTFE、FEP、泡構造などの低損耗介质を使用して介质損耗を軽減し、屏蔽率を向上させ、干渉抵抗能力を高める。

2.2 阻抗制御および接続技術の最適化

導体直径、媒体厚み、同心度を厳重に管理し、インピーダンスの安定性を確保します；精密なコネクタを使用し、接続部の圧着や溶接方法を最適化し、明確なインピーダンスの変動を避けます。

2.3 使用プロセスの規範化

鋭角曲げを避け、最小曲がり半径を守り、配線の間隔を適切に保ち、交叉干渉を減らします。長距離または高帯域幅のリンクでは、均衡器や重定時器を追加して信号の減衰を補償します。

2.4 システムレベルの設計と連携

信号インテグリティシミュレーションを早期の設計段階で行い、損耗リスクを事前に評価します。誤码率テストや眼図分析などにより、リンクの性能を確認し、実際の使用での伝送品質を確保します。

極細同軸線束は高速設備内部の重要な信号経路として、その損耗状況はシステムの帯域幅能力と全体の安定性に直接影響を与えます。材料構造、インピーダンス制御、シールド方法、使用規範およびシステムレベルの検証など、これらの面で継続的に最適化することで、損耗を低減し伝送品質を向上させることができます。高性能、高信頼性の製品を追求する場合、線束信号の品質最適化は非常に重要です。

私は【蘇州慧成元電子科技有限公司】，長期専念於高速信号ラインバンドと極細同軸ラインバンドのデザインとカスタマイズ、お客様に信頼性の高い高速接続ソリューションを提供しております。技術サポートやカスタマイズのご要望があれば、尹經理までお問い合わせください：18913280527（ラインでも同号）。