Highspeed Teaser
Бела књига

Висока брзина без ризика

Биг Дата и сродне технологије захтевају све веће брзине преноса података. Истовремено, електронске компоненте не само да морају бити брже и паметније, већ и мање. То доводи до специфичних ризика у преносу података и, последично, нових изазова за технологију повезивања. На шта треба да обратите пажњу код конектора како бисте спречили међусобно ометање сигнала?
BILD 8a ohne EMV Schirm
Сл. 1: Електронске компоненте које делују и као пригушивачи и као извори интерференције у ограниченом простору.
Континуирана дигитализација у свим секторима – као што су Индустријски интернет ствари, Индустрија 4.0, паметне мреже и паметни домови – захтева пренос података велике брзине од сензора до облака. Међутим, ово се односи не само на сензоре, већ и на индустријске контролне системе и камерне системе, телекомуникације и серверске апликације: сигнали морају бити поуздано преносиви брзинама од 20 Gbit/s и више. Поред велике брзине, IIoT, Big Data и слично доносе још један тренд: електронске компоненте не само што морају да постану све брже и паметније, већ и све мање. Ова континуирана минијатуризација отежава програмерима пролазак обавезних EMC тестова које захтева европска директива. То је зато што електронске компоненте у оквиру склопа могу деловати и као синк и као извор сметњи, а близина осетљивих компоненти повећава ризик од међусобних сметњи.

Дефиниција електричног система возила: децентрализована архитектура заснована на доменима и зонама

HPC Bordnetze
Шематски приказ различитих архитектура електричних система возила
Традиционална децентрализована архитектура у аутомобилу састоји се од до 100 управљачких јединица, при чему је свакој јединици додељена специфична функција: управљање мотором, ваздушни јастуци, ABS/ESP, подешавање седишта, климатизација, … Свака управљачка јединица ради независно и комуницира са другим управљачким јединицама преко гејтвеја.  
Током последњих деценија, децентрализована архитектура је доживела значајан раст, при чему свака нова функција захтева додатну управљачку јединицу. Међутим, данас достиже своје границе: повећање функционалности значајно повећава трошкове уградње и ожичења у возилу.
У доменској архитектури, управљачке јединице су груписане у различите функционалне области. Сваки домен је одговоран за одређену област возила, као што су погонска група, инфотејнмент или безбедност. Укупну контролу домена спроводи самостално рачунарско средство високог перформанса (HPC). Оно координише контролне јединице у оквиру свог домена. За функционално подручје безбедности, то би укључивало, на пример, контролне јединице за системе за помоћ возачу, ABS/ESP и системе управљања.
У поређењу са децентрализованом архитектуром, смањен број инсталираних контролних јединица смањује обим ожичења и напор при инсталацији. Архитектура домена стога такође може ефикасно допринети смањењу трошкова и масе у поређењу са децентрализованом архитектуром. Поред тога, додатне функције могу бити ретроактивно интегрисане уз минималан напор.
У зоналној архитектури структура се не заснива на доменима, већ на локалним зонама. На пример, неколико функционалности је обједињено унутар једне зоне у возилу. Сходно томе, функције као што су погонски систем и инфотејнмент такође се могу комбиновати и обрађивати унутар једног контролера зоне. Различити контролери зона управљају се централним HPC-ом. Предност је очигледна: смањење броја управљачких јединица и њиховог кабловског система за до 50 одсто.

Захтеви за HPC и његове конекторе

Augendiagramm Colibri
Очни дијаграм омогућава процену квалитета сигнала дигиталног преноса података.
Захтеви које ово поставља пред HPC су значајни: пре свега, обрада сликовних података у инфотејнмент сектору или у камерним системима за аутономну вожњу захтева сигурну, брзу пренос података са ниском латенцијом. Истовремено, пренос сигнала не сме ни под којим околностима да прекине – његова поузданост мора бити загарантована у сваком тренутку.  

Високе перформансе, брза и, пре свега, поуздана пренос података – понекад и у неповољним условима окружења – представљају захтеве који се такође постављају пред коришћене конекторе.

"Читкивост" сигнала може се илустровати такозваним очним дијаграмом. Он показује да ли се пренети сигнал може недвосмислено доделити дигиталним стањима 1 или 0 у пријемнику.

У ту сврху, сигнал пролази кроз дефинисани преносни пут, током кога се снима, преклапа и приказује осцилоскопом. На овај начин све могуће облике таласа сигнала могу се преклапати један на други. У теорији, прелази између логичких стања су бесконачно стрми и линије сигнала се прецизно поклапају. Због спољних сметњи и унутрашњег опадања квалитета сигналних пара, пораст сигнала се изравнава и амплитуда се мења. То доводи до карактеристичног облика ока.
Colibri
Оптимизовани дизајн контаката компаније Colibri омогућава пренос података високог брзинског режима са малим губицима.
У центру дијаграма можете видети оно што је познато као маска ока. У овој области није могуће јасно идентификовати сигнал.

Два "eye" дијаграма илуструју ефекте дужине кабла и импедансе на примеру ept Colibri конектора у 16+ Gbit/s и 10 Gbit/s верзијама. Пример показује како је значајно побољшање интегритета сигнала постигнуто даљим развојем дизајна контаката (видети слику XX). Захваљујући краћој дужини кабла и импеданси од 100 Ω, око верзије Colibri 16+ Gbit/s формира се јасније него у претходној 10 Gbit/s верзији – сигнални парови се могу недвосмислено тумачити.
Burst geschirmt und ungeschirmt Screen
Сметање сигнала на оклоњеним (лево) и неоклоњеним (десно) конекторима
Пошто су високобрзински сигнали нарочито подложни електромагнетним сметњама, они захтевају посебну заштиту сигнала. Конектор може да делује и као извор сметњи и као пријемник. Из тог разлога се препоручује заштита сигнала коришћењем заштитне плоче како би се осетљиви сигнали заштитили од спољних сметњи.
Слика 4 показује да чак и мали електрични импулс може искривити корисни сигнал. Пријемник више не може јасно да интерпретира дигитална стања HDMI сигнала након само кратког импулса од 0,5 kV, док пренос сигнала преко заземљеног конектора остаје стабилан чак и при 4,4 kV.


Abbildung3
Конектори у нештитованим (лево) иštiтованим (десно) верзијама
Користећи индуктивност купљења LK као EMC параметар, конектор се може описати узимајући у обзир електричне услове у оба режима – извора и пријемника. За ту сврху се користи јединица Хенри. Ово важи и за имунитет и за емисије. Ако су индуковани напон (Uind), напон генератора (UGen) и константа генератора (kGen) познати, специфична максимална дозвољена индуктанса повезивања (L) за дато примена може се одредити помоћу следеће формуле:

LK = Uind / (UGen * kGen)

Индуктивна веза такође помаже кориснику да изабере одговарајући конектор у погледу електромагнетске компатибилности и да избегне скупо и дуготрајно испитивање методом покушаја и грешке у EMC лабораторији. Ево примера: за HDMI сигнал, за конкретан случај, одређена је максимална везна индуктанса од 47 пикохерија (pH) при напону од 4,4 kV. Ако вредност пређе ту границу, сигнал се више не може преносити без сметњи.
Међутим, не само електромагнетно сметање угрожава пренос високобрзинских сигнала. У аутомобилским апликацијама, конектори су нарочито изложени екстремним условима окружења као што су вибрације и удари. Да би се обезбедило да пренос сигнала остане непрекидан чак и у суровим условима, конектор мора бити изузетно робустан. У том погледу, дизајн контаката, систем контаката и технологија повезивања играју пресудну улогу.

Контактни систем као фактор утицаја

Doppelseitiger Federkontakt
Двострани пружински контакт без (лево) и са ударним оптерећењем (десно) – пречник бушења
Традиционални дводелни конектори имају контакт у облику оштрице и контакт са опругом. Међутим, у случају јаког удара, трака са лопатицама може се одвојити од траке са опругом. Да би се спречио такав губитак контакта, може се користити двострана трака са опругом која обезбеђује резервност и тиме поуздан контакт, јер друга опруга осигурава да се пренос сигнала у сваком тренутку одржава преко најмање једне контактне тачке (Сл. 5).
Schnitt Doppelkontakt
Пресек конектора Zero8 показује родно неутралан контактни систем.
Насупрот томе, конектори са такозваним "родно неутралним" контактним системом су још робуснији. Карактеристична особина овде је да су контактне геометрије упарених парова – прикључника и пријема – идентичне. Стога оба имају и опругу и лема. То значи да сваки пин контактирају две опруге, док су прикључник и пријемач међусобно закључани и не могу се раздвојити. Док двострана пружина-лента увек обезбеђује најмање једну контактну тачку под механичким оптерећењем, међусобно испреплетене геометрије у родно-неутралним контактним системима обезбеђују да се пренос сигнала увек одвија преко две контактне тачке. Овај висок ниво редундансности тиме омогућава максималну поузданост контакта (Сл. 5).
Meniskusbildung
Униформна формација менискуса око лемног споја
Технологија површинског монтирања (SMT) препоручује се као метод повезивања за стварање издржљиве везе између штампане плоче и конектора. Користећи лемну пасту, конектори се леме на одређена места за повезивање на штампаној плочи, позната као лемне тачке. Само у такозваној рефлоу пећи лем се топи и затим дозвољава да се стврдне. SMT омогућава успостављање стабилних веза између конектора и штампане плоче. Међутим, за то морају бити испуњени одређени критеријуми: прво, за лемну споју која је у складу са стандардом IPC-A-610, мора се одржати правилан однос између лемне куглице, лемне плочице и лемне пасте. Само на овај начин може бити успостављена висококвалитетна веза која омогућава повезивање у складу са IPC класом 3 и стога је погодна за употребу у високопродуктивној електроници. У оквиру ове класе, кварови у преносу сигнала морају бити искључени у сваком тренутку. Оптимални лемни спој препознаје се по формирању једноличног менискуса. Контакт мора бити потпуно окружен лемним менискусом како би се постигле најбоље прихватне силе на штампаној плочи. (Сл. 9).
Копланарност контактних плочица је од суштинске важности за одличну везу; то је предмет 100% аутоматизоване инспекције током производног процеса.

Закључак

Bewerbungsprozess Icons 2000x1457px Gluehbirne FREI
Тренутни развој у аутомобилској индустрији непрестано поставља нове захтеве пред конекторе који се користе у возилима. На први поглед чини се да улога ових конектора губи на значају због смањеног броја управљачких јединица. Међутим, при ближем прегледу постаје јасно да њихова улога заправо постаје све важнија управо због овог померања ка централизованој обради података коришћењем HPC: поузданост у преносу сигнала никада није била важнија него данас.

Ваша порука је послата.

Хвала вам на интересовању – ваш упит ћемо обрадити што пре.

Контакт формулар

Поља означена звездицом су обавезна.

Лични подаци

Повући

Ваша порука

Занима ме

Информациони материјал

Заштита података

Можете погледати нашу политику приватности овде.

Хвала вам

пуно!
Ускоро ћемо вас контактирати да бисмо разговарали о вашим захтевима. Припремићемо и послати вам детаљан извештај о карактеристикама високог брзинског преноса, као и S-параметре за симулацију вашег сопственог дизајна.

Затражите спецификације за велике брзине и S-параметре за симулацију вашег сопственог дизајна.

Поља означена звездицом су обавезна.
Можете погледати нашу политику приватности овде.

Хвала вам пуно на интересовању

Овде можете преузети белу књигу:

Преузмите белу књигу

Пре него што преузмете белу књигу, молимо вас да попуните следећа поља. Хвала вам.

Поља означена звездицом су обавезна.

Лични подаци

Да ли бисте желели да нам пошаљете додатне информације?

Занима ме

Заштита података

Можете погледати нашу политику приватности овде.

Хвала вам пуно на вашем упиту.

Прегледаћемо ваше захтеве и јавити вам се што пре.

Затражите понуду за прилагођене конекторе

Поља означена звездицом су обавезна; молимо вас да их попуните.

Лице за контакт

Ваш захтев

Нетачан формат датотеке! Молимо изаберите PDF или JPG датотеку.
Можете погледати нашу политику приватности овде.

Хвала вам пуно на вашем упиту.

Прегледаћемо ваше захтеве и јавити вам се што пре.

Ваши захтеви за потребни конектор

Поља означена звездицом су обавезна; молимо вас да их попуните.

Лице за контакт

Ваш захтев

Нетачан формат датотеке! Молимо изаберите PDF или JPG датотеку.
Можете погледати нашу политику приватности овде.