以阻抗精度，護(hù)航智駕未來

在汽車智能化的浪潮中，線束產(chǎn)品扮演著至關(guān)重要的角色。羅森伯格提供的線束解決方案，廣泛應(yīng)用于電動(dòng)后備箱、車燈、信息娛樂系統(tǒng)、攝像頭等多個(gè)汽車關(guān)鍵部位。線束產(chǎn)品支持CAN、LVDS、USB、MOST、Ethernet等多種通信協(xié)議，為汽車的智能化提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

隨著智能駕駛領(lǐng)域的發(fā)展，在汽車高速數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，越來越多的傳輸需求如5G天線，GPS定位導(dǎo)航，V2X遠(yuǎn)程通信，激光雷達(dá)，毫米波雷達(dá)以及ADAS等等對(duì)車載數(shù)據(jù)傳輸速率、穩(wěn)定性的要求越來越高，因此。羅森伯格有著對(duì)于汽車高頻線束特性阻抗的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)和精準(zhǔn)管控！今天我們就來探討一下汽車高頻線束電學(xué)性能之特性阻抗。

01 什么是特性阻抗？為什么它如此重要

在談特性阻抗之前，我們要知道，電信號(hào)的傳輸，并非一下子從發(fā)射端傳播到接收端的，而是像汽車從起點(diǎn)開到終點(diǎn)一樣，是一步一步向前走的，電磁場(chǎng)的建立也是需要一個(gè)過程的。顯然，電信號(hào)的穩(wěn)定傳輸取決于這個(gè)“路面”是否平穩(wěn)、光滑。而決定“平穩(wěn)”的兩大指標(biāo)分別是電容參數(shù)與電感參數(shù)，這里我們引入以下兩個(gè)變量：

C L 單位長(zhǎng)度電容 單位長(zhǎng)度電感

信號(hào)每走一步都會(huì)遇到C和L，此時(shí)的特性阻抗定義為

在實(shí)際應(yīng)用中，傳輸線的電阻部分，即耗散能量的部分往往可以忽略不計(jì)，即上式中的R和G為0，近似為無損傳輸線。對(duì)于無損傳輸線，阻抗表達(dá)式可以表示為：

因此，為了讓電信號(hào)在線束中盡量均勻傳播，降低反射，就需要對(duì)特性阻抗進(jìn)行精確控制。

由上面介紹可以知道，特性阻抗的概念是基于兩個(gè)及以上的導(dǎo)體，因此需要有良好且完整的參考平面作為回流路徑，我們要避免參考平面被割裂出現(xiàn)跨分割，這可能會(huì)導(dǎo)致阻抗不連續(xù)，出現(xiàn)反射。

這就好比是在路上駕駛汽車，路面越平，開得越穩(wěn)；如果路面坑坑洼洼，就會(huì)很顛簸，速度就會(huì)降低；所以對(duì)于高速信號(hào)，良好的阻抗控制至關(guān)重要。

02 高頻線束阻抗測(cè)試的三大方法

汽車高頻線束在研發(fā)、設(shè)計(jì)驗(yàn)證、生產(chǎn)測(cè)試、品質(zhì)管理等應(yīng)用場(chǎng)景，都需要對(duì)產(chǎn)品的特性阻抗進(jìn)行測(cè)試，因此，一套快速、準(zhǔn)確、標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方案可以極大的提升測(cè)試效率。

關(guān)于特性阻抗的測(cè)試，有以下三種方式：

方法一 時(shí)域反射儀法（TDR）

60年代產(chǎn)生了時(shí)域反射技術(shù)（TDR）。該技術(shù)包括產(chǎn)生沿傳輸線傳播的時(shí)間階躍電壓。通過發(fā)送脈沖信號(hào)，用示波器檢測(cè)反射脈沖，測(cè)量輸入電壓與反射電壓比分析反射點(diǎn)，從而計(jì)算不連續(xù)的阻抗。

方法二 網(wǎng)絡(luò)分析儀法

網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)通過端口的輸入阻抗，測(cè)量傳輸和反射信號(hào)，利用S參數(shù)來計(jì)算特性阻抗，可以測(cè)量線束的傳輸特性和反射特性，適合高頻線束使用。

PART.03 阻抗橋法

使用阻抗橋來比較已知阻抗的標(biāo)準(zhǔn)件與未知阻抗的電纜，這個(gè)方法比較簡(jiǎn)單，用來測(cè)量的同軸電纜長(zhǎng)度需要小于電橋測(cè)試頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的1%。

03 羅森伯格高頻線束阻抗標(biāo)準(zhǔn)與產(chǎn)品體系

汽車線束中常有多種類型阻抗的線束，有50Ω、75Ω、90Ω、100Ω、120Ω等，因應(yīng)用場(chǎng)景和信號(hào)類型而異，羅森伯格汽車高頻線束的阻抗主要為以下兩種：

同軸線阻抗為：50Ω 01

產(chǎn)品包括Fakra、HFM

1 FAKRA連接器

FAKRA連接器滿足0-6Ghz的傳輸頻段，特性阻抗50歐姆，一般應(yīng)用在收音機(jī)天線、藍(lán)牙、GPS、移動(dòng)通信等數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域。

2 HFM連接器

HFM相較于傳統(tǒng)FAKRA可以支持更高的工作頻率，即使在同一工作頻段HFM也比FAKRA表現(xiàn)出更優(yōu)異的電氣性能。同時(shí)，HFM的集成設(shè)計(jì)也毫不影響串?dāng)_指標(biāo)，在四合一測(cè)試中，有著非常穩(wěn)定的表現(xiàn)。

差分線阻抗為：100Ω 01

產(chǎn)品包括H-MTD、HSD

1 H-MTD連接器

羅森伯格開發(fā)了兩種用于汽車以太網(wǎng)的連接器：非屏蔽的MTD 和適配多種線纜(UTP, STP, SPP)的H-MTD.

MTD 百兆非屏蔽的絞線連接器，傳輸頻段0-1GHz, 特性阻抗100歐姆, 我們說MTD是非屏蔽系統(tǒng)中性價(jià)比高的產(chǎn)品，為什么這么說呢，雖然是百兆連接器，電性能在某些程度上達(dá)到了千兆的要求。

MTD最高支持1 GHz的工作帶寬，而H-MTD可高達(dá)20 GHz，適用于千兆或更高速率全屏蔽車載以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸，主要應(yīng)用于4K攝像頭或顯示屏、自動(dòng)駕駛等。

2 HSD連接器

HSD是目前業(yè)內(nèi)非常成熟的差分連接器，傳輸頻段0-2GHz, 特性阻抗100歐姆，廣泛應(yīng)用于高清到屏幕及高清攝像頭等等。

從百兆到千兆，從4G到5G乃至未來6G，車載數(shù)據(jù)傳輸需求持續(xù)升級(jí)。羅森伯格憑借對(duì)特性阻抗的精準(zhǔn)控制與完整的產(chǎn)品布局，為智能汽車打造了一條“高平整、低損耗”的數(shù)據(jù)高速公路，助力行業(yè)邁向更安全、更高效的全場(chǎng)景智能駕駛時(shí)代。