Welche ist die bevorzugte Wahl für den Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung? Sehr dünne Koaxialkabelbündel vs. FPC: Wer ist der Sieger?

Bei dem Trend zur Verkleinerung und zum Erreichen hoher Leistung der elektronischen Geräte stellt sich die Frage, wie man in begrenztem Raum schnelle und stabile Signalübertragungen realisieren kann. Diese Herausforderung ist für Ingenieure von großer Bedeutung. Obwohl FPC (flexible Leiterplatten) weit verbreitet sind, neigen Hersteller in vielen High-End-Geräten dazu, extrem dünne Koaxialkabel (micro coaxial cable) zu wählen. Was sind die Gründe, die diese Mikro-Kabel im Bereich der schnellen Übertragung hervorheben?

Einsatzkontext
Mit dem Aufkommen von faltbaren Smartphones, dünnen Laptops, AR/VR-Geräten und anderen neuen elektronischen Produkten steigt die Geschwindigkeit der Datenübertragung kontinuierlich, und 10 Gbps und darüber hinaus ist bereits zur Regel geworden. In solchen hochgeschwindigkeitsorientierten Umgebungen setzen die Branchen通常采用两种内部连接方案：
Erstens FPC (flexible printed circuit), dessen Vorteile in niedrigen Kosten und einfacher Verkabelung liegen, hat aber eine begrenzte Störungssicherheit in Hochfrequenzumgebungen.
Zweitens sind es extrem dünne Koaxialkabelbündel, die speziell für schnelle Signalleitungen entwickelt wurden und häufig zur Verbindung von Bildschirmmodulen und Hauptplatinen verwendet werden. Viele Hersteller haben letztlich die Letzteren ausgewählt, und der grundlegende Grund dafür liegt darin, dass die extrem dünne Koaxialkabelbündel im Bereich der Signalstörungsbekämpfung und der Integritätskontrolle besser abschneiden.

Zweite, der Vorteil der Antistörung von extrem dünnen Koaxialkabelbündeln
Zunächst verfügt es über eine vollständige Abschirmung. Jedes Signalkabel wird von einer Isolierschicht und einem metallenen Webgitter umgeben, um eine独立的 Abschirmkammer zu bilden, was相当于 jedem Leitungsträger einen "Schutzpanzer" anzieht. Dieses Design kann äußere elektromagnetische Störungen effektiv abschirmen und gleichzeitig das Querleiten von Signalen verhindern. Während das FPC nur durch eine Oberflächendeckungsmembran geschützt wird, besitzt es fast keine echte elektromagnetische Abschirmungsfähigkeit.
Zweitens ist die Impedanzkontrolle bei extrem dünnen koaxialen Strängen stabiler. In schnellen Schnittstellen wie USB4, MIPI DSI, eDP usw. bestimmt die Impedanzkonstanz direkt die Signalintegrität. Durch präzise Kontrolle des Abstandes zwischen Leiter und Abschirmung können extrem dünne koaxiale Stränge die Impedanz im Bereich von 40 bis 50 Ω halten, was das Risiko von Reflexionen und Schwingungen verringert; im Vergleich dazu ist die Impedanzschwankung von FPC durch Material- und Verfahrensfehler während der Herstellung erheblich.
Nochmals, es ist an dynamische Biegungsumgebungen angepasst. Anwendungen wie faltbare Displays, Notebook-Scharniere, VR-Headsets usw. haben extrem begrenzte Raumbedingungen, und die Durchmesser der extrem dünnen Koaxialkabelbündel betragen in der Regel nur 0,3 mm bis 0,5 mm, was ihnen eine hervorragende Flexibilität verleiht. Selbst nach mehreren Biegungen bleiben sie hervorragende elektrische Eigenschaften behalten. FPC neigen nach häufigen Biegungen dazu, Risse oder Leistungseinbußen zu entwickeln.
Letztendlich unterstützt die Datenrate mehr. Derzeit kann das hochwertige Mikrokoaxialkabel problemlos Geschwindigkeiten von 10 Gbps und mehr unterstützen und wird breit in Video- und Datenanschlüssen verwendet, während bei FPC im Übertragungsbereich über 5 Gbps oft Signalabnahme und Cross-Talk-Amplifikation auftreten.
Drei, der Wert und die Begrenzungen von FPC
FPC tatsächlich immer noch im Bereich der langsamen Signale Vorteile bietet - Struktur schlank, Kosten niedrig, Verkabelung frei, daher wird es in nicht-geschwindigkeitskritischen Szenarien wie Steuersignalen, Tastverbindungen usw. weiterhin breit eingesetzt. Aber in hochfrequenten, schnellen Umgebungen sind seine elektromagnetische Störanfälligkeit und die Signalintegrität unzureichend, was der Schlüsselgrund ist, warum sich hochwertige Geräte häufig auf extrem dünne Koaxialkabel umstellen.

Sehr dünne Koaxialkabelbündel sind nicht nur ein "feines" Kabelmaterial, sondern auch eine systematische Lösung für den schnellen Signaltransport. Sie compensateineffizient die Defizite der FPC in der Empfindlichkeit gegen Störungen bei schnellem Transport durch unabhängige Abschirmung, präzise Impedanzkontrolle und eine hohe Flexibilität. In Zukunft wird es aufgrund der anhaltenden Zunahme von schnellen Schnittstellen und hochfrequenten Signalanwendungen sicherlich weiterhin die Hauptlösung für interne Verbindungen in elektronischen Geräten bleiben.
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