Umhüllt, nicht verdrillt
Koaxialer High-Speed-Video-Link für Automobilanwendungen
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Vereinfachung der Leitungssysteme
Ein anderer vielversprechender Ansatz liegt in der generellen Veränderung des Physical Layers. Koaxiale Kabel- und Stecker-Systeme sind attraktiv, da sie bereits für Antennenverbindungen seit Jahren im Einsatz sind und die hohen Anforderungen bezüglich Signaldämpfung und Güte der Schirmung erfüllen. Mit der Vereinfachung der Leitungssysteme von Mehrdraht-LVDS- auf Stern-Vier-Leitungen und schließlich auf Koax-Leitungen können bis 2016 die Link-Kosten ungefähr um den Faktor 2,5 reduziert werden. Gleichzeitig ist es durch die Evolution der Halbleiter-Technologien möglich, die verfügbare Datenrate auf über 3 Gbit/s zu erhöhen. Eine intensive Evaluierung digitaler Übertragung mit 3 Gbit/s auf Basis von Koax-Kabeln kann mit dem GMSL-Chipsatz MAX9259/MAX9260 erfolgen, da der Link mit CML-Treibern (Current Mode Logic) ausgerüstet ist. Diese Treiber besitzen single-ended eine Impedanz von 50 Ohm, die Leitung ist für die Untersuchungen an der positiven Phase der High-Speed-Verbindung angeschlossen und der Schirm des Kabels ist fest mit der Masse des Treibers beziehungsweise des Empfängers verbunden. Die übliche kapazitive Kopplung der Datenleitung wird beibehalten und die Pins der nicht verwendeten Gegenphase mit 50 Ohm gegen Masse abgeschlossen.
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Für einen Vergleich der Eigenschaften von koaxialem und differenziellem Übertragungsmedium wurde ein Koaxialkabel ausgewählt, das einen ähnlichen Schirmaufbau wie das bisher verwendete Stern-Vierer-Kabel aufweist. Es zeigt sich, dass die Koaxialleitung bezogen auf die Dämpfung eine nahezu um den Faktor zwei bessere Leistung bietet, was auf den einfacheren mechanischen Aufbau zurückzuführen ist. Der Übergang von einer differenziellen auf eine Single-Ended-Übertragung erfordert im Gegenzug jedoch eine genaue Betrachtung bezüglich der Störfestigkeit und -emission. Die Stärken des differenziellen Verfahrens liegen darin begründet, dass die Einstrahlung von Störungen am Empfänger durch Differenzbildung eliminiert wird. Bild 3 zeigt bezüglich der Kopplungsdämpfung einen Vorteil von 20 dB unterhalb von 100 MHz beim Stern-Vierer. Die Vergleichsmessung zeigt jedoch auch, dass beide Leitungen im Betriebsfrequenzbereich der High-Speed-Übertragung ein vergleichbares Verhalten haben, sodass in diesem Frequenzbereich die differenzielle Übertragung keinen Vorteil gegenüber der Single-Ended-Übertragung zeigt.
Koaxiale Leitungen und Steckverbinder sind mit geeigneter Spezifikation und Qualität verfügbar und seit vielen Jahren im Einsatz. Weiterentwicklungen werden wasserdichte Steckverbinder und Kabel mit verbesserten Eigenschaften bei Biegung und Torsion bereitstellen, die bei Kamera-Applikationen, beweglichen Displays oder für Rear-Seat-Entertainment-Systeme erforderlich sind. Für das Gesamtsystem bietet der Einsatz von koaxialen Übertragungsmedien im Kraftfahrzeug somit ein interessantes Potential an Kostenersparnis, Gewichts- und Bauraumreduzierung.
- Koaxialer High-Speed-Video-Link für Automobilanwendungen
- Technologieansatz einer koax-basierten Videodatenübertragung
- Vereinfachung der Leitungssysteme
- Untersuchung der EMV-Eigenschaften
- Untersuchung der HF-Störemission
- Untersuchung der HF-Störfestigkeit
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