Funktion und Design von Koax-Steckern
Koax-Lösungen für hohe Signalintegrität
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Geschickter Dreh mit den Drehkontakten
Um eine Anpassung an den Streifenleiter der Platine – also die gleiche Impedanz – zu erreichen, ist es notwendig, die Leiterbahnbreite im Anschlussbereich so anzupassen, dass sie mit dem Drehkontakt-Signalpin zusammenpasst. Liegt die Impedanz unterhalb der idealen Anpassung, lässt sich das mit einer Geometrieanpassung ausgleichen, wie in Bild 3 dargestellt. Die Leiterbahnbreite im Bereich des Signalpins sollte verringert werden. Die Verjüngung der Leiterbahn an ihrem Ende sorgt für eine bessere Anpassung, d. h. für eine Erhöhung der Impedanz. Im Fall eines koplanaren Wellenleiters mit Massefläche ist es möglich, die Impedanz auch durch die Vergrößerung des Abstands zwischen Signalleiter und den beiden koplanaren Masseleitungen (GND) zu erhöhen, oder aber die Breite des Signalleiters zu verringern.
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Anders sieht es beim Flachbandanschluss, respektive Flat Tab, aus: Dieser Steckverbindertyp besitzt normalerweise einen kleineren Signalpin und verursacht nach dem Löten eine geringere Fehlanpassung. Wenn die Impedanz durch den Flat Tab reduziert wird, lässt sich dies durch Verringerung der Leiterbahnbreite oder durch Vergrößerung des Abstands zwischen Signalleiter und koplanaren Masseleitern kompensieren (Bild 4).
Koaxialkabel und Kabelkonfektion
Die Vorteile von Koaxialkabeln bestehen vor allem darin, dass SMA-Steckverbinder eine hohe Übertragungsgeschwindigkeit und eine einfache Anschlusstechnik aufweisen. Heute gibt es konfektionierte Koaxialkabel, die SMA-Steckverbinder miteinander verbinden oder auf SMA-Steckverbinder mit Schottverschraubung umsetzen und in verschiedenen Ausführungen von flexibel bis handformbar erhältlich sind. Das Koaxialkabel unterscheidet sich von elektrischen Drähten und anderen abgeschirmten Kabeln dadurch, dass die Abmessungen, Materialeigenschaften und der Stecker des Kabels so spezifiziert sind, dass eine effiziente Übertragung von hochfrequenten Signalen sichergestellt ist. 50 Ω und 75 Ω sind die beiden wichtigsten Kabelimpedanzen, die derzeit auf dem Markt erhältlich sind. Das Koaxialkabelportfolio von Würth Elektronik umfasst flexible Kabel und handformbare Kabel, beide Typen sind für Impedanzen mit 50 Ω ausgelegt. Die Tabelle gibt einen Überblick über die gängigen Kabel.
Ergänzend zum Produktportfolio, bietet Würth Elektronik die Kabelkonfektion als Dienstleistung an. Ziel ist es, den Arbeitsaufwand des Anwenders bei der Konfektionierung zu reduzieren und die Anforderungen an eine zuverlässige Signalübertragung zu erfüllen. Anwender können wählen zwischen einer Stecker-Kabel-Stecker-Konfektionierung sowie einer Kabelkonfektionierung mit Stecker auf der einen Kabelseite und einem abisolierten Kabelende, was die Assemblierung vereinfacht. Darüber hinaus werden Kunden mit 3D-Modellen unterstützt. Die Cadence-, Eagle und Altium-Bibliotheken ermöglichen hierbei eine schnelle Entwicklung von Referenzkonstruktionen, wodurch sich Entwürfe bestmöglich und so realitätsnah wie möglich umsetzen lassen.
Der Autor
Olan Tsai
hat einen Studienabschluss in Nachrichtentechnik. Nach seinem Studium arbeitete er an HF-Steckverbindern und Antennen, wobei er sich auf Koaxialprodukte und Antennendesign konzentrierte. Seit 2017 ist Olan Tsai Produktmanager bei Würth Elektronik, wo er die Produktentwicklung und Innovation im Bereich der HF-Steckverbinder leitet.
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