Bakit Pumili ng Mga Konduktor na Pinahiran ng Pilak para sa mga Kable ng Pagpapadala ng Senyas na Mataas ang Dalas?

Tinutukoy ng mga signal na may mataas na dalas ang mga elektrikal na signal na nasa itaas ng 1 MHz. Sa mga modernong aplikasyon, maraming sitwasyon ang gumagana na ngayon sa saklaw ng GHz. Halimbawa, ang mga RF signal ng 5G ay maaaring lumampas sa 60 GHz, at ang mga protocol ng PCIe na karaniwang ginagamit sa mga high-speed server ay umabot din sa napakataas na dalas ng pagpapadala. Habang patuloy na tumataas ang operating frequency, mas nagiging mahigpit ang mga pangangailangan para sa mga materyales ng kable, katangian ng kuryente, at disenyo ng istruktura. Dahil dito, isa ang mataas na dalas ng pagpapadala sa pinakamaramdaman na mga senaryo ng aplikasyon para sa pagganap ng konduktor.

Sa mga aplikasyong ito, kinabibilangan ng karaniwang gamit na mga kable ng mataas na dalas ang:

● Mga micro-coaxial cable (38–46 AWG)
● Mga RF coaxial cable (20–36 AWG)
● Mga mataas na dalas at mataas na bilis na differential pair (LVDS / USB / HDMI / PCIe)

Ang mga kable na ito ay malawakang ginagamit sa mga kagamitang nangangailangan ng mataas na bilis ng paghahatid ng datos at mataas na kahulugan ng paghahatid ng imahe, tulad ng mga server rack, mga link sa paghahatid ng video ng UAV, mga industrial camera, mga module ng imaging, at mga medikal na sistema ng ultrasound. Dahil ang mga aplikasyong ito ay nangangailangan ng mataas na integridad ng signal, malaking bandwidth, at matibay na pagganap laban sa interference, ang pagpili ng materyales ng kable at ang kawastuhan ng kontrol sa istruktura ay direktang nagdedetermina sa huling kalidad ng paghahatid.

Ang mga pangunahing salik na nakakaapekto sa paghahatid ng mataas na dalas na signal ay nagmumula sa conductor, insulation, at shielding. Kabilang dito, ang mga materyales ng conductor ay iba-iba ang conductivity—ang pilak ang may pinakamataas na conductivity, sinusundan ng tanso, habang mas mababa ang aluminum at mga alloy. Ang istruktura ng ibabaw, kahigpitan, at kabagalan ng conductor ay may malaking epekto rin sa mataas na dalas na loss. Para sa mga insulating material, mas mababa ang dielectric constant (Dk) at dissipation factor (Df), mas maganda ang kakayahan ng cable na bawasan ang signal attenuation. Bukod dito, ang mga istraktura ng shielding (tulad ng single-wrap, double-braid, o foil + braid) at ang pagkakapare-pareho ng sukat ng diameter ng cable ay nakakaapekto pa sa kontrol ng impedance at paglaban sa EMI. Magkakasamang mga salik ito na nagdedetermina sa kabuuang kalidad ng transmisyon ng mataas na dalas na cable.

Sa mga kapaligiran ng mataas na dalas, isang mahalagang pisikal na phenomenon ang malaki ang epekto sa performance ng signal — ang skin effect .

Ano ang skin effect?
Habang tumataas ang dalas ng signal, nagbabago ang distribusyon ng kuryente sa loob ng conductor. Ang epektibong kuryente ay mas lumilitaw sa panlabas na ibabaw ng conductor kaysa dumaloy sa buong cross-section nito. Ibig sabihin, ang resistensya ng ibabaw ng conductor ang nagtatakda sa dami ng mataas na dalas na pagkawala. Mas mataas ang dalas, mas lumiliit ang pagdaloy ng kuryente 'sa ibabaw lamang,' kaya ang materyal sa ibabaw at ang kanyang conductivity ang pinakamahalagang salik para sa mataas na dalas na pagganap.

Dahil sa epekto ng balat, ang kuryenteng mataas ang dalas ay dumadaloy pangunahin sa panlabas na layer ng conductor. Ang pilak, na siyang pinakamagandang metal sa pagkakalapat (106% IACS), ay naging pinaka-epektibong materyal para sa plating ng conductor upang mapabuti ang pagganap sa mataas na dalas. Sa pamamagitan ng paglalagay ng isang patong ng pilak sa isang tansong conductor (karaniwang mahigit sa 0.3 μm depende sa aplikasyon), ang epektibong resistensya sa ibabaw ay maaaring mapababa nang malaki, na nagbibigay-daan sa mga signal na mataas ang dalas na dumaan nang may mas kaunting pagkawala at mas mataas na katatagan. Bilang resulta, ang mga tansong conductor na may patong na pilak ay naging ang pinakakaraniwang ginagamit at ekonomikal na solusyon sa disenyo ng mataas na dalas na kable—isang resulta na sinusuportahan ng teorya, datos mula sa pagsusuri, at praktikal na ekonomiya sa pagmamanupaktura.

Ang mga resulta ng pagsubok mula sa industriya ay nagpapakita na ang mga silver-plated copper conductor ay may mas mababang insertion loss sa mataas na frequency kumpara sa bare copper, tin-plated copper, o nickel-plated copper. Ang mga benepisyong dala ng silver plating ay kasama ang pagbawas ng high-frequency attenuation ng 10–20%, pagpapabuti ng katatagan sa mahabang distansyang transmisyon, pagpapahusay ng kaliwanagan ng imahe na may mas mababang ingay, pagpapaliit ng EMI radiation, at mas mainam na paglaban sa mga pagbabago ng resistensya dulot ng temperatura. Ang silver plating ay nag-aalok din ng mas mahusay na paglaban sa oksihenasyon. Lalo pang kapansin-pansin ang mga benepisyong ito sa mga aplikasyon na may kaugnayan sa imaging tulad ng UAV video links, industrial cameras, endoscopes, at medical imaging systems, kung saan direktang nakaaapekto ang high-frequency attenuation sa kalidad ng imahe. Sa mga ganitong kaso, nagbibigay ang silver plating ng malinaw at masukat na pagpapabuti sa pagganap.

Sa mga maraming tagagawa ng kable na gumagamit ng tanso na konduktor na pinapalitan ng pilak, ang Hotten Cable—na matatagpuan sa Suzhou, Jiangsu—ay isang kilalang kumpanya na may komprehensibong kakayahan sa disenyo at pagmamanupaktura sa larangan ng mataas na dalas na kable. Sinusuportahan ng Hotten ang produksyon ng napakahirap na 40–50 AWG na kable para sa paghahatid ng signal at nag-aalok ng proseso ng pangkabukiran na may mababang dielectric at mataas na dalas kabilang ang PFA, PTFE, at pinakintab na PFA. Ang mga napapanahong kakayahan sa disenyo at pagmamanupaktura ay nagsisiguro ng mahusay na katatagan ng produkto. Malawakang ginagamit ang mga coaxial cable ng Hotten sa mga kagamitan sa medikal na ultrasound, UAV na sistema ng paghahatid ng video, industriyal na endoscope, mga module ng camera, at iba't ibang aplikasyon na nangangailangan ng katatagan sa mataas na dalas. Bukod dito, nagbibigay ang Hotten ng kompletong solusyon para sa kable at pag-akma ng kable na sumasaklaw sa disenyo ng konduktor, pangkabukiran, pananggalang, at konfigurasyon ng istraktura—na nagbibigay-daan sa mga customer na makakuha ng pinakamainam na kombinasyon ng materyales at disenyo ng istraktura para sa kanilang tiyak na pangangailangan sa mataas na dalas na paghahatid.