Eckdaten

Durch die stark wachsende schnelle digitale Verarbeitung erhöht sich die Nachfrage nach kleinen leichten Kabeln und Steckverbindern. Nano-D-Steckverbinder eignen sich hierfür bestens. Die technischen Details erläutert der Autor in seinem Artikel.

Elektronik muss heute zunehmend tragbar und für eine Vielzahl von Anwendungen ausgelegt sein. Überwachungseinrichtungen an Straßenlaternen sorgen für Sicherheit, oder Kameras in Satelliten mit niedriger Umlaufbahn überwachen das Wetter. Positionssensoren helfen dabei, autonome Fahrzeuge zu führen und die Heimelektronik kommuniziert mit der Cloud. Viele erweiterte Dienstleistungen, auf die wir zurückgreifen, sind nur durch neue Chipdesigns und Datenverarbeitungstechniken möglich.

Neue CCD- und eGaN-Bausteine (Enhanced-Mode-Galliumnitrid) bieten deutlich höhere Signal- und Schaltgeschwindigkeiten in kompakteren Designs, die mit sehr niedrigen Spannungen arbeiten und wenig Strom benötigen. Bestehende Halbleiterdesigns werden zwar weiterhin verbreitet sein, aber doch werden ältere CCDs von neuen Bausteinen zunehmend verdrängt, da sie eine schnellere Datenverarbeitung bieten. Neuere hochempfindliche CCDs mit Hintergrundbeleuchtung kommen für Nachtsichtgeräte zum Einsatz. Photonensensoren für Lidar (Light Detection and Ranging) bieten völlig neue Überwachungsmöglichkeiten. Überall werden Daten schnell an tragbare Prozessoren und Ethernet-Systeme weitergeleitet.

Die Verbesserungen in der Halbleitertechnologie wirken sich auf Leiterplattendesigns und Steck-/Kabelverbindungen aus, was deren Miniaturisierung bei niedrigeren Spannungen und Strompegeln erforderlich macht. Nano-D-Steckverbinder sind dafür ein gutes Beispiel. Sie sind für militärische Spezifikationen ausgelegt, um hohe Zuverlässigkeit zu gewährleisten und in tragbaren Anwendungen sowie extremen Umgebungen arbeiten zu können.

Die Verbesserungen in der Halbleitertechnologie wirken sich auf Leiterplattendesigns und Steck-/Kabelverbindungen aus, was deren Miniaturisierung bei niedrigeren Spannungen und Strompegeln erforderlich macht.

Die Verbesserungen in der Halbleitertechnologie wirken sich auf Leiterplattendesigns und Steck-/Kabelverbindungen aus, was deren Miniaturisierung bei niedrigeren Spannungen und Strompegeln erforderlich macht. Omnetics

Die meisten Nano-D-Steckverbinder haben sich direkt aus dem älteren Micro-D-Format entwickelt und bieten ähnliche Spezifikationen. Bei kleineren und hochwertigeren Nano-Steckverbindern kommt ein Beryllium-Kupfer-Federstift-Sockelsatz (BeCu) mit 17.200 ksi Zugfestigkeit zum Einsatz, um die Signalintegrität während des Betriebs zu gewährleisten. Mit steigenden Datenübertragungsgeschwindigkeiten wird die Wellenlänge des Signals kürzer und bei niedrigeren Spannungen können Vibrationen und Schaltungsrauschen das Signal stören. Der Widerstand des Nano-D-Steckverbinders wird mit 12 bis 15 mW bei einer Kapazität von 2 bis 2,4 pF niedrig gehalten.

Höhere Schalt- und Signalgeschwindigkeiten

Da die meisten Schaltkreise einen geringen Stromfluss und eine niedrige Spannung aufweisen, sind Nano-D-Stecker eine sehr gute Lösung. Mit zunehmender Geschwindigkeit lässt sich die kapazitive Kopplung regeln, indem der Abstand des Nano-Stecker-Isolators an die jeweiligen Anforderungen der Anwendung angepasst wird. Kabel mit geringem Versatz entwickeln sich auch weiter, um die Leistungsfähigkeit des Kabels an die Anforderungen von Verbindungen mit höheren Schalt- und Signalgeschwindigkeiten anzupassen.

Nano-D-Steckverbinder finden sich immer häufiger in Würfel- und Kleinsatelliten für den Weltraumeinsatz.

Nano-D-Steckverbinder finden sich immer häufiger in Würfel- und Kleinsatelliten für den Weltraumeinsatz. Omnetics

Nano-D-Steckverbinder finden sich außerdem in den immer häufiger auftretenden Würfel- und Kleinsatelliten für den Weltraumeinsatz. Dabei werden mehrere Kleinsatelliten in kontrollierte Umlaufbahnen gebracht und auf einer konstanten Höhe gehalten, während sie sich im Orbit bewegen und miteinander kommunizieren. Das Format verwendet standardisierte gedruckte Leiterplatten, die gestapelt und elektrisch miteinander verbunden sind. Nano-D-Steckverbinder werden häufig aufgrund ihres Formats und ihrer Größe ausgewählt. Sie basieren auf Materialien mit geringer Ausgasung und sind von der NASA speziell getestet worden. Befestigungsschrauben sind integriert, um eine dauerhafte Paarung während des Einsatzes im Orbit zu gewährleisten. Kundenspezifische Kabelbäume und/oder flexible Schaltungen leiten Signale von den Leiterplatten zu den Steckverbindern im System.

Am Rand der Leiterplatte

Phased-Array-Radartechniken arbeiten nach dem Prinzip mehrerer Sender, um den gepulsten Signalstrahl zu lenken.

Phased-Array-Radartechniken arbeiten nach dem Prinzip mehrerer Sender, um den gepulsten Signalstrahl zu lenken. Omnetics

Phased-Array-Radartechniken, das Photonenemissionsradar und Lidar entwickeln sich rasant weiter. Bestehende Phased-Array-Radarsysteme arbeiten nach dem Prinzip mehrerer Sender, um den gepulsten Signalstrahl zu lenken. Das zurückkehrende Signal liefert ein Bild mit dem Fokuspunkt anstelle des zuvor bereitgestellten großen Bereichs oder Kreisbildes. Dazu gibt es in jeder benachbarten Sendeposition des Phased-Array-Radars viele Punkte und Phasenänderungen. Dies erfordert demensprechend viele Anschlüsse von der Radarsender-Leiterplatte zum Fokusstrahl-Schaltkreis. Kleine, robuste Nano-D-Steckverbinder mit hoher Pinzahl werden häufig am Rand der Leiterplatte eingesetzt.

Lidar-Überwachungssysteme verwenden ähnliche Verbindungen, um REMPI (Resonance-Enhanced Multiphase Ionisation) innerhalb eines gescannten Bereichs zu ermöglichen. Ein Vorteil dieser Technik ist, dass Kohlenwasserstoff-Feldstudien von Überwachungsflugzeugen und -satelliten aus analysiert werden können, um die Kosten und Risiken bei der Erdölsuche-/förderung abzuwägen und zu verringern. REMPI basiert auf einem abstimmbaren Laser, der frequenzgesteuert ist und einen Plasmastrahl bildet. Ein Kabel mit hoher Pin-/Leitungszahl vereinfacht dabei die Fokussierung des Strahls. Darüber hinaus verlangen die neuen Fotoemissionsradarsysteme (Photonenradar) ähnliche Steckverbinder mit hoher Pinzahl.

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