極細同軸電纜設計中線徑選擇的關鍵考量因素

2025/04/12


設計新型極細同軸電纜時,第一步是選擇線徑。合適的線徑對於電纜設計的成功至關重要。以下列出了選擇線徑時需要考慮的一些重要因素,以及針對每個因素的一些注意事項。

  • 空間限制
  • 連接器相容性
  • 載流能力
  • 允許的電壓降與漣波
  • 允許的訊號衰減
  • 電纜柔軟度
  • 成本與交貨時間

空間限制

極細同軸電纜通常用於穿過極其狹窄的空間,例如筆記型電腦的鉸鏈處。在這種情況下,首先要確保捆紮好的線束能夠安全地穿過有限的空間,並留有足夠的安全餘量。假設 N 根導線捆紮成圓柱形,每條導線的外徑為 d 毫米,則可使用以下簡單的近似公式,來估算捆紮後整體線束的近似直徑(D):

計算捆紮電纜直徑的公式

d 必須選擇合適的值,使 D 不超過允許值。

連接器相容性

在選擇連接器之前,最好先確定導線尺寸。然而,這並非總是可行(例如,連接到市售模組時)。如果連接器已預先選定,則必須確保所選導線尺寸在連接器兩端的可支援範圍內。通常,成品線材的外徑(OD)不應超過連接器的引腳間距。但這並非唯一規則。許多連接器可以支援小於引腳間距的導線直徑,但有些連接器僅支援特定尺寸的導線。請務必查看連接器的資料手冊以確保相容性。

連接器製造商通常會以AWG編號列出其支援的線徑。但請注意,AWG僅表示導體尺寸,並不表示外徑。對於極細同軸電纜,外徑取決於電纜特性,例如特性阻抗。因此,即使支援的AWG編號列在支援清單中,仍需確認實際電纜外徑是否與連接器間距相符。

  • 實際上,為了避免因製造公差而造成的干擾,將導線成品外徑的最大值設定得比連接器間距至少小 5%,通常較為安全。

載流能力

當使用電線作為電源線時,電線必須足夠粗,才能承載所需的電流。由於極細同軸電纜的載流能力非常有限,如果需要大電流,建議使用分立導線(例如鐵氟龍線或 PTFE 線)作為電源線。這樣就形成了一種混合電纜,它結合了分立導線(用於供電)和同軸電纜(用於訊號傳輸)。

這類混合電纜在設計上通常需要遵循以下建議原則。

  • 每根導線的成品外徑必須彼此接近。作為參考,任意兩根導線之間的外徑差異,建議控制在 10% 以內。
  • 所有分立電纜應放在一側,同軸電纜應放在另一側,因此不建議將分立電纜與同軸電纜交錯排列。

目前,我們的線上設計工具不支援混合配置,但我們的生產線支援。如果您想設計採用混合配置的極細同軸電纜,請上傳您自己的圖面或聯絡我們的支援團隊。

允許的電壓降與漣波

載流能力是決定最小線徑的主要因素,但並非唯一因素。對於長電纜,必須考慮電壓降。由於極細同軸電纜非常細,直流電阻的影響遠大於其他電纜。務必確保受電端的供電電壓符合最低電壓要求。此外,如果對電壓漣波有嚴格要求,則應優先選擇較粗的導線,因為較粗的導線電阻和寄生電感更低,有助於降低漣波。

允許的訊號衰減

對於高速訊號,允許的衰減也是一個需要考慮的重要因素。與電力線類似,較細的導線往往損耗較大,因此從訊號衰減的角度來看,較粗的導線較佳。

電纜柔軟度

考慮到電壓漣波和訊號損耗,人們可能會認為,只要空間允許,越粗的線材越好。然而,這種想法並不正確。這是因為隨著單一導線直徑的增加,線纜在捆紮後的整體剛度會迅速提升。如果線纜過硬,就難以在複雜的空間中佈線。因此,選擇線材尺寸時必須考慮其剛度。如果您對此有任何疑問,可以取得現有產品的樣品,檢查其與您正在評估的線纜有何不同,並以此樣品的剛度作為參考,判斷您正在評估的線纜在佈線與操作上的相對便利性。

成本與交貨時間

成本和交貨期的優先順序很大程度取決於專案的預算和規模。40AWG 和 42AWG 是極細同軸電纜產業最常用的規格。由於市場供應充足,它們的價格和交貨期通常比其他規格更具優勢。如果沒有其他特殊要求,這些規格應該是您的首選。

結論

綜合以上因素,必須仔細選擇線徑,以在柔韌性、可靠性、成本和電氣性能之間取得最佳平衡。沒有單一的最佳方案適用於所有應用。如果您不確定最佳尺寸,請隨時聯絡我們的支援團隊,我們將根據您的應用需求,提供合適的解決方案建議。在下一篇文章中,我們將更詳細地介紹電纜尺寸的定義。敬請期待!

Last update: 2026/01/12