HF-Kabel Konstante Impedanz und geringer Platzbedarf bei hohen Taktraten

Autor / Redakteur: Stefan Burger * / Kristin Rinortner

Schnelle, stabile und messgenaue Verbindungen sind gefragter denn je. Der amerikanische Hersteller Ardent bietet eine Lösung an, mit der alle Kriterien elegant und sicher erreicht werden.

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HF-Stecksystem: Keine Buchsen mehr zum Messen auf die Leiterplatte löten
HF-Stecksystem: Keine Buchsen mehr zum Messen auf die Leiterplatte löten
(Bilder: UdoKlünsch2014)

In den letzten Jahren entwickelten sich elektronische Systeme hin zu Taktraten im GHz-Bereich. Gewöhnliche Computer arbeiten bei 2 oder 3 GHz und bekommen ihre Daten via GBit-Internetanschlüssen. In der Zwischenzeit arbeitet man an 100 GBit/s Ethernet zu einem erschwinglichen Preis.

Bei diesen hohen Frequenzen lassen sich Schaltungen nicht mehr einfach mit Prüfspitzen, die Signale auf den Leitungen abnehmen, testen. Leitungen verhalten sich hier wie komplexe Bauteile und hochohmige Anschlüsse werden, z.B. abhängig von der Leitungslänge, in einen Kurzschluss transformiert. Deshalb müssen die Signale mit angepassten Leitungen zu den Messgeräten geführt und dort auch reflexionsfrei abgeschlossen werden. Standardmäßig sind dies 50 Ω. Diese Impedanz muss entlang des Signalpfades möglichst genau eingehalten werden, da es sonst an jedem Impedanzsprung zu einer Reflexion des Signales kommt und dies mit hoher Wahrscheinlichkeit zu Störungen führt.

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Um die Impedanz relativ konstant zu halten, muss eine dementsprechende Sorgfalt beim Leiterplattenentwurf und bei den Übergängen angewendet werden. Kritisch sind hierbei Durchkontaktierungen und Übergänge auf angeschlossenen Leitungen. Normalerweise werden dazu Koaxial-Konnektoren auf die Platine gelötet oder an der Schmalseite angebracht. In der Regel wird allerdings nicht nur eine Buchse benötigt, sondern bis zu 65 Stück – und sie verbleiben üblicherweise auf der Leiterplatte.

Das amerikanische Unternehmen Ardent hat mit dem Terminate-TR ein sehr interessantes Stecksystem entwickelt, welches diese Probleme löst. Anstatt Buchsen auf die Leiterplatte zu löten, wird nur ein entsprechendes Leiterbahndesign mit dem richtigen Abstand und den passenden Durchkontaktierungen mit eingearbeitet.

Da diese nicht an den Rand der Platine geführt werden müssen, kann man sie näher an die Quellen verlegen und somit auch die Dämpfung, die potenzielle Abstrahlung und die Überkopplung minimieren. Der Stecker besteht aus einem stabilen Metallkörper, in dem auf eine Impedanz von 50 Ω ausgelegten PTFE-Teile gehalten werden. Darin sind die gefederten Innenleiter befestigt. Mit zwei oder drei Schrauben und einem stabilen Gegenhalter werden die Kontakte passgenau und mit definiertem Druck auf der Platine befestigt.

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