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非接触式连接:机械连接器的竞争对手?

2023-11-23 Molex莫仕公司高级产品经理Walter Rivera 阅读:
非接触式连接的重要性已不用赘述。通过用非接触式解决方案替代机械连接器,可以实现线条更流畅的设计、更坚固耐用的特性和更具创新的功能。

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现在传统的机械连接器在外形和功能上都面临着竞争。非接触式连接解决方案是一种无线缆的固态设备,可实现近距离设备间的无线数据传输。非接触式解决方案利用高速毫米波射频收发器和天线发送和接收信号,而不是使用电缆和机械连接器。 OWXednc

非接触式连接解决方案刚刚开始进入市场,但在广泛的应用中已被证明是机械连接器的可行替代品。它们为什么在设计工程师中越来越受欢迎呢?OWXednc

了解非接触式连接的三种模式OWXednc

并非所有的非接触式连接都是一样的。与机械连接器一样,非接触式连接器也有三种传输模式,每种模式都有自己独特的用途和优势。OWXednc

单工连接只能单向传输数据。数据可以从一个设备流向另一个设备,但反之则不然。单工连接器通常用于单向输入的应用,如键盘向计算机发送信号。OWXednc

半双工连接可双向传输数据,但不能同时传输。一些应用实例包括笔记本电脑和外围设备的无线基座,或视频墙上各个显示器的连接。OWXednc

全双工连接则可以在两个设备之间同时传输数据,以提高效率并减少延迟。如今,全双工功能可以通过两对特定的半双工设备来实现,例如Molex莫仕的MX60 USB超高速非接触式连接解决方案。未来的全双工解决方案将把射频收发器和天线集成在一个封装中,只需使用一对器件。OWXednc

非接触式连接器相对于机械连接器的优势OWXednc

非接触式连接的出现,支持了当今许多最流行的通信协议,如 USB 超高速(USB SuperSpeed)、千兆以太网和 DisplayPort。以下是设计人员应该考虑使用非接触式连接器替代机械连接器的几个原因。OWXednc

相近的传输速度OWXednc

仅仅以特定协议进行通信是不够的,非接触式连接解决方案必须具有与传统机械解决方案类似的性能。例如Molex莫仕的 MX60 超高速解决方案在全双工模式下使用两个线对时,传输速度可达 5 Gbps,使用四个线对时,传输速度则可达 10 Gbps,非常适合扩展坞、加固型笔记本电脑、AR/VR 设备和工厂自动化等应用。我们预测在 2025 年至 2028 年期间非接触式连接的可用速度将提高一倍以上,从而大幅扩展适用的应用类型。  OWXednc

更时尚的设计OWXednc

非接触式连接无需为机械连接器留出空间,从而使得设计更线条流畅、更美观。例如,可折叠显示器可以省去用于隐藏电缆和连接器的铰链或边框。设计人员可以最大限度地减少 AR/VR 设备中支持音频和视频处理所需的布线,从而减少耳机的体积和重量。扩展坞可让笔记本电脑和外围设备轻松连接,从而减少占用的桌面空间。OWXednc

卓越的坚固OWXednc

非接触式连接解决方案可实现完全密封的产品设计,最大限度地减少灰尘、污垢和湿气可能造成的损坏,因而是恶劣环境的理想选择。此外,由于没有线缆和机械连接器,消除了振动、重复运动和重复连接造成的磨损,设备将不再需要诊断端口,而诊断端口特别容易受到环境的影响。OWXednc

提升可制造性、可配置性和可测试性OWXednc

移除诊断端口不仅能够防止污染侵入,还能缩短制造、配置和测试产品的周期。工厂自动化系统可立即连接、评测、诊断和修补设备,而无需人工干预或进行机械连接。OWXednc

提高便利性和用户体验OWXednc

对于设计工程师和终端用户来说,非接触式解决方案相比其他互连解决方案更方便。设计人员可以使用非接触式连接替代其他高速 I/O 或柔性电缆对板解决方案。终端用户可以更快速地设置系统和设备,毋须连接或隐藏电缆。OWXednc

但电能消耗是必要条件 OWXednc

虽然非接触式连接拥有众多优点,但也有其缺点。与传统连接器不同,非接触式解决方案需要消耗电能。然而,MX60 系列等解决方案的设计功耗仅为毫瓦级别。OWXednc

改进当今和未来的应用OWXednc

非接触式连接将在当前和新兴应用中发挥主导作用,特别是涉及恶劣环境的应用,以下是几个示例:OWXednc

用户只需将屏幕并排放置,即可轻松布置视频显示屏,从而实现显示屏之间的信号收发。更高的耐用性是非常适合户外应用。OWXednc

加固型网络设备(如防水网络适配器)能够抵御外界环境的侵袭,可将进水风险降至最低,还能确保系统正常运行时间,减低因长时间暴露在雨雪环境中而发生故障的风险。OWXednc

工业机器人将通过用非接触式解决方案替代机械连接器,最大限度地减少磨损,尤其是在暴露于运动和进水的区域,如旋转臂。电缆和连接器将不会受到重复弯曲运动的影响,从而避免日后使用后最终断裂。OWXednc

智能手表和智能手机等消费电子产品可以变得更轻、更小、更时尚,同时提升耐用性和对环境条件的抵抗力。OWXednc

医疗技术装置(如消毒设备)可以减低敏感电子系统暴露于刺激性化学品、热能和振动的风险。OWXednc

自动驾驶汽车能够利用非接触式解决方案进行系统间通信,从而减轻车身重量并简化线缆连接。OWXednc

Molex莫仕:连接未来OWXednc

Molex莫仕是毫米波天线设计、信号完整性和批量生产领域的领导厂商,该公司最近发布的MX60系列非接触式连接解决方案就是最好例证。MX60系列中的首批型号替代了传统的 USB 超高速、DisplayPort 和千兆以太网连接器。目前公司正在开发用于 USB2和其他低速接口的解决方案。非接触式连接的未来将会怎样?非接触式连接的潜力是无穷无尽的,将会实现前所未有的卓越产品设计和功能。OWXednc

责编:Franklin
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