SAS (Serial Attached SCSI) é uma nova geração da tecnologia SCSI. É semelhante aos populares discos rígidos Serial ATA (SATA). Utiliza a tecnologia serial para alcançar maior velocidade de transmissão e otimizar o espaço interno, reduzindo o comprimento dos cabos de conexão. Atualmente, a principal distinção entre cabos SAS é o desempenho elétrico, divididos em 6G e 12G, SAS 4.0 e 24G. No entanto, o processo de produção é basicamente o mesmo. Hoje, compartilharemos informações sobre cabos SAS mini e os parâmetros de controle do processo de produção. Para cabos SAS de alta frequência, os indicadores de transmissão mais importantes são impedância, atenuação, perda de loop e crosswidth. A frequência de operação de um cabo SAS de alta frequência geralmente é de 2,5 GHz ou superior. Vamos analisar como produzir um cabo SAS de alta velocidade de qualidade.
Definição da estrutura do cabo SAS
Cabos de comunicação de baixa perda em alta frequência são geralmente feitos de polietileno expandido ou polipropileno expandido como materiais isolantes, com dois condutores isolados e um fio terra (alguns fabricantes utilizam cabos com isolamento duplo). A parte externa do condutor isolado e do fio terra é enrolada com folha de alumínio e fita de poliéster laminada. O projeto e o controle do processo de isolamento levam em consideração os requisitos de estrutura e desempenho elétrico da teoria de transmissão e transferência de alta velocidade.
Requisitos para condutores
Para SAS, que também é uma linha de transmissão de alta frequência, a uniformidade estrutural de cada parte é o fator chave para determinar a frequência de transmissão do cabo. Portanto, como condutor de uma linha de transmissão de alta frequência, a superfície deve ser arredondada e lisa, e a estrutura interna da malha deve ser uniforme e estável, para garantir a uniformidade do desempenho elétrico na direção longitudinal; o condutor também deve ter uma resistência CC relativamente baixa; ao mesmo tempo, deve-se evitar que, devido à fiação, equipamentos ou outros dispositivos, o condutor interno sofra curvaturas periódicas ou aperiódicas, deformações e danos, etc. Nas linhas de transmissão de alta frequência, a resistência do condutor é causada pela atenuação do cabo (parâmetros de alta frequência, artigo base 01 – atenuação), sendo esses os principais fatores. Existem duas maneiras de reduzir a resistência do condutor: aumentar o diâmetro do condutor ou escolher um material condutor com baixa resistividade. Quando o diâmetro do condutor é aumentado, para atender aos requisitos de impedância característica, o diâmetro externo do isolamento e do produto acabado deve ser aumentado proporcionalmente, resultando em aumento de custo e processamento mais complexo. A prata, um material condutor de baixa resistividade comumente usado, é uma excelente opção. Em teoria, o uso de condutores de prata reduziria o diâmetro do produto final e proporcionaria um ótimo desempenho. No entanto, como o preço da prata é muito superior ao do cobre, o custo de produção se torna inviável. Para conciliar o preço e a baixa resistividade, utilizamos o efeito pelicular no projeto dos condutores dos cabos. Atualmente, o SAS 6G utiliza condutores de cobre estanhado para atender aos requisitos de desempenho elétrico, enquanto os padrões SAS 12G e 24G começam a utilizar condutores banhados a prata.
Quando há corrente alternada ou campo eletromagnético alternado em um condutor, ocorre o fenômeno de distribuição desigual de corrente. À medida que a distância da superfície do condutor aumenta, a densidade de corrente diminui exponencialmente, ou seja, a corrente se concentra na superfície do condutor. Visto de um corte transversal perpendicular à direção da corrente, a intensidade da corrente na parte central do condutor é praticamente nula, ou seja, quase não há fluxo de corrente, apenas nas bordas do condutor ocorre um fluxo secundário. Em termos simples, a corrente se concentra na "pele" do condutor, fenômeno conhecido como efeito pelicular. Esse efeito é causado pela variação do campo eletromagnético, que cria um campo elétrico vorticoso no interior do condutor, anulando a corrente original. O efeito pelicular faz com que a resistência do condutor aumente com o aumento da frequência da corrente alternada, resultando na diminuição da eficiência da transmissão de corrente pelo fio. Isso leva ao uso de recursos metálicos, mas no projeto de cabos de comunicação de alta frequência, esse princípio pode ser aproveitado, com o método de revestimento de prata na superfície para atender aos mesmos requisitos de desempenho, reduzindo o consumo de metal e, consequentemente, o custo.
Requisitos de isolamento
O meio isolante deve ser uniforme, o mesmo que o do condutor. Para obter uma constante dielétrica S e um ângulo de tangente de perda dielétrica menores, os cabos SAS são geralmente isolados com PP ou FEP, e alguns cabos SAS também são isolados com espuma. Quando o grau de expansão é superior a 45%, a expansão química torna-se difícil e o grau de expansão não é estável; portanto, cabos acima de 12G devem adotar a expansão física.
A principal função da endoderme espumosa física é aumentar a adesão entre o condutor e o isolante. Uma certa adesão deve ser garantida entre a camada isolante e o condutor; caso contrário, forma-se um espaço de ar entre eles, resultando em alterações na constante dielétrica ε e no valor da tangente do ângulo de perda dielétrica.
O material isolante de polietileno é extrudado através da rosca até a extremidade do extrusor e, repentinamente exposto à pressão atmosférica na saída, forma orifícios e bolhas de ar. Como resultado, o gás é liberado no espaço entre o condutor e a abertura da matriz, formando um longo orifício com bolhas ao longo da superfície do condutor. Para solucionar esses dois problemas, é necessário extrudar simultaneamente uma camada de espuma. Essa fina camada é comprimida na camada interna para impedir a liberação de gás ao longo da superfície do condutor, e a camada interna sela as bolhas, garantindo a estabilidade uniforme do meio de transmissão. Isso reduz a atenuação e o atraso do cabo, assegurando uma impedância característica estável em toda a linha de transmissão. Para a seleção da espuma, é necessário que ela atenda aos requisitos de extrusão de parede fina em condições de produção em alta velocidade, ou seja, o material deve apresentar excelentes propriedades de tração. O LLDPE é a melhor escolha para atender a esse requisito.
Requisitos de equipamento
O fio condutor isolado é a base da produção de cabos, e a qualidade desse fio tem uma influência muito importante no processo subsequente. No processo de fabricação do fio condutor, o equipamento de produção deve possuir funções de monitoramento e controle online para garantir a uniformidade e a estabilidade do fio, além de controlar parâmetros do processo, como diâmetro, capacitância em água e concentricidade.
Antes da fiação diferencial, é necessário aquecer a fita de poliéster autoadesiva para derreter e fixar o adesivo termofusível na fita. A parte termofusível utiliza um pré-aquecedor eletromagnético com temperatura controlável, que permite ajustar a temperatura de aquecimento de acordo com as necessidades. Existem métodos de instalação vertical e horizontal para o pré-aquecedor. O pré-aquecedor vertical economiza espaço, mas o fio de enrolamento precisa passar por várias polias reguladoras com ângulos acentuados para entrar no pré-aquecedor, o que pode alterar a posição relativa do fio isolante e da fita de enrolamento, resultando na redução do desempenho elétrico da linha de transmissão de alta frequência. Em contraste, o pré-aquecedor horizontal está na mesma linha do par de fios de enrolamento. Antes de entrar no pré-aquecedor, o par de fios passa apenas por algumas polias reguladoras com a função de alinhamento. O enrolamento do fio de enrolamento não altera o ângulo ao passar pelas polias reguladoras, garantindo a estabilidade da posição de fase do fio isolante e da fita de enrolamento. A única desvantagem de um pré-aquecedor horizontal é que ele ocupa mais espaço e a linha de produção é mais longa do que uma máquina de enrolamento com um pré-aquecedor vertical.
Data da publicação: 16 de agosto de 2022
