現(xiàn)在傳統(tǒng)的機(jī)械連接器在外形和功能上都面臨著競(jìng)爭(zhēng)。非接觸式連接解決方案是一種無(wú)線纜的固態(tài)設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)近距離設(shè)備間的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。非接觸式解決方案利用高速毫米波射頻收發(fā)器和天線發(fā)送和接收信號(hào)，而不是使用電纜和機(jī)械連接器。

非接觸式連接解決方案剛剛開始進(jìn)入市場(chǎng)，但在廣泛的應(yīng)用中已被證明是機(jī)械連接器的可行替代品。它們?yōu)槭裁丛谠O(shè)計(jì)工程師中越來(lái)越受歡迎呢？

了解非接觸式連接的三種模式

并非所有的非接觸式連接都是一樣的。與機(jī)械連接器一樣，非接觸式連接器也有三種傳輸模式，每種模式都有自己獨(dú)特的用途和優(yōu)勢(shì)。

單向互聯(lián)只能單向傳輸數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可以從一個(gè)設(shè)備流向另一個(gè)設(shè)備，但反之則不然。單工連接器通常用于單向輸入的應(yīng)用，如鍵盤向計(jì)算機(jī)發(fā)送信號(hào)。

半雙向互聯(lián)可雙向傳輸數(shù)據(jù)，但不能同時(shí)傳輸。一些應(yīng)用實(shí)例包括筆記本電腦和外圍設(shè)備的無(wú)線基座，或視頻墻上各個(gè)顯示器的連接。

雙向互聯(lián)則可以在兩個(gè)設(shè)備之間同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，以提高效率并減少延遲。如今，全雙工功能可以通過(guò)兩對(duì)特定的半雙工設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，Molex莫仕的MX60 USB超高速非接觸式連接解決方案。未來(lái)的雙向互聯(lián)解決方案將把射頻收發(fā)器和天線集成在一個(gè)封裝中，只需使用一對(duì)器件。

非接觸式連接器的優(yōu)勢(shì)

非接觸式連接的出現(xiàn)，支持了當(dāng)今許多最流行的通信協(xié)議，如 USB 超高速(USB SuperSpeed)、千兆以太網(wǎng)和 DisplayPort。以下是設(shè)計(jì)人員應(yīng)該考慮使用非接觸式連接器替代機(jī)械連接器的幾個(gè)原因。

相近的傳輸速度

僅僅以特定協(xié)議進(jìn)行通信是不夠的，非接觸式連接解決方案必須具有與傳統(tǒng)機(jī)械解決方案類似的性能。Molex莫仕的 MX60超高速解決方案在全雙工模式下使用兩個(gè)線對(duì)時(shí)，傳輸速度可達(dá) 5 Gbps，使用四個(gè)線對(duì)時(shí)，傳輸速度則可達(dá) 10 Gbps，非常適合擴(kuò)展塢、加固型筆記本電腦、AR/VR 設(shè)備和工廠自動(dòng)化等應(yīng)用。我們預(yù)測(cè)在 2025 年至 2028 年期間非接觸式連接的可用速度將提高一倍以上，從而大幅擴(kuò)展適用的應(yīng)用類型。

更時(shí)尚的設(shè)計(jì)

非接觸式連接無(wú)需為機(jī)械連接器留出空間，從而使得設(shè)計(jì)更線條流暢、更美觀。可折疊顯示器可以省去用于隱藏電纜和連接器的鉸鏈或邊框。設(shè)計(jì)人員可以最大限度地減少 AR/VR 設(shè)備中支持音頻和視頻處理所需的布線，從而減少耳機(jī)的體積和重量。擴(kuò)展塢可讓筆記本電腦和外圍設(shè)備輕松連接，從而減少占用的桌面空間。

卓越的堅(jiān)固特性

非接觸式連接解決方案可實(shí)現(xiàn)完全密封的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，最大限度地減少灰塵、污垢和濕氣可能造成的損壞，因而是惡劣環(huán)境的理想選擇。此外，由于沒有線纜和機(jī)械連接器，消除了振動(dòng)、重復(fù)運(yùn)動(dòng)和重復(fù)連接造成的磨損，設(shè)備將不再需要診斷端口，而診斷端口特別容易受到環(huán)境的影響。

提升可制造性、可配置性和可測(cè)試性

移除診斷端口不僅能夠防止污染侵入，還能縮短制造、配置和測(cè)試產(chǎn)品的周期。工廠自動(dòng)化系統(tǒng)可立即連接、評(píng)測(cè)、診斷和修補(bǔ)設(shè)備，而無(wú)需人工干預(yù)或進(jìn)行機(jī)械連接。

提高便利性和用戶體驗(yàn)

對(duì)于設(shè)計(jì)工程師和終端用戶來(lái)說(shuō)，非接觸式解決方案相比其他互連解決方案更方便。設(shè)計(jì)人員可以使用非接觸式連接替代其他高速 I/O 或柔性電纜對(duì)板解決方案。終端用戶可以更快速地設(shè)置系統(tǒng)和設(shè)備，毋須連接或隱藏電纜。

需考慮電能消耗

雖然非接觸式連接擁有眾多優(yōu)點(diǎn)，但也有其缺點(diǎn)。與傳統(tǒng)連接器不同，非接觸式解決方案需要消耗電能。然而,MX60系列等解決方案的設(shè)計(jì)功耗僅為毫瓦級(jí)別。

改進(jìn)當(dāng)今和未來(lái)的應(yīng)用

非接觸式連接將在當(dāng)前和新興應(yīng)用中發(fā)揮主導(dǎo)作用，特別是涉及嚴(yán)苛環(huán)境的應(yīng)用，以下是幾個(gè)示例：

用戶只需將屏幕并排放置，即可輕松布置視頻顯示屏，從而實(shí)現(xiàn)顯示屏之間的信號(hào)收發(fā)。更高的耐用性是非常適合戶外應(yīng)用。

加固型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如防水網(wǎng)絡(luò)適配器）能夠抵御外界環(huán)境的侵襲，可將進(jìn)水風(fēng)險(xiǎn)降至最低，還能確保系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)間，減低因長(zhǎng)時(shí)間暴露在雨雪環(huán)境中而發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)。

工業(yè)機(jī)器人將通過(guò)用非接觸式解決方案替代機(jī)械連接器，最大限度地減少磨損，尤其是在暴露于運(yùn)動(dòng)和進(jìn)水的區(qū)域，如旋轉(zhuǎn)臂。電纜和連接器將不會(huì)受到重復(fù)彎曲運(yùn)動(dòng)的影響，從而避免日后使用后最終斷裂。

智能手表和智能手機(jī)等消費(fèi)電子產(chǎn)品可以變得更輕、更小、更時(shí)尚，同時(shí)提升耐用性和對(duì)環(huán)境條件的抵抗力。

醫(yī)療技術(shù)裝置（如消毒設(shè)備）可以減低敏感電子系統(tǒng)暴露于刺激性化學(xué)品、熱能和振動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。

自動(dòng)駕駛汽車能夠利用非接觸式解決方案進(jìn)行系統(tǒng)間通信，從而減輕車身重量并簡(jiǎn)化線纜連接。

審核編輯：劉清