Un nano-connecteur polarisé ultra-puissant permet d’élaborer des circuits miniatures haute densité

Le 22/12/2021 à 11:48 par Rédaction

Une nouvelle génération de connecteurs et de câbles améliore la robustesse des systèmes électroniques de demain.

Les instruments électroniques ultra-portables, dont les applications sont dédiées à des domaines tels que l’aéronautique, la robotique ou les dispositifs médicaux, doivent allier compacité, légèreté et robustesse. Les connecteurs et les câblages utilisés pour acheminer les données et les signaux entre les différents modules doivent répondre à ces exigences. En général, les signaux numériques haut-débit accélèrent les images critiques et les données d’activation afin de réguler les systèmes. Heureusement, de nombreux circuits avancés fonctionnent sur des niveaux de tension et d’intensité plus faibles, et les circuits imprimés de densité supérieure présentent un pas entre broches de 25 mils (millièmes de pouce, ou 0,625 mm). Les nouveaux capteurs utilisent des nano-connecteurs polarisés dans de nombreuses applications majeures allant des systèmes autonomes aux dispositifs à porter sur soi, mais aussi aux équipements robotiques, où la miniaturisation robuste est cruciale.

Pour répondre aux nouvelles exigences, les nano-connecteurs polarisés d’Omnetics ont été conçus, fabriqués et testés au moyen de nano-broches et de prises de style militaire permettant de maintenir un signal constant durant les chocs et les vibrations dans les dispositifs électroniques portables robustes. Le pas entre broches est de 25 millièmes de pouce et utilise à la fois les fiches mâles et femelles dans le même isolateur. La conception du connecteur garantit l’auto-alignement durant le processus d’enfichage. Les coques et fils adaptés aux connecteurs SMT notamment sont disponibles dans des configurations de 4 à 24 fils. Les câblages classiques des interconnexions sont réalisés avec du fil de cuivre multibrins isolé en Teflon® 30 AWG, dimensionné pour une intensité maximale d’1 ampère. En reprenant certains éléments essentiels des connecteurs Nano-D développés selon la norme militaire 32139, le nano-connecteur polarisé broche-douilles utilise les mêmes ressorts BeCu trempés à chaud ou des éléments flexibles plaqués au nickel puis à l’or.

La puissance du ressort demeure stable tout au long des cycles de température et des usages quotidiens intenses, tandis que le revêtement des éléments clés offre une résistance de contact très faible tout au long de la vie de l’instrument. Les nano-connecteurs polarisés sont utilisés dans les paquets de données des équipements de surveillance discrète nécessitant un connecteur miniature et un câble pour systèmes de caméra miniaturisés. Les nano-caméras fonctionnent en mode furtif dans des applications de visualisation embarquée, mais aussi lorsqu’elles sont placées sur des soldats débarqués et des systèmes portatifs. Des prises montées à plat s’adaptent à la taille et à la hauteur des autres composants actifs des interfaces électroniques. L’interconnexion broche-douille préserve l’intégrité du signal durant les poursuites actives dans des situations intenses, et peut être facilement branchée et débranchée dans des environnements discrets. Les systèmes de surveillance LIDAR embarqués sur des satellites ou des armes autonomes sont dédiés aux situations d’imagerie plus délicates, comme l’analyse hyperspectrale et la cartographie géophysique. Les dispositifs à transfert de charge et les puces CMOS améliorent rapidement leurs capacités de résolution. Les récepteurs parallèles augmentent également la largeur et la résolution de capture d’image. En conséquence, les vitesses de traitement sont doublées, avec des formats d’image plus grands et l’utilisation de fréquences de trame passant de 30 ou 60 images/seconde à plus de 100 images/seconde. Ceci fait passer les débits de signaux numériques de 5 gigabits/seconde à plus de 10 gigabits/seconde. Afin de gérer cette demande de résolution supérieure associée à un plus haut débit, de nouveaux types de câbles et de connecteurs sont nécessaires pour acheminer des signaux de qualité vers le processeur d’image et les systèmes de stockage. Les nano-connecteurs polarisés sont largement utilisés dans les dispositifs électroniques de guidage de missiles, qui nécessitent des forces d’inertie et de vibration élevées. Les drones requièrent souvent une force simple et rapide d’accouplement et de désaccouplement des modules GPS et caméra, ainsi qu’une capacité d’installation rapide de nouveaux modules de stockage de données embarqués. Les débits numériques de 5 Gigabits/seconde doivent être téléchargés de façon fiable et rapide. En utilisant des raccords de câble Fire Wire dotés de nano-connecteurs, les signaux sont sécurisés et les bruits de câbles réduits. Les nano-connecteurs polarisés, caractérisés par leur petite taille et leur poids réduit, se sont révélés performants.

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