Hybrid Composite Cable | Signal + Power + Fiber in One Assembly

混合复合电缆

混合复合电缆将微同轴信号、电源导体和光纤结合在一个组件中。用于外科机器人、CT扫描仪、EP导管。反螺旋设计用于扭转弯曲。定制架构。EMI隔离>60 dB。
超细规 × 超高核心密度
ePTFE 低损耗介质技术
双层屏蔽 — 通道隔离 >40 dB
高柔性 — 1M 弯曲 / 5M 扭转循环
ISO 9001 认证 · 快速周转 · 完全定制
相位匹配 ±1% — 100% TDR 验证

A混合复合电缆将多种信号类型——微同轴、差分对、电源导体、光纤和特殊元素——组合成一个带有共同外护套的单一集成组件。这消除了通过同一导管布线多个单独电缆的需要,减少了设备的横截面,简化了组装,并通过消除电缆间的摩擦提高了可靠性。

我们为外科机器人仪器、CT扫描仪门架、内窥镜系统、病人监测设备以及任何需要在单一电缆路径中实现多种信号模式的医疗或工业设备设计和制造定制混合复合电缆。

可用元件

元件类型AWG / 规格阻抗 / 额定值功能
微型共轴(单根)36–50 AWG,银镀铜50 Ω ± 2 Ω超声波,传感器,视频
微型共轴(捆绑)42–44 AWG,相位匹配50 Ω,±1% 匹配相控阵成像
双轴差分对42–44 AWG,银镀铜100 Ω 差分USB 3.2,HDMI,LVDS,高速数据
电源导体18–30 AWG 绞合铜,FEP/PFA额定300–1000V电机驱动,射频消融,LED 电源
单模光纤9/125 μm,0.9 mm 紧密缓冲—照明,OCT,数据上行
多模光纤50/125 或 62.5/125 μm—高功率照明
热电偶对36 AWG T型或K型—温度监测
应变计导线32–36 AWG,4线惠斯登电桥—力/压力传感
气体/液体管PTFE,0.3–1.5 mm 内径—灌溉,吸引,气动
强度构件芳纶纱或不锈钢钢丝绳—拉伸载荷承载
EMI屏蔽层铜-聚酯薄膜包裹—信号组之间的隔离

上述元素的任何组合都可以集成到一个单一的混合组件中。我们已交付包含多达12种不同元素类型的混合电缆。

结构架构

同心层架构
元素排列成同心环——信号核心(中心)、EMI屏障、电源环、光纤环、强度构件、外护套。最适合元素分布对称的圆形电缆。用于CT门架电缆、病人监测和一般医疗设备。

扇区架构
电缆横截面分为角扇区,每个扇区包含不同的元素组。实现扇区之间优化的EMI隔离。用于EP消融导管(信号扇区与RF电源扇区)和混合内窥镜。

反螺旋架构
元素以交替的螺旋方向缠绕,以实现扭转柔性能力。对需要±270°旋转的外科机器人仪器是强制性的。有关详细的反螺旋设计信息,请参见机器人手术电缆产品页面。

平面/带状架构
元素以平行平面配置排列,以便于铰链和折叠布线。用于笔记本风格的设备盖、可调显示臂和扁平电缆路径。

设计示例

示例 1 — 外科机器人仪器电缆
32 × 42 AWG同轴(力传感器)+ 4 × 双轴(4K视频)+ 6 × 26 AWG电源(3个电机 × 2个导体)+ 2 × SM光纤(照明)+ 芳纶强度构件。反螺旋结构。总外径:9.5 mm。扭转寿命:> 5M次循环,±270°。

示例 2 — CT门架滑环电缆
128 × 42 AWG同轴(探测器数据)+ 8 × 24 AWG电源(高压供电)+ 4 × 双轴(控制数据)。同心架构。总外径:14 mm。扭转寿命:> 5M次循环,±360°连续旋转。

示例 3 — 高级内窥镜
8 × 44 AWG同轴(4K视频)+ 2 × 28 AWG电源(LED)+ 1 × SM光纤(OCT)+ 1 × PTFE管0.5 mm ID(灌溉)。扇区架构。总外径:3.8 mm。弯曲寿命:> 1M次循环,半径15 mm。

示例 4 — EP消融导管
20 × 46 AWG同轴(映射)+ 2 × 28 AWG电源(RF消融)+ 2 × 36 AWG热电偶 + 1 × PTFE管(灌溉)。扇区架构,信号与电源之间有EMI屏障。总外径:2.6 mm(8 Fr轴)。

元素组之间的EMI隔离

混合电缆将信号级导体(微伏到毫伏)置于电源导体(数百伏的安培)附近。如果没有适当的隔离,电源导体的辐射会耦合到信号通道中,降低信噪比。

我们的隔离方法:

物理分离:信号和电源组被放置在电缆横截面内的不同扇区或同心层中,最大径向距离。

EMI屏障层:信号和电源组之间的铜-聚酯箔包裹,电缆两端接地。在100 kHz到100 MHz的频率下提供> 40 dB的隔离。

差分信号:在可能的情况下,信号通道使用差分对(双轴)以实现对耦合噪声的共模抑制。

测量的隔离:我们通过在客户感兴趣的频率下使用VNA测量验证混合原型的信号与电源隔离。典型成就:在500 kHz(EP消融)下> 60 dB,在10 MHz(一般医疗)下> 50 dB。

常见问题

如何在电缆弯曲时防止光纤微弯损耗?

光纤被放置在电缆的中性扭转轴上(中心核心或几何平衡位置),在弯曲和扭转过程中应变最小。紧缓冲结构(0.9毫米)和松管选项(用于极端柔性)保护光纤。在±270°扭转期间测得的额外插入损耗:在我们的反螺旋结构中,单模光纤的损耗小于0.5 dB。

您能将同轴与气体/液体管结合吗?

是的。PTFE管(内径0.3–1.5毫米)与电气元件集成在一起。管子被放置在低应变区域,以防止在电缆弯曲时塌陷。常见应用:灌溉尖端的EP消融导管和带有气/水通道的内窥镜。

混合电缆的最小外径是多少?

取决于元件数量和类型。最小实用尺寸:对于4同轴+2电源+1光纤配置,使用44 AWG同轴电缆,外径约为1.8毫米。大多数用于外科手术的混合电缆应用外径范围为5–12毫米。

定制混合电缆的开发需要多长时间?

规格审查和DFM:1–2周。第一个原型:根据复杂性需要4–8周。资格测试(弯曲寿命、EMI、环境):2–4周。从规格到合格设计的总开发周期:8–14周。

需要一种结合信号、电源和光纤的混合电缆吗?分享您的元件列表、外径限制、弯曲要求和环境——我们将提出一种结构架构。

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应用

超声波探头和传感器

现代3D超声波探头包含128-512个压电元件,需要精确匹配的电路径长度以实现准确的波束形成。多核微型同轴电缆提供每通道屏蔽,具有相位匹配的结构,作为GE、飞利浦、西门子和迈瑞平台的核心互连。

医疗内窥镜摄像头

直径为2-4毫米的内窥镜插入管必须在承受超过100万次的弯曲循环的同时传输高清/4K视频。使用42-46 AWG的绞合导体,外径可小至1.2毫米,支持HD-SDI和4K LVDS信号,同时满足ISO 10993生物相容性要求。

机器人手术电缆

机器人手术臂必须通过±270°的关节传输成像信号、电外科射频功率、电机驱动电流和光纤照明——所有这些都在一个单一的混合组件中。微型同轴元件作为信号核心,经过500万次扭转弯曲循环的资格认证。

NDT超声检测(PAUT / TOFD)

石化、核能和航空航天行业的焊接检测和腐蚀测绘使用PAUT和TOFD——需要16-256核、相位匹配±1%、50 Ω的微型同轴束,具有工业PUR/FEP/PTFE外套,符合ASME V和EN 583-2标准。

MRI兼容设备电缆

MRI孔呈现三种电磁环境,要求所有金属通过ASTM F2503的铁磁性评估。非磁性镀银铜合金导体符合1.5T/3T MRI安全要求,适用于MRI引导的干预、线圈连接和CT探测器阵列互连。

半导体/工业机器人/航空航天

半导体晶圆AOI检测、工业机器人关节布线和航空航天传感器阵列都需要高密度、细规电缆,具有紧密的阻抗控制和信号完整性——微型同轴电缆在高频传输、通道隔离和紧凑结构方面提供无与伦比的性能。