Fortschritte bei intelligentem Fahren, Rundumkameras, Cockpits mit mehreren Displays und Automotive Ethernet treiben die Datenraten im Fahrzeug in den Multi-Gigabit-Bereich. Ingenieure benötigen Lösungen, die eine zuverlässige Hochgeschwindigkeitsverbindung ermöglichen und zugleich die begrenzten Platzverhältnisse im Fahrzeuginnenraum berücksichtigen.
Dank ihrer hervorragenden Hochfrequenzeigenschaften, des modularen Gehäusedesigns und der zuverlässigen Abschirmung sind H-MTD-Steckverbinder zu einer beliebten Lösung für die Hochgeschwindigkeitskommunikation im Fahrzeug geworden.
Dieser Leitfaden bietet einen detaillierten Überblick über H-MTD-Steckverbinder – einschließlich ihrer Kategorien, Auswahlkriterien und praktischen Einsatzbereiche – und unterstützt Sie dabei, die passende Lösung zu wählen.
Was ist ein H-MTD-Steckverbinder?
Was bedeutet H-MTD?
H-MTD steht für High-Speed Modular Twisted-Pair Data und bezeichnet ein von Rosenberger entwickeltes modulares Hochgeschwindigkeits-Datensteckverbindersystem für Fahrzeuge. Es wurde für die Übertragung hochfrequenter Differenzsignale zwischen elektronischen Geräten im Fahrzeug entwickelt und unterstützt Automotive Ethernet, LVDS sowie verschiedene digitale Kommunikationsprotokolle.
Im Gegensatz zu universellen Steckverbindern ist H-MTD für die Übertragung differentieller Signale über verdrillte Adernpaare optimiert und unterstützt sowohl geschirmte Twisted-Pair-Kabel (STP) als auch ungeschirmte Twisted-Pair-Kabel (UTP).
Dank des modularen Designs lassen sich ein oder mehrere Hochgeschwindigkeits-Datenkanäle auch bei begrenztem Einbauraum im Fahrzeug installieren. Damit erfüllt das System die praktischen Anforderungen von Fahrzeugkabelbäumen.
Wichtige Merkmale des H-MTD-Steckverbinders
- Modulares Portdesign
Verfügbar in verschiedenen Ausführungen mit einem, zwei, vier oder sechs Ports sowie mit integrierten Stromversorgungskontakten. Mehrere Ports in einem Gehäuse sparen Einbauraum im Fahrzeug und ermöglichen eine flexible Anpassung an unterschiedliche Geräte und Kabelbaumlayouts.
- Differenzielle Übertragung über verdrillte Adernpaare
Kompatibel mit geschirmten Twisted-Pair-Kabeln (STP) und ungeschirmten Twisted-Pair-Kabeln (UTP). Differenzielle Signalpaare bilden einen zuverlässigen Hochgeschwindigkeits-Übertragungskanal und eignen sich damit für Anwendungen wie Kameras, Displays und Steuergeräte.
- Hochgeschwindigkeits-Übertragungsleistung
Unterstützt Frequenzen bis zu 20 GHz und Datenraten bis zu 56 Gbps und erfüllt damit die Anforderungen an eine Kommunikation mit hoher Bandbreite in Fahrzeugsystemen.
Hinweis: Die maximale Datenrate von 56 Gbps bei H-MTD bezeichnet die Hardwareleistung des Steckverbinders selbst. Die tatsächlich verfügbare Bandbreite hängt unter anderem von Kabeln, Kommunikationsprotokollen und SerDes-Chips ab. Der Steckverbinder allein garantiert nicht, dass das System 56 Gbps erreicht.
- Flexible Konfiguration
Verschiedene Port- und Kabelkombinationen unterstützen Anwendungen mit mehreren Fahrzeugsensoren und der Übertragung großer Bilddatenmengen.
H-MTD-Codierung
Warum benötigen H-MTD-Steckverbinder eine Codierung?
Fahrzeugkabelbäume enthalten viele Steckverbinder, die ähnlich aussehen können. Wären Steckverbinder für unterschiedliche Signalverbindungen frei austauschbar, könnten sie bei der Montage falsch verbunden werden. Das würde den Einbau des Kabelbaums und den Systembetrieb beeinträchtigen.
H-MTD verwendet Codierungen, um die jeweilige mechanische Steckverbindung zu kennzeichnen. Jeder Code entspricht einer anderen physischen Bauform, sodass nur kompatible Stecker und Buchsen korrekt zusammenpassen. Gehäusefarben erleichtern dem Montagepersonal die schnelle Identifizierung der Produkte.
Die Codierung soll vor allem Fehlsteckungen verhindern. Sie gibt weder die Datenrate noch das Kommunikationsprotokoll an und bedeutet auch nicht, dass Produkte mit unterschiedlichen Codes andere elektrische Eigenschaften haben.
Wie unterscheiden sich die H-MTD-Codierungen?
Die wesentlichen Unterschiede zwischen den H-MTD-Codierungen betreffen die physische Bauform und die Gehäusefarbe. Elektrische Leistung und Impedanz bleiben gleich.
- Unterschiedliche physische Bauformen: Die Steckprofile unterscheiden sich je nach Codierung, etwa in Form und Position von Verwechslungsschutz-Nasen, Führungsnuten und Positionierungselementen. Nur der jeweils passende Stecker und die passende Buchse lassen sich korrekt verbinden; so sinkt das Risiko einer Fehlsteckung.
- Unterschiedliche Gehäusefarben: Verschiedene Codes verwenden üblicherweise unterschiedliche Farben. Das erleichtert die visuelle Identifizierung bei Produktion, Montage und Wartung. Die Farbe dient als Erkennungshilfe und ersetzt weder den Produktcode noch die Schnittstellenspezifikationen.
- Gleiche elektrische Leistung und Impedanz: Die Codierung kennzeichnet die mechanische Steckkonfiguration und nicht die elektrischen Parameter. Bei der Auswahl müssen Kabeltyp, Übertragungsanforderungen und Schnittstellenkonfiguration weiterhin anhand des Systemdesigns geprüft werden.
Referenz für H-MTD-Codierungen
H-MTD bietet mehrere Codierungsoptionen. Die folgende Tabelle zeigt gängige Codes und die dazugehörigen Gehäusefarben. Die tatsächliche Verfügbarkeit kann je nach Produktreihe variieren.
Bitte beachten Sie, dass die Z-Codierung eine neutrale Codierungsoption ist und anderen Steckregeln folgt. Prüfen Sie bei der Auswahl oder beim Austausch eines Steckverbinders die Codierungsangaben zur Geräteschnittstelle, zum Gegenstück und zu den Produktzeichnungen. Die Gehäusefarbe allein reicht nicht aus, um die Kompatibilität festzustellen.
H-MTD-Steckverbindertypen
Standard-H-MTD-Steckverbinder
Standard-H-MTD-Steckverbinder verbinden Kabel mit Geräten. Außerdem sind Varianten für die Leiterplattenmontage erhältlich. Die Einteilung erfolgt nach folgenden Merkmalen:
Einteilung nach Steckverbinder-Geschlecht
H-MTD-Steckverbinder sind als Stecker und Buchsen erhältlich. Sie müssen zur Schnittstellenausführung des Geräts und zu den Kabelenden passen.
Einteilung nach Ausrichtung
Zu den gängigen Ausführungen gehören gerade und rechtwinklige Steckverbinder, je nach Ausrichtung der Schnittstelle oder des Kabelabgangs. Gerade Steckverbinder folgen der Steckrichtung. Rechtwinklige Varianten ändern die Verbindungs- oder Kabelabgangsrichtung und eignen sich dadurch für unterschiedliche Einbauräume und Kabelbaumführungen.
Einteilung nach Anzahl der Ports
H-MTD-Gehäuse sind mit einem, zwei, vier oder sechs Ports erhältlich und decken damit unterschiedliche Zahlen von Datenverbindungen ab. Mehrportausführungen bündeln mehrere Datenverbindungen in einem Schnittstellenbereich. Die Portanzahl muss zur Geräteschnittstelle und zum Kabelbaumdesign passen.
Einteilung nach Montageart
- Kabelseite: Die Adern werden durch Crimpen angeschlossen. H-MTD-Kabelkonfektionen sind ebenH-MTD cable assembliesfalls vormontiert erhältlich.
- Leiterplattenseite: Die Steckverbinder können per SMT (Oberflächenmontage) oder DIP (Durchsteckmontage) auf der Leiterplatte montiert werden.
Wasserdichte H-MTD-Steckverbinder
Wasserdichte H-MTD-Steckverbinder verfügen über integrierte Dichtungen, die die Verbindungspunkte bei Einbauorten mit Feuchtigkeit schützen.
Sie sind in verschiedenen Bauformen erhältlich, etwa als Kabel- oder Leiterplattenversion sowie mit einem, zwei oder mehreren Ports. Dabei behalten sie die Hochgeschwindigkeits-Datenschnittstelle der H-MTD-Serie bei und bieten zugleich Wasser- und Staubschutz für unterschiedliche Einbauumgebungen.
H-MTD+ mit 6 Leistungskontakten
H-MTD+ mit 6 Leistungskontakten ergänzt die standardmäßige H-MTD-Datenverbindung um sechs Stromkontakte. Da Datenübertragung und Stromversorgung getrennte Kontakte nutzen, kann eine Steckverbinderbaugruppe sowohl Datenverbindungen als auch die Stromversorgung übernehmen. Dadurch sind am Gerät weniger separate Daten- und Stromschnittstellen erforderlich.
Die derzeit erhältlichen H-MTD+-Steckverbinder mit 6 Leistungskontakten bieten unter anderem folgende Signalkonfigurationen:
- Steckverbinder mit 2 Signalkontakten und 6 Leistungskontakten
- Steckverbinder mit 4 Signalkontakten und 6 Leistungskontakten
Der Nennstrom pro Leistungskontakt beträgt ca. 1,5 A DC (nur Steckverbindergehäuse). Die tatsächliche Strombelastbarkeit hängt von den Kabelbaumspezifikationen, dem Leiterplattenlayout und der Umgebungstemperatur ab.
H-MTD+-Steckverbinder sind außerdem in verschiedenen Konfigurationen erhältlich, darunter Kabel- und Leiterplattenmontage sowie gerade, rechtwinklige und wasserdichte Ausführungen.
H-MTD e
H-MTD e gehört zur H-MTD-Produktfamilie und wurde für ungeschirmte Twisted-Pair-Verbindungen (UTP) entwickelt, darunter Automotive-Ethernet-Anwendungen. Anders als Standard-H-MTD ist diese Variante speziell für UTP-Kabel ausgelegt. Die Verfügbarkeit ist begrenzt; konkrete Modelle können je nach Anbieter variieren.
Schnellvergleich der vier H-MTD-Konfigurationen:
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Typ |
Hauptmerkmal |
Anwendungsanforderung |
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Standard-H-MTD |
Mehrere Portzahlen und Anschlussvarianten |
Portanzahl, Schnittstellentyp und Kabelkompatibilität |
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Wasserdichtes H-MTD |
Dichtungsstruktur zum Schutz |
Schutzanforderungen am Einbauort |
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H-MTD+ mit 6 Leistungskontakten |
Kombiniert Signal- und Stromkontakte |
Anschluss für Daten- und Stromübertragung |
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H-MTD e |
Ethernet-Verbindung für UTP |
UTP-basiertes Automotive Ethernet |
H-MTD-Anwendungen
Automotive Ethernet
Automotive Ethernet verbindet elektronische Steuergeräte (ECUs) im Fahrzeug und kann auch Daten von Sensoren, Kameras und anderen Systemen übertragen. Da Fahrzeugnetzwerke immer größere Datenmengen verarbeiten, müssen Steckverbinder die erforderlichen Datenverbindungen auf begrenztem Einbauraum unterstützen.
Das modulare Design von H-MTD unterstützt unterschiedliche Portzahlen und Kabelanordnungen und eignet sich daher für Automotive-Ethernet-Verbindungen. Das konkrete Produkt sollte anhand der Übertragungsanforderungen der Verbindung, des Kabeltyps und der Schnittstellenkonfiguration ausgewählt werden.
ADAS- und Kamerasysteme
ADAS-Kameras erfassen Bilddaten und übertragen sie an ein Steuergerät oder eine Verarbeitungseinheit. In Systemen mit differentiellen Twisted-Pair-Verbindungen kann H-MTD die Verbindung zwischen Kamera und Verarbeitungseinheit herstellen.
Wenn mehrere Kameras auf begrenztem Raum angeschlossen werden müssen, können Mehrportausführungen mehrere Datenverbindungen bündeln. Verwendet ein System Koaxialkabel, ist eine für Koaxialverbindungen ausgelegte Steckverbinderlösung erforderlich; H-MTD ist kein direkter Ersatz dafür.
Infotainment- und Displaysysteme
Video und andere Hochgeschwindigkeitsdaten müssen zwischen Haupteinheit, Kombiinstrument, Zentraldisplay und Rücksitzdisplays übertragen werden. H-MTD kann für die Hochgeschwindigkeits-Datenverbindungen zwischen diesen Geräten eingesetzt werden. Das Mehrportdesign unterstützt zudem Anordnungen, bei denen mehrere Displays in einem Bereich angeschlossen werden.
Der Steckverbinder stellt die physische Verbindung her; das Systemdesign legt fest, welche Daten übertragen werden und welches Kommunikationsprotokoll zum Einsatz kommt. Die Verbindungslösung für ein Displaysystem muss daher zur Geräteschnittstelle und zu den Anforderungen der Verbindung passen.
So wählen Sie einen H-MTD-Steckverbinder aus
Bei der Auswahl eines H-MTD-Steckverbinders sind die Datenverbindung, die Steckverbinderkonfiguration und die Einbauumgebung zu berücksichtigen. In den vorherigen Abschnitten wurden Codierung und Hauptproduktarten behandelt. Dieser Abschnitt erläutert, welche Spezifikationen und Betriebsbedingungen bei der Auswahl zu prüfen sind.
Anforderungen an Datenverbindung und Kabel prüfen
Ermitteln Sie zunächst das Kommunikationsprotokoll und die angestrebte Datenrate der Verbindung. H-MTD hat eine Nennimpedanz von 100 Ω und unterstützt Frequenzen bis zu 20 GHz. Die maximale Hardwareleistung des Steckverbinders von 56 Gbps bedeutet jedoch nicht, dass die gesamte Verbindung diese Datenrate erreicht. Die tatsächliche Leistung hängt auch von Kabel, Protokoll, Geräten und Signal-Integritätsdesign ab.
Auch der Kabeltyp muss zum Steckverbinder passen. Prüfen Sie, ob die Anwendung geschirmte Twisted-Pair-Kabel (STP) oder ungeschirmte Twisted-Pair-Kabel (UTP) verwendet, und ob Leiterquerschnitt sowie Kabelaußendurchmesser den Anforderungen des Steckverbinders entsprechen. Bei vorkonfektionierten Kabeln müssen Kabellänge und Steckverbinder an beiden Enden zur Verkabelung passen.
Steckverbinderschnittstelle und Konfiguration abstimmen
Codierung, Steckverbinder-Geschlecht und Portanzahl müssen zur Geräteschnittstelle passen. Wählen Sie Ausrichtung und Montageart passend zum verfügbaren Platz und zur Kabelführung, beispielsweise eine gerade oder rechtwinklige Ausführung sowie einen Kabel- oder Leiterplattensteckverbinder.
Steckverbinder auf der Leiterplattenseite müssen zum Leiterplattenlayout und zu den Montageanforderungen passen. Steckverbinder auf der Kabelseite müssen mit den Kabelspezifikationen und der Anschlusstechnik übereinstimmen. Prüfen Sie anhand der Produktzeichnungen und Spezifikationen des ausgewählten Modells die genaue Konfiguration.
Einbauumgebung und Projektstandards prüfen
Der Einbauort des Steckverbinders beeinflusst die Schutz- und Qualifikationsanforderungen. Prüfen Sie Folgendes:
- Umgebungsbedingungen: Temperaturbereich, Vibrations- und Stoßbelastung sowie mögliche Einwirkung von Feuchtigkeit oder Staub.
- Dichtungsanforderungen: Ist Schutz vor Wasser oder Staub erforderlich, wählen Sie eine geeignete wasserdichte Version und prüfen Sie Schutzart sowie Prüfergebnisse des konkreten Modells.
- Projektstandards: Das Projekt kann die Einhaltung von Normen wie LV214 oder USCAR erfordern. Qualifikationsergebnisse können je nach Modell variieren. Vergewissern Sie sich daher, dass das gewählte Produkt die Projektanforderungen erfüllt.
Stromversorgung und Montageanforderungen prüfen
Müssen Daten und Strom über denselben Anschlusspunkt übertragen werden, kommt H-MTD+ mit 6 Leistungskontakten infrage. Die Leistungskontakte sind für bis zu 1,5 A DC ausgelegt. Die tatsächliche Strombelastbarkeit hängt auch von Kabel, Leiterplattendesign und Umgebungstemperatur ab. Prüfen Sie daher die Spezifikationen des konkreten Modells.
Prüfen Sie vor der Montage außerdem, ob Kabelabgangsrichtung, Biegeraum des Kabelbaums und Befestigungspunkte zum Geräteaufbau passen. Sind Crimp- oder Reparaturarbeiten vor Ort erforderlich, müssen geeignete Kontakte, Werkzeuge und Montageverfahren verfügbar sein. Prüfen Sie bei vorkonfektionierten Kabeln auch Länge und Steckverbinderkonfiguration.
Fazit
H-MTD ist ein modulares Steckverbindersystem für die Hochgeschwindigkeitsübertragung differentieller Daten in Fahrzeugen. Die Codierung hilft, Fehlsteckungen zu vermeiden. Die verschiedenen Konfigurationen unterstützen Anwendungen wie Automotive Ethernet, ADAS-Kameras sowie Infotainment- und Displaysysteme.
Prüfen Sie bei der Auswahl eines H-MTD-Steckverbinders zunächst die Anforderungen an Datenverbindung und Kabel. Stimmen Sie den Steckverbinder anschließend auf Geräteschnittstelle, Einbauumgebung und Strombedarf ab.
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Häufig gestellte Fragen
F1: Was ist ein H-MTD-Z-Steckverbinder?
In Produktbeschreibungen zu H-MTD steht „Z“ üblicherweise für die Z-Codierung. Bei manchen Produktnamen entfällt das Wort „Code“, sodass sie lediglich als „H-MTD Z“ bezeichnet werden. „Z“ kann jedoch auch Teil einer Modellnummer oder Konfigurationskennung sein und sollte daher im Zusammenhang mit dem vollständigen Produktnamen interpretiert werden.
F2: Welche Datenraten erreicht Automotive Ethernet mit H-MTD?
Automotive Ethernet mit H-MTD unterstützt Datenraten von 100 Mbps, 1 Gbps, 2,5 Gbps, 5 Gbps und 10 Gbps. Die maximale Datenrate beträgt 10 Gbps.
F3: Welche Vorteile bietet H-MTD gegenüber HSD-Steckverbindern?
Im Vergleich zu HSD-Steckverbindern unterstützt die H-MTD-Serie höhere Datenraten und bietet eine größere Auswahl an Portkonfigurationen. Damit eignet sie sich für Anwendungen, bei denen mehrere Hochgeschwindigkeits-Datenverbindungen integriert werden müssen.
F4: Welche Kabeltypen unterstützt H-MTD?
H-MTD-Produkte sind mit Kabeln wie geschirmten Twisted-Pair-Kabeln (STP) und ungeschirmten Twisted-Pair-Kabeln (UTP) kompatibel. Außerdem gibt es Produkte für bestimmte Kabeltypen.
F5: Unterstützt H-MTD hochauflösende 4K-Displays?
Ja. H-MTD kann für Datenverbindungen in Displaysystemen mit 4K- oder höherer Auflösung verwendet werden. Die tatsächliche Unterstützung hängt vom Übertragungsprotokoll und der Datenrate der Displayverbindung ab.
