ใช้คอนเน็กเตอร์แบบชีลด์เพื่อการเชื่อมต่อความเร็วสูงที่เชื่อถือได้ในรูปแบบที่กะทัดรัดและหนาแน่น

การชีลด์ทางไฟฟ้าคือข้อพิจารณาด้านการออกแบบและการผลิตที่เป็นข้อกังวลของวิศวกรในการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นับตั้งแต่ยุคแรกๆ แต่ก็น่ากังวลมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่ออัตราการรับส่งข้อมูลเพิ่มขึ้น และระบบต่างๆ มีขนาดเล็กลงและผสานรวมเข้ากับสายสัญญาณในบริเวณใกล้เคียงกันได้มากขึ้น โดยแนวโน้มเหล่านี้ทำให้แนวคิดที่เรียบง่ายเกิดความซับซ้อนอย่างมาก กล่าวคือการป้องกันไม่ให้สัญญาณภายนอกที่ไม่พึงประสงค์เข้าถึงและส่งผลกระทบต่อตัวนำที่ส่งสัญญาณ และป้องกันไม่ให้พลังงานของสัญญาณที่ต้องการแผ่ออกไปด้านนอกและส่งผลกระทบต่อตัวนำและวงจรในบริเวณใกล้เคียง

เพื่อให้มีประสิทธิภาพ การชีลด์จะต้องห่อหุ้มตัวนำที่ใช้งานอยู่ทั้งหมด โดยสร้างสิ่งกีดขวางที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า 360° ตลอดเส้นทางทั้งหมด รวมถึงคอนเน็กเตอร์ปลายสายด้วย เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ นักออกแบบหลายคนคิดว่าพวกเขาจะต้องใช้สายโคแอกเซียลและคอนเน็กเตอร์ เนื่องจากสามารถจบชีลด์สายเคเบิลภายในได้ในขณะที่ยังคงความสมบูรณ์ของชีลด์ 360° อย่างไรก็ตาม ความหนาแน่นของช่องสัญญาณพื้นที่ผลลัพธ์เมื่อใช้สายโคแอกเซียลนั้นมีค่าต่ำ ดังนั้นแนวทางนี้จึงไม่เหมาะที่จะตอบสนองความต้องการทางไฟฟ้าและกายภาพความเร็วและความหนาแน่นสูงของการใช้งานในการเชื่อมต่อระหว่างบอร์ดกับบอร์ดและบอร์ดกับแบ็คเพลนจำนวนมาก วิธีแก้ไขคือการเลือกใช้การเชื่อมต่อระหว่างกันที่มีความเร็วสูงและมีการชีลด์ทั้งหมด ซึ่งสิ่งเหล่านี้รองรับการนับจำนวนเส้นทางสัญญาณสูงในคอนเน็กเตอร์แบบชีลด์เพียงตัวเดียว

บทความนี้จะกล่าวถึงความรู้พื้นฐานการชีลด์และความท้าทายที่นักออกแบบต้องเผชิญเมื่อใช้การเชื่อมต่อและการชีลด์ที่มีจำนวนช่องสัญญาณสูงที่สายโคแอกเชียลช่องเดียวหลายสายจะมีขนาดใหญ่และเทอะทะเกินไป โดยแสดงให้เห็นว่าเหตุใดการห่อหุ้มชีลด์แบบ 360° ที่ครอบคลุมทุกด้านจึงมีความสำคัญเป็นพิเศษ และใช้คอนเน็กเตอร์แบบมีฉนวนหลายตระกูลจาก Samtec เพื่อแสดงตัวอย่างแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการออกแบบและการใช้งานเพื่อความสมบูรณ์ของสัญญาณความเร็วสูงในพื้นที่จำกัด

เริ่มต้นด้วยความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับการชีลด์

สายเคเบิลและการเชื่อมต่อระหว่างกัน (คอนเน็กเตอร์) เป็นส่วนสำคัญของระบบเกือบทั้งหมด โดยอาจเชื่อมต่อมาเธอร์บอร์ดเข้ากับบอร์ดเสริมลอยตัว, บอร์ดเข้ากับแผงควบคุมผู้ใช้, อินเตอร์เฟสเฉพาะ หรือการจัดเรียงอินพุต/เอาท์พุต (I/O) โดยการเชื่อมต่อระหว่างกันต้องรองรับแบนด์วิธของสัญญาณ และยังทนทานต่อการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า/การรบกวนความถี่วิทยุ (EMI/RFI) เพื่อรักษาความสมบูรณ์ของสัญญาณ ในขณะเดียวกัน จะต้องไม่อนุญาตให้มีการแผ่รังสี EMI/RFI ไปยังการเชื่อมต่อระหว่างกัน บอร์ด หรือส่วนประกอบที่อยู่ติดกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการส่งสัญญาณระดับต่ำหรือละเอียดอ่อน

การชีลด์จะลดผลกระทบจากการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าและการรบกวนความถี่วิทยุ ซึ่งอาจลดทอนสัญญาณรบกวนใกล้กับแหล่งกำเนิดเป็นหลัก (บางครั้งเรียกว่าสัญญาณ "ผู้รุกราน") หรือปิดกั้นไม่ให้เข้าถึงวงจรที่ไวต่อสัญญาณรบกวน ("เหยื่อ") ขึ้นอยู่กับตำแหน่งและวิธีการที่วาง (รูปที่ 1)

รูปที่ 1: การชีลด์ทำหน้าที่เป็นตัวกั้นระหว่างแหล่งที่มาของผู้รุกรานกับเหยื่อของ EMI และ RFI (แหล่งที่มาภาพ: วารสารวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์และวิศวกรรมศาสตร์ผ่าน Arvix)

โปรดทราบว่าตัวนำที่กำหนดอาจเป็นทั้งผู้รุกรานที่ปล่อย "กลุ่ม" ของพลังงาน EMI/RFI และเป็นเหยื่อของพลังงานจากแหล่งอื่นด้วย นอกจากนี้ ผู้รุกราน EMI/RFI ไม่จำเป็นต้องมาจาก "บุคคลที่สาม" ภายนอกที่ไม่เกี่ยวข้องกับผลิตภัณฑ์ โดยสามารถเป็นส่วนหนึ่งใดส่วนหนึ่งของระบบที่ทำหน้าที่เป็นผู้รุกรานโดยไม่ตั้งใจได้อย่างง่ายดายพอๆ กันโดยการแผ่พลังงานไปยังตัวนำหรือส่วนประกอบที่อยู่ติดกัน

มีแนวปฏิบัติมากมายและสิ่งที่เรียกว่า “กฎง่ายๆ” เกี่ยวกับวิธีการและตำแหน่งที่จะต่อกราวด์ชีลด์ของสายเคเบิลและการเชื่อมต่อระหว่างกันเหล่านี้ เพื่อป้องกันหรือลดทอนการถ่ายโอนพลังงานสัญญาณรบกวนระหว่างผู้รุกรานและเหยื่ออย่างมีนัยสำคัญ น่าเสียดายที่หลักเกณฑ์เหล่านี้ไม่เพียงแต่มักจะขัดแย้งกัน แต่คำตอบที่ถูกต้องหรือดีที่สุดมักจะขึ้นอยู่กับความเฉพาะเจาะจงของการจัดวางด้วย แนวทางที่แนะนำได้แก่:

• ต่อ (กราวด์) ระหว่างปลายทั้งสองด้านของชีลด์
• ต่อปลายเพียงด้านเดียวที่ต้นทาง
• ต่อปลายเพียงด้านเดียวที่ตัวรับ

เบื้องต้นดูเหมือนว่าสิ่งเหล่านี้อาจไม่ถูกต้องทั้งหมด หรืออาจจะสามารถทำได้ ขึ้นอยู่กับลักษณะเฉพาะของการออกแบบและจำนวนการลดทอนที่จำเป็น โดยการทดสอบในห้องปฏิบัติการที่ครอบคลุมแสดงให้เห็นว่าเพื่อการห่อหุ้มชีลด์ที่มีประสิทธิภาพในช่วงกิกะเฮิรตซ์ (GHz) จะต้องจบปลายทั้งสองด้านของชีลด์ กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ ชีลด์จะต้องต่อเนื่องและไม่ขาดตอน

กฎค่อนข้างยืดหยุ่นกว่าในด้านเสียงและความถี่ RF ที่ต่ำกว่า อย่างไรก็ตาม การจบชีลด์ที่ปลายด้านเดียวอาจยอมรับได้สำหรับการใช้งานที่มีความถี่สูงถึงประมาณ 1 เมกะเฮิรตซ์ (MHz) แต่ไม่เหมาะสำหรับ 10 MHz ขึ้นไป

ต้องมีการชีลด์แบบเต็ม

ผลการทดสอบโดยละเอียดยังแสดงให้เห็นว่าการใช้ "พิกเทล" แบบสั้นที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับชีลด์มักไม่ได้ผล (รูปที่ 2) แม้ว่าจะมีความยาวเพียงไม่กี่มิลลิเมตร (mm) ความเหนี่ยวนำที่ต่ำจะส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพการทำงานที่ความถี่สูงกว่า และอาจส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพของชีลด์ได้มาก ที่แย่กว่านั้นคือขั้วพิกเทลที่ดูเหมือนไม่มีอันตราย แต่จริงๆ แล้วอาจต่อต้านได้ด้วยการทำหน้าที่เป็นตัวแผ่พลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า (เสาอากาศ) ซึ่งแผ่ EMI/RFI ออกมามากกว่า โดยแทบจะไม่ได้ผลในการลดทอนลง

รูปที่ 2: การจบชีลด์แบบพิกเทลที่ดูไม่อันตรายบนสาย HDMI ไม่เพียงแต่ไม่ได้ผลเท่านั้น แต่ยังเป็นแหล่งปล่อยรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ต้านทานการผลิตอีกด้วย (แหล่งที่มาภาพ: Dana Bergey และ Nathan Altland ผ่าน Interference Technology)

แต่สิ่งที่จำเป็นคือการห่อหุ้มทางกายภาพแบบ 360° ที่ปลายของชีลด์ ซึ่งเป็นสิ่งที่จำเป็นในมาตรฐานประสิทธิภาพสูงและ MIL ส่วนใหญ่ (รูปที่ 3)

รูปที่ 3: จำเป็นต้องมีการจบแบบทั้ง 360° (ด้านบน) เพื่อประสิทธิภาพการป้องกันสูงสุด แทนการเชื่อมต่อกราวด์แบบพิกเทลที่ง่ายและรวดเร็ว (ด้านล่าง) (แหล่งที่มาภาพ: ResearchGate)

ความจำเป็นในการจบที่ปลายทั้งสองด้านให้ห่อหุ้ม 360° ที่ไม่มีช่องว่างนั้นเนื่องมาจากฟิสิกส์: เมื่อความถี่ในการทำงานเพิ่มขึ้นในช่วงหลายร้อย MHz และ GHz ความยาวคลื่นที่สอดคล้องกันจะสั้นลง ซึ่งหมายความว่าแม้แต่ช่องว่างเล็กๆ ในพื้นที่ชีลด์ก็แสดงถึงโอกาสสำหรับพลังงานสัญญาณที่จะส่งผ่านโดยมีการลดทอนเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย

นอกจากความถี่ที่สูงกว่าแล้ว ระบบในปัจจุบันยังหนาแน่นอีกด้วย นั่นหมายความว่าการสูญเสียเส้นทางการแพร่กระจายคลื่นความถี่วิทยุระหว่างผู้รุกรานและเหยื่อจะน้อยกว่ามาก เนื่องจากการสูญเสียเส้นทางจะเพิ่มขึ้นตามกำลังสองของระยะทาง ดังนั้นแม้แต่สัญญาณผู้รุกรานโดยไม่ได้ตั้งใจที่ดูเหมือนไม่มีนัยสำคัญก็อาจเข้าถึงและส่งผลกระทบต่อวงจรของเหยื่อที่ระดับความแรงที่ค่อนข้างสูงได้

การใช้ชีลด์ที่มีความสมบูรณ์ 360° ซึ่งมักมีลักษณะเฉพาะโดยสายโคแอกเชียลและคอนเน็กเตอร์แต่ละเส้น จะมีประสิทธิภาพในเรื่องการป้องกัน EMI/RFI อย่างแน่นอน อย่างไรก็ตาม การใช้สายโคแอกเซียลมักจะส่งผลต่อความต้องการความหนาแน่นสูงของระบบต่างๆ

นอกจากนี้ ระบบประสิทธิภาพสูงจำนวนมากจำเป็นต้องมีการชีลด์ข้ามสายสัญญาณที่ขนานกันหลายเส้น ดังที่เห็นในสองสถานการณ์พื้นฐาน:

• สำหรับการเชื่อมต่อแบบบอร์ดต่อบอร์ด เช่น ระหว่างเมนบอร์ดและบอร์ดเสริมลอยตัว โดยมีชีลด์เดี่ยวล้อมรอบหลายเส้น

• สายเคเบิลโคแอกเชียลแบบชีลด์หลายเส้นในชุดสายเคเบิลเส้นเดียว พร้อมด้วยคอนเน็กเตอร์ต่อคู่เดียว

ชีลด์เดี่ยวสำหรับการออกแบบแบบบอร์ดต่อบอร์ด

แนวคิดของการใช้ชีลด์เดี่ยวสำหรับสายสัญญาณหลายเส้นนั้นเป็นหลักการที่ตรงไปตรงมา สายไฟหลายเส้นถูกห่อหุ้มด้วยแผ่นชีลด์ที่พับไว้เหนือปลอกโลหะ ทำให้สัมผัสกับเปลือกหุ้มคอนเน็กเตอร์ (รูปที่ 4)

รูปที่ 4: โดยการพันชีลด์รอบกลุ่มตัวนำสัญญาณ สายไฟหลายเส้นจะถูกห่อหุ้มชีลด์เป็นกลุ่ม (แหล่งที่มาภาพ: Samtec)

วิธีการนี้ช่วยแก้ปัญหาการชีลด์และต้องการพื้นที่บอร์ดเพิ่มเติมน้อยที่สุด เมื่อเทียบกับการเชื่อมต่อระหว่างกันที่ไม่มีการชีลด์ สิ่งสำคัญคือคอนเน็กเตอร์หลายเส้นที่ห่อหุ้มชีลด์จะให้ประสิทธิภาพสายสัญญาณพื้นฐานเช่นเดียวกับคอนเน็กเตอร์ที่ไม่มีหุ้มชีลด์ ในขณะเดียวกันให้ความมั่นใจในการเชื่อมต่อและการปลอดที่เชื่อถือได้และสม่ำเสมอโดยไม่กระทบต่อชีลด์

ตัวอย่างของการเชื่อมต่อระหว่างกันหลายเส้นที่มีชีลด์หุ้มนี้คือคอนเน็กเตอร์คู่ที่มีชีลด์หุ้มระหว่างบอร์ดต่อบอร์ด 20 ตำแหน่ง ซึ่งเป็นเฮดเดอร์ ERM8-010-9.0-L-DV-EGPS-K-TR และซ็อกเก็ต ERF8-010-7.0-S-DV-EGPS-K-TR ของ Samtec (รูปที่ 5) แถบคอนเน็กเตอร์ความเร็วสูงที่ทนทานเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาสำหรับการใช้งานความเร็วสูงและรอบสูง (การเข้ารหัสแบบไม่คืนศูนย์ (NRZ) ที่ 28 กิกะบิตต่อวินาที (Gbits/s) และการมอดูเลตแอมพลิจูดพัลส์สี่ระดับ (PAM4) ที่ 56 Gbits/s)

รูปที่ 5: เฮดเดอร์ ERM8 20 ตำแหน่ง (ซ้าย) และซ็อกเก็ต ERF8 ที่เข้ากัน (ขวา) มีการป้องกันการเชื่อมต่อระหว่างบอร์ดกับบอร์ด (แหล่งที่มาภาพ: Samtec)

คอนเน็กเตอร์ให้หน้าสัมผัสสูงสุด 1.5 mm และมีระบบล็อคที่ทนทาน การล็อค การชีลด์ 360° และทนทานเมื่อ "ถูกรูด" (ดึงด้วยแรงนอกแกนและไม่ปกติ) ระหว่างการแยกออก ประสิทธิภาพความเร็วสูงเปิดใช้งานได้โดยระบบหน้าสัมผัส Edge Rate ของ Samtec ซึ่งได้รับการออกแบบมาสำหรับการใช้งานรอบสูงที่มีความเร็วสูง ได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อความสมบูรณ์ของสัญญาณโดยการลดการเชื่อมต่อฝั่งกว้าง และมีพื้นผิวสัมผัสที่เรียบและกว้างเพื่อลดการสึกหรอ (รูปที่ 6)

รูปที่ 6: เพื่อลดการเชื่อมต่อสัญญาณฝั่งกว้าง ERM8 และ ERF8 จะใช้ระบบหน้าสัมผัส Edge Rate ที่เป็นเอกสิทธิ์ (แหล่งที่มาภาพ: Samtec)

หน้าสัมผัสแบบกว้างจะสร้างพื้นที่ผิวเชื่อมต่อที่เรียบ ไม่เหมือนหน้าสัมผัสแบบสแตมป์ที่เชื่อมต่อบนขอบตัด พื้นผิวที่เรียบลื่นนี้ช่วยลดการสึกหรอบนหน้าสัมผัส เพิ่มความทนทานและอายุการใช้งานของระบบหน้าสัมผัส นอกจากนี้ยังช่วยลดแรงเสียบใส่และถอดออก

ต้องใช้สายโคแอกเซียลด้วย

สายโคแอกเชียลมีบทบาทสำคัญในการส่งสัญญาณ แต่การใช้การเชื่อมต่อระหว่างกันที่รองรับเฉพาะสายโคแอกเชียลเส้นเดียวอาจสร้างความหงุดหงิดเมื่อต้องใช้สัญญาณแบบขนานหลายสัญญาณ เพื่อจัดการกับสถานการณ์นี้ Samtec ขอเสนอตระกูลคอนเน็กเตอร์สายโคแอกเชียลหลายเส้นแบบมีชีลด์ ที่รองรับ 20, 30, 40 และ 50 ตำแหน่ง หนึ่งในนั้นคือ คอนเนคเตอร์ LSHM-110-02.5-L-DV-ASK-TR แบบติดบนพื้นผิว 20 ตำแหน่ง เชื่อมต่อตัวเองได้ ไม่มีเพศ (รูปที่ 7)

รูปที่ 7: LSHM-110-02.5-L-DV-ASK-TR เป็นตัวเชื่อมต่อแบบติดบนพื้นผิว 20 ตำแหน่ง เชื่อมต่อตัวเองได้ ไม่มีเพศ และรองรับได้มากถึง 50 ตำแหน่ง (แหล่งที่มาภาพ: Samtec)

LSHM เป็นตัวเชื่อมต่อที่มีความหนาแน่นสูงและทนทานสำหรับใช้ในการใช้งานแบบบอร์ดต่อบอร์ดและบอร์ดต่อสายเคเบิล พร้อมการป้องกันเสริมสำหรับการป้องกัน EMI ด้วยระบบหน้าสัมผัสระยะพิทช์ละเอียด Razor Beam การออกแบบแบบไม่มีเพศช่วยประหยัดพื้นที่ของแผงวงจรพิมพ์ (บอร์ด PC) ในแกน X, Y และ Z คอนเน็กเตอร์นี้มีระยะพิทช์ 0.50 mm และให้เสียงคลิกเมื่อเชื่อมต่อ โดยมีแรงเชื่อมต่อและแรงแยกออกมากกว่าคอนเน็กเตอร์ไมโครพิทช์ทั่วไปประมาณสี่ถึงหกเท่า

คอนเน็กเตอร์แบบยึดกับบอร์ดนี้เป็นเพียงครึ่งหนึ่งของการเชื่อมต่อระหว่างกัน เนื่องจากจำเป็นต้องมีชุดสายเคเบิล (รูปที่ 8) ชุดประกอบนี้ยังใช้เทคโนโลยี Razor Beam ที่มีระยะพิทช์ 0.50 mm

รูปที่ 8: ชุดสายโคแอกเชียลที่เชื่อมต่อตัวเองได้ละเอียดพิทช์ละเอียด Razor Beam มอบโซลูชันแบบหลายสายระหว่างบอร์ดต่อสายเคเบิลที่สมบูรณ์ (แหล่งที่มาภาพ: Samtec)

ชุดสายเคเบิลเสริมสำหรับคอนเน็กเตอร์โคแอกเชียลหลายเส้น 20 ตำแหน่งแบบมีชีลด์ ที่อ้างอิงถึงคือ HLCD-10-40.00-TD-TH-1 สายเคเบิลยาวหนึ่งเมตรที่มีคอนเน็กเตอร์แบบไม่มีเพศที่ปลายแต่ละด้าน (รูปที่ 9) ซึ่งใช้ไมโครโคแอกเซียล 38 AWG ที่มีอิมพีแดนซ์ 50 โอห์ม (Ω) และได้รับการจัดอันดับที่ 14 Gbits/s ต่อหน้าสัมผัส

รูปที่ 9: ชุดสายเคเบิลไมโครโคแอกเซียลหลายเส้น 50 Ω เช่น HLCD-10-40.00-TD-TH-1 20 ตำแหน่ง มีขั้วต่อไม่มีเพศที่ปลายแต่ละด้านที่เชื่อมต่อตัวเองได้ (แหล่งที่มาภาพ: Samtec)

นำมารวมกัน

เพื่อให้ระบุและใช้งานตัวเชื่อมต่อความเร็วสูงเหล่านี้ได้ง่ายขึ้น Samtec ได้ขยายแนวคิดเกี่ยวกับ SPICE Models ของโครงร่างบอร์ด PC และคอนเน็กเตอร์ของผู้ผลิต โดยเสนอการออกแบบอ้างอิงสำหรับหนึ่งในปัญหาการออกแบบที่ยากที่สุดบนบอร์ด: “ขอบเขตการแยกส่วน” (BOR) ที่สำคัญรอบขั้วต่อความเร็วสูง วิศวกรด้านความสมบูรณ์ของสัญญาณของ Samtec ได้พัฒนาสิ่งที่พวกเขาเรียกว่า นิ้วสุดท้ายของขอบเขตการแยกส่วน (Final Inch Break Out Region) พร้อมคำแนะนำที่เกี่ยวข้องกับการกำหนดเส้นทางการติดตามบอร์ด PC สำหรับซีรีส์ของคอนเน็กเตอร์ความเร็วสูงหลายซีรีส์

คำแนะนำในการออกแบบเหล่านี้อ้างอิงจากการใช้งานกับวัสดุบอร์ดมาตรฐาน หลายชั้น และกระบวนการผลิตที่มีต้นทุนต่ำและให้ผลตอบแทนสูง และไม่จำเป็นต้องได้รับการดูแลเป็นพิเศษ ซึ่งสามารถประหยัดเวลาในการออกแบบ การพัฒนา เวลาและทรัพยากรในการตรวจสอบความถูกต้อง และสร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพกับความสามารถในการผลิตและต้นทุน

สรุป

การชีลด์ไฟฟ้าของสายเคเบิล คอนเน็กเตอร์ และการเชื่อมต่อระหว่างกันอย่างสมบูรณ์มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความสมบูรณ์ของสัญญาณและประสิทธิภาพสำหรับการกำหนดค่าทั้งแบบบอร์ดต่อบอร์ดและแบบบอร์ดต่อสายเคเบิล การชีลด์จะมีปัญหาที่ท้าทายมากขึ้นเมื่อมีสัญญาณคู่ขนานหลายสัญญาณที่ต้องชีลด์เพื่อป้องกันการปล่อย EMI/RFI หรือป้องกันความไวต่อสัญญาณรบกวนเหล่านี้ ดังที่แสดงไว้ Samtec นำเสนอการเชื่อมต่อระหว่างกันแบบบอร์ดต่อบอร์ดและสายโคแอกเซียลต่อบอร์ด เพื่อลดความซับซ้อนในการออกแบบและการผลิต ขณะเดียวกันก็รักษาความสมบูรณ์และประสิทธิภาพทางกลและทางไฟฟ้าในระดับสูง