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怎么最大极限削减线缆规划中的串扰

最近在做一个项目时,我不得不对几组电子电线进行重新布线,让它们远离越野车的发电机,因为电容耦合产生的噪声可从发电机进入电线。这个项目

最近在做一个项目时,我不得不对几组电子电线进行从头布线,让它们远离越野车的发电机,因为电容耦合发生的噪声可从发电机进入电线。这个项目让我想起了在经过电线、带状线缆或板对板连接器路由彼此之间相邻信号时所遇到的相似状况。

正如选用绝缘体阻隔的任何其它导体相同,任何相邻布线的两条电线都会在其之间发生电容。依据所用的线规和绝缘体资料,大部分规范带状线缆及电线会在电线之间发生 10 至 50 pF/ft 的电容,如下图 1 所示。

 带状线缆中相邻电线间的电容

图 1. 带状线缆中相邻电线间的电容

因为信号会彼此搅扰,两条信号线之间的电容会引起信号推迟、噪声耦合或瞬态电压

图 2 是电缆电容在通用双线开漏通讯总线中引起很多瞬态电压的实例。右图是“开端”指令与左图前几个时钟脉冲的扩大图。

带状线缆的电容耦合

图 2. 带状线缆的电容耦合

运用三英尺长的线缆路由两个相邻通讯信号时,会呈现图 2 中的成果。这会导致两个信号间的电容超越 50pF。

因为该电容的存在,在一个信号发生变化时,可导致另一个信号发生电压瞬变。其发生的原因是,当一个信号电平发生变化时线缆电容需求瞬态电流在信号间活动。

静态信号上呈现的瞬态电压强度取决于线缆电感以及信号驱动器供给所需瞬态电流的才能。在这种状况下,因为耦合引起的瞬态电压十分高,超越了可导致数据损坏的逻辑电平阀值,因而通讯无法成功进行。

在信号间安放一根或多根 GND 线,会削减其间的电容,如图 3 所示。这种办法可下降信号间的电容,但同时会导致来自每个信号的 GND 电容GND 电容会引起信号推迟与数字鸿沟盘绕,但只需影响不太严峻,一般不会导致通讯毛病。

选用 GND 别离信号

图 3. 选用 GND 别离信号

图 4 显现了在我对其进行修正 — 在信号线之间增加两个 GND 信号后的通讯信号作用。改动后信号间电容降至约 10pF。这样,瞬态电压得到了明显下降,通讯获得了成功。

经过下降电容完成成功的通讯

图 4. 经过下降电容完成成功的通讯

总归,在规划线缆、电线以及 PCB 路由规划方案时要注意杂散电容耦合的影响。在需求较长线缆的使用中,应挑选%&&&&&%较低的线缆,并一般需求在两个或许彼此耦合的信号间参加一个或多个 ac GND 信号。

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