Tại sao một dây dẫn trở lại cho mỗi dây dẫn phía trước trong cáp ruy băng tốt hơn dây dẫn trở lại được chia sẻ?

Tôi không hiểu tại sao cách thực hiện thứ hai tốt hơn cách thứ nhất? Tôi có logic cơ bản của riêng mình về chủ đề này, nhưng tôi không tự tin nếu những gì tôi nghĩ là chính xác! Vì vậy, tôi đã mong muốn có một cái nhìn chung về chủ đề này!

Hãy tự hỏi cáp nào có khả năng có vùng vòng lặp thấp nhất:

Một vùng vòng lặp lớn có độ tự cảm lớn hơn và có thể phát ra nhiều nhiễu EM hơn. Nó cũng có thể nhận được nhiều nhiễu EM hơn.

Nếu mỗi dây dẫn phía trước có dây trở lại riêng thì điều này có khả năng giảm thiểu từng khu vực vòng lặp mạch.

Nếu bạn đang truyền thứ gì đó theo thứ tự từ 10 đến 100 giây kHz, số 1 có thể hoàn toàn đầy đủ, nhưng số 2 có lợi thế là mỗi tín hiệu có đường dẫn trở lại gần hơn và do đó làm giảm tổng vòng lặp hiện tại. Điều này rất hữu ích trong việc giảm thiểu phát xạ bức xạ (và cả tính nhạy cảm bức xạ nữa), không nói gì đến nhiễu xuyên âm .

Tôi sẽ không nói rằng chúng được cân bằng hoàn hảo ở số 2 (Tín hiệu 1 chỉ trả về 1, tín hiệu 2 đã trả về 1 và trả về 2). Điều đó nói rằng, các tín hiệu được bảo vệ hiệu quả hơn trong cấu hình này.

Trong số 1, trở về đơn sẽ phải mang tất cả các dòng trở lại và sẽ cần một số kiểm tra cẩn thận để đảm bảo đường dẫn có khả năng tải hiện tại.

Trong một thế giới tốc độ cao, mọi thứ sẽ có các đường hồi lưu cân bằng cho cả điều khiển trở kháng (khoảng cách đến đường trở về là một thành phần quan trọng của trở kháng theo dõi) và để tách dòng trở lại vì nhiều lý do.

1. Sự thay thế thứ hai cung cấp che chắn tốt hơn nhiều. Vì dòng vào signal Nvà return Nchảy ngược chiều nhau, các trường EM của chúng triệt tiêu lẫn nhau. Vì vậy, trong ví dụ đầu tiên, khi signal 1hoạt động, signal 2tiếp xúc nhiều hơn với nhiễu xuyên âm như trong ví dụ thứ hai.

2. Như tiêu đề hình ảnh nói, một đường dẫn trả lại duy nhất tạo ra các vòng lặp không bằng nhau (và lớn hơn nhiều) so với các đường dẫn trả lại chuyên dụng. Nếu cáp trong ví dụ 1 được tiếp xúc với nguồn EMI bên ngoài, signal 1sẽ nhận được nhiễu gấp bốn lần so với signal 4ý muốn. Trong ví dụ thứ hai, cả hai tín hiệu sẽ nhận được mức nhiễu tương tự, tối thiểu.

Về cơ bản, khi đường dẫn hiện tại bao quanh một khu vực, điều này tạo ra độ tự cảm. Độ tự cảm giống như quán tính điện, nó ngăn dòng điện thay đổi nhanh chóng (như quán tính thường xuyên làm chậm sự thay đổi tốc độ ), quán tính điện này làm tròn các xung vuông và làm giảm tín hiệu nhanh, tệ hơn nữa là dòng điện vẫn muốn chảy ngay cả khi tải bị loại bỏ , tạo đột biến điện áp. Vòng lặp cũng hoạt động như ăng ten tốt và sẽ phát nội dung của chúng ở khắp mọi nơi. Những ảnh hưởng này trở nên tồi tệ hơn khi diện tích vòng lặp lớn hơn (độ tự cảm lớn hơn). Có một sự trở lại ngay bên cạnh mỗi tín hiệu giữ cho vùng vòng lặp thực sự nhỏ và giữ cho các đường tín hiệu được cách ly với nhau - mỗi lần trả về bản chất là một lá chắn.

Tôi ngạc nhiên không ai đề cập đến tín hiệu khác biệt. https://en.wikipedia.org/wiki/Differential_signaling

Nếu bạn muốn tín hiệu rõ ràng nhanh, bạn sử dụng kỹ thuật này đòi hỏi dòng "return" được sử dụng một cách chủ động. Trong trường hợp này, bạn sẽ không muốn nhiều trình điều khiển của dòng trả về đơn.

Từ nguồn: "Kỹ thuật giảm thiểu nhiễu xuyên âm điện tử và nhiễu điện từ, cả phát xạ nhiễu và chấp nhận nhiễu và có thể đạt được trở kháng đặc tính không đổi hoặc đã biết, cho phép các kỹ thuật kết hợp trở kháng quan trọng trong đường truyền tín hiệu tốc độ cao hoặc đường cân bằng chất lượng cao và cân bằng đường dẫn tín hiệu âm thanh mạch. "

Ngoài các vấn đề EMI, các dây chạy song song với nhau sẽ có một số lượng khớp nối điện dung nhất định. Các dây tín hiệu ghép điện dung với đất sẽ làm tăng lượng năng lượng bị mất đối với điện trở trong cáp hoặc nguồn tín hiệu, nhưng điều đó có thể được xử lý dễ dàng hơn nhiều so với nhiễu xuyên âm do nối các dây tín hiệu với nhau. Trong các giao thức song song có xung nhịp đủ chậm để dây dữ liệu sẽ có thời gian ổn định trước khi đồng hồ đến, có thể không cần phải lo lắng quá nhiều về nhiễu xuyên âm giữa các dây dữ liệu, nhưng các giao thức hiện đại có xu hướng gửi nhiều dữ liệu nhanh hơn ít dây hơn để gửi một lượng dữ liệu nhỏ hơn chậm hơn trên mỗi số lượng lớn dây.

Điều này có một chút liên quan, nếu nó làm bạn cảm thấy tốt hơn, nhiều nhà thiết kế điện tử cũng không hoàn toàn rõ ràng về điều này. Do đó "ma thuật đen" của EMI.

Đây là một bài viết cố gắng giải thích đơn giản về những gì đang diễn ra: http://learnemc.com/identifying-civerse-paths

Vì vậy, đối với các tần số "cao" (lớn hơn vài kHz), độ tự cảm bắt đầu chiếm ưu thế và đường trở về "dễ nhất" cho dòng điện là theo dòng điện càng sát càng tốt theo hướng ngược lại. Đây sẽ là một trong những dòng tín hiệu trong ví dụ của bạn! Ở tần số thấp, con đường ngắn nhất sẽ thắng nên có thể chủ yếu chảy qua dây tiếp đất.

Tần số càng cao và điều này càng tệ, chưa kể tín hiệu của bạn sẽ trở nên mạnh mẽ.