Vị trí chính xác để gắn khiên cho cặp xoắn


31

Tôi có hai PCB được kết nối bằng cáp chứa 5 cáp phụ:

  • Nguồn 6v thông qua cáp đồng trục được chế tạo riêng (tương tự như trên nguồn cung cấp cho máy tính xách tay).
  • 2x 100mbps LVDS qua màn hình xoắn đôi trở kháng 100ohm.
  • 2x 1mbps CÓ THỂ thông qua cùng một cáp xoắn 120ohm.

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Mỗi cáp LVDS được kết thúc ở đầu RX với điện trở 100 ohm. Họ có màn hình lá với dây thoát nước.

Mỗi cáp CAN được kết thúc ở cả hai đầu với điện trở 120 ohm. Họ có màn hình lá với dây thoát nước.

Nguồn 24v bị cô lập được chuyển đến bảng bên trái, trong đó nó được chuyển xuống 6v (không cách ly). Cả hai bảng đều chứa bộ điều chỉnh DCDC 3.3v riêng (không cách ly) cho các thiết bị điện tử địa phương.

Những câu hỏi của tôi:

Ở những điểm cuối nên các lá chắn được kết nối? Tôi giả sử các lá chắn LVDS nên được kết nối ở đầu nguồn , như thể hiện trong sơ đồ.

Vì cả hai đầu của bus CAN đều là nguồn, nên cả hai đầu của khiên CAN có thể được kết nối với GND không?

Đã thêm: Cả hai PCB được đặt trong vỏ nhựa và không có phần đính kèm với trái đất.


5
Đây là một đồ họa tuyệt vời.
abdullah kahraman

3
@Rocketmagnet: Tôi muốn biết phần mềm nào bạn đã sử dụng để tạo đồ họa?
Gustavo Litovsky

3
@GustavoLitovsky - Tôi đã sử dụng trình soạn thảo sơ đồ của Altium. Nó có một vài công cụ vẽ hình chữ nhật và đường thẳng đơn giản. Nó mất thời gian, nhưng nó làm cho tài liệu tốt đẹp.
Rocketmagnet

1
@AanindoGhosh Đôi khi, tốt hơn là đặt tấm khiên gần với nguồn nhiễu hơn là nguồn năng lượng. Ví dụ: cảm biến trên máy công nghiệp được kết nối với DAQ bằng cáp. Các máy công nghiệp tạo ra nhiễu. Trong tình huống này, tôi sẽ kết nối tấm khiên với mặt đất ở đâu đó gần cỗ máy ồn ào. Về phía DAQ, tôi sẽ kết nối tấm khiên với mặt đất DAQ thông qua một tụ điện (giả sử, 100pF).
Nick Alexeev

4
@jippie - Hmm, chỉ cần đọc Ott: "Trên 100kHz, cần phải nối đất cho tấm chắn ở cả hai đầu .... Đó là thông lệ ... với các mạch kỹ thuật số để nối đất cho tấm chắn cáp ở cả hai đầu."
Rocketmagnet

Câu trả lời:


16

Đây là một câu hỏi khó trả lời, chủ yếu là do RF và EMI rất không trực quan. Người ta có thể nói rằng nếu ai đó tuyên bố hiểu EMI thì họ chắc chắn không hiểu EMI. Tôi không yêu cầu hoàn toàn hiểu EMI. Tôi biết rất nhiều về nó, nhưng tôi có một số lỗ hổng trong kiến ​​thức của mình. Hãy xem xét điều đó khi đọc câu trả lời của tôi.

Mối quan tâm chính của tôi là LVDS, và thực sự là bất kỳ phương pháp báo hiệu vi sai nào khác không sử dụng máy biến áp cách ly, không hoàn toàn khác biệt. Có sự không phù hợp trong trình điều khiển vi sai gây ra "nhiễu" chế độ chung trên cặp diff. Nhiễu ở chế độ chung này cũng có đường dẫn tín hiệu trở lại, sẽ nằm trên GND hoặc lá chắn trong kịch bản này. Vấn đề với việc các tấm chắn bị ngắt kết nối ở một đầu là đường dẫn tín hiệu này sẽ nằm trên cáp nguồn - gây ra một vùng vòng lặp lớn và kết quả là EMI rất lớn. Trong khi dòng trở lại chế độ phổ biến là nhỏ, diện tích vòng lặp lớn, và do đó, điều này phải được tính trong thiết kế.

Trong một thiết kế của tôi, tôi đã chạy một số tín hiệu 2,5 GHz qua cáp SATA 18 ". Đối với những người không biết, cáp SATA có hai cặp khác nhau trong đó và hai tấm khiên. Cả hai tấm khiên được nối với nhau ở hai đầu. Không có dây GND trong cáp ngoài các tấm chắn. Trong thiết kế của tôi, các tấm chắn được kết nối với tín hiệu GND ở cả hai đầu. Thiết kế này hoạt động rất tốt và hiện đang được sản xuất theo khối lượng. Nó phù hợp với FCC Class B, và phiên bản CE tương đương, cho tuân thủ điện từ bao gồm phát xạ bức xạ, độ nhạy RF và độ nhạy cảm với ESD.

Tiếp tục với việc so sánh SATA, tất cả các bo mạch chủ / ổ đĩa SATA đều kết nối các tấm chắn ở cả hai đầu và chúng hoạt động tốt ở tốc độ cao. Cáp SATA có chiều dài khoảng 6 inch đến 2 feet - tương tự như những gì OP đang sử dụng. Các hệ thống với SATA đáp ứng các quy định EMC nghiêm ngặt hơn. Và chúng được vận chuyển trong hàng chục đến hàng trăm triệu đơn vị mỗi năm.

Khi tôi thiết kế hệ thống này, tôi sẽ kết nối các tấm khiên ở cả hai đầu. Có hàng triệu hệ thống hiện đại cho thấy công trình này.


7

LVDS được kết thúc khác nhau (qua các giai đoạn) do đó không nên có dòng chảy ròng - nó được cân bằng. Các cặp xoắn cung cấp cho bạn sự lan truyền ở chế độ TEM gần đúng, vì vậy mối quan tâm của tấm khiên ở đây hoàn toàn là điện trường. chấm dứt ở một đầu như bạn đã rút ra để tránh đưa ra các vòng lặp hiện tại.

Vì bạn đã triển khai một hệ thống CAN khác biệt và sẽ hướng đến điểm thay vì đấu tranh cho các đối số tương tự được áp dụng cho điều này như đối với LVDS. Tôi sẽ phá vỡ kết nối lá chắn trên RHS nhưng vẫn giữ kết nối trên LHS.

Kết nối nguồn của bạn có vẻ tốt. Tất cả dòng điện hình ảnh từ nguồn sẽ chảy trở lại gần với nguồn điện đến. Không có dòng điện hình ảnh từ bất kỳ tín hiệu nào vì chúng là vi sai và kết thúc, do đó tín hiệu trở về mặt đất liên quan đến nguồn điện là tốt.

Bạn không đề cập đến nếu có các mạch / cáp xâm lược tiềm năng khác xung quanh. điều đó có thể thay đổi chương trình này.

Để xác minh, hãy đọc cuốn sách của Henry Ott về chủ đề này "các kỹ thuật giảm tiếng ồn trong các hệ thống điện tử"


3
(có thể không áp dụng cho CAN) nhưng tôi được dạy về các tấm chắn trên mặt đất ở đầu phát: bất kỳ tiếng ồn nào phát ra trên tấm chắn đều gây ra dòng điện mặt đất bên cạnh một máy phát mạnh thay vì máy thu nhạy.
Brian Drumond

2
Đó là một điểm tốt, như Ott nói không có MỘT giải pháp nào, bạn phải phân tích các chế độ chi phối .. Tuy nhiên, đây là Tx ở đâu? Tôi nghĩ rằng, việc phá vỡ các đường dẫn thay thế cho dòng chảy hình ảnh là quan trọng hơn.
giữ chỗ

3
Đối với chiều dài 250mm, 1Mb / giây KHÔNG THỂ yêu cầu bất kỳ sự che chắn nào ngoại trừ trong môi trường EMI nhanh nhất tuyệt đối. Giả sử đây không phải là trường hợp, tại sao bạn không bỏ qua CAN CAN?
HikeOnPast

2
@HikeOnPast - Bởi vì tôi đã có cáp tùy chỉnh được thực hiện. Tôi đã phải có cáp tùy chỉnh vì dường như không thể mua cáp đôi xoắn mỏng với trở kháng 120 ohm.
Rocketmagnet

3
@Rocketmagnet, hiểu rồi Trong trường hợp đó, ít nhất là đối với các xe buýt CAN, việc chấm dứt khiên không thực sự quan trọng; làm bất cứ điều gì là dễ dàng nhất từ ​​góc độ lắp ráp.
HikeOnPast

3

Tôi đã gặp vấn đề với sự sắp xếp tương tự trong đó mạch điều chỉnh RH 3V3 cần tách rời tốt hơn để ngăn dòng điện ở chế độ chuyển mạch đi một phần qua màn hình dữ liệu được nối đất ở cả hai đầu. Tôi không nói là không nối đất ở cả hai đầu, hãy cẩn thận với bộ điều chỉnh 3V3 nếu nó là bộ chuyển đổi. Vấn đề biểu hiện là sự cố dữ liệu không thường xuyên và tôi nghi ngờ rằng đó là dòng điện qua màn hình dữ liệu được ghép với cả hai dây trong cặp xoắn và gây ra "sự cố" chế độ chung cho máy thu.


Maybe this is dense, but what is "R.H."?
The Photon

R.H. = right hand i.e. the regulator on the guy's drawing on the right hand side
Andy aka

Okay, that makes sense. All I could think of was "red hat" (but it's not a Linux question) and "relative humidity".
The Photon
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.