为什么带状电缆中每个前向导体的一个返回导体比共享返回导体更好?

电器工程 信号 信号处理 信噪比
2022-01-30 20:12:25

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我不明白为什么第二种实施方式比第一种更好?关于这个话题,我有自己的基本逻辑,但我不确定我的想法是否正确!所以我期待对这个话题有一些一般的看法!

4个回答

问问自己,哪条电缆的环路面积可能最小:

电缆

较大的环路面积具有更大的电感,并且会发出更多的电磁干扰。它还可以接收更多的电磁干扰。

如果每个正向导体都有自己的返回线,那么这可能会最小化每个电路的环路面积。

如果您要传输 10s 到 100s kHz 的量级的东西,数字 1 可能完全足够,但数字 2 确实具有每个信号的返回路径更近的优势,因此可以减少总电流环路。这对于最小化辐射发射(以及辐射敏感性)非常有用,更不用说串扰了。

我不会说它们在数字 2 中完全平衡(信号 1 只有返回 1,信号 2 有返回 1返回 2)。也就是说,在这种配置中,信号被更有效地屏蔽了。

在数字 1 中,单个回路必须承载所有返回电流,并且需要仔细检查以确保路径能够承受电流负载。

在高速世界中,为了阻抗控制(到返回路径的距离是轨道阻抗的重要组成部分)和出于各种原因分离返回电流,事物将具有平衡的返回路径。

  1. 第二种选择提供了更好的屏蔽。由于电流流入signal Nreturn N流动方向相反,它们的电磁场相互抵消。因此,在第一个示例中,当signal 1处于活动状态时,signal 2更容易受到串扰的影响,就像在第二个示例中一样。

  2. 正如图片标题所说,与专用返回路径相比,单个返回路径会创建不相等(且更大)的循环。如果示例 1 中的电缆暴露于外部 EMI 源,signal 1将受到四倍的干扰signal 4在第二个示例中,两个信号将接收到相同的、最小量的干扰。

基本上,当电流通过的路径包围一个区域时,就会产生电感。电感就像电惯性,它可以防止电流快速变化(就像常规惯性如何减慢速度变化一样),这种电惯性会使方脉冲四舍五入并衰减快速信号,更糟糕的是,即使负载被移除,电流仍然想要流动,产生电压尖峰。Loops 也可以作为很好的天线,并将其内容广播到所有地方。环路面积越大(电感越大),这些影响就越严重。在每个信号旁边都有一个回路可以使回路面积非常小,并使信号线彼此隔离——每个回路本质上都是一个屏蔽。