如何减少带状线缆中的电磁干扰-方案运用

　　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 ，因为 耦合产生的噪声可从发电机进入电线。这个项目让我想起了在通过电线、带状线缆或 布线相互之间相邻信号时所遇到的类似情况。
　　正如采用绝缘体隔离的任何其它导体一样，任何相邻布线的两条电线都会在其之间产生电容。根据所用的线规和绝缘体材料，大部分标准带状线缆及电线会在电线之间产生10至50pF/ft的电容，如下图1所示。
　　

　　图1.带状线缆中相邻电线间的电容
　　由于信号会相互干扰，两条信号线之间的电容会引起信号延迟、噪声耦合或瞬态电压。
　　图2是电缆电容在通用双线开漏通信总线中引起大量瞬态电压的实例。右图是“开始”命令与左图前几个时钟脉冲的放大图。
　

　　图2.带状线缆的电容耦合
　　使用三英尺长的线缆路由两个相邻通信信号时，会出现图2中的结果。这会导致两个信号间的电容超过50pF。
　　由于该电容的存在，在一个信号产生变化时，可导致另一个信号产生电压瞬变。其产生的原因是，当一个信号电平发生变化时线缆电容需要瞬态电流在信号间流动。
　　静态信号上出现的瞬态电压强度取决于线缆电感以及信号 提供所需瞬态电流的能力。在这种情况下，由于耦合引起的瞬态电压非常高，超过了可导致数据损坏的逻辑电平阀值，因此通信无法成功进行。
　　在信号间安放一根或多根GND线，会减少其间的电容，如图3所示。这种方法可降低信号间的电容，但同时会导致来自每个信号的GND电容。GND电容会引起信号延迟与数字边界环绕，但只要影响不太严重，通常不会导致通信故障。
　　

　　图3.采用GND分离信号
　　图4显示了在我对其进行修改—在信号线之间添加两个GND信号后的通信信号效果。改动后信号间电容降至约10pF。这样，瞬态电压得到了显著降低，通信获得了成功。
　

　　图4.通过降低电容实现成功的通信
　　总之，在设计线缆、电线以及PCB布线设计方案时要注意杂散电容耦合的影响。在需要较长线缆的应用中，应选择电容较低的线缆，并通常需要在两个可能相互耦合的信号间加入一个或多个acGND信号。 0次
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