Существует множество систем, использующих витые пары в автомобилях, например, электронные системы впрыска, аудио- и видеоразвлекательные системы, системы подушек безопасности, сети CAN и т. д. Витые пары делятся на экранированные витые пары и неэкранированные витые пары. Экранированный кабель витой пары имеет металлический экранирующий слой между кабелем витой пары и внешней изолирующей оболочкой. Экранирующий слой может уменьшить излучение, предотвратить утечку информации, а также предотвратить внешние электромагнитные помехи. Использование экранированных витых пар имеет более высокую скорость передачи, чем аналогичные неэкранированные витые пары.
Экранированные витые пары, жгуты проводов обычно используются непосредственно с готовыми экранированными проводами. Для неэкранированных витых пар производители с возможностями обработки обычно используют скручивающую машину для скручивания. Во время обработки или использования витых проводов два важных параметра, на которые следует обратить особое внимание, — это расстояние скручивания и расстояние раскручивания.
| твист-питч
Длина скрутки витой пары относится к расстоянию между двумя соседними гребнями или впадинами волны на одном и том же проводнике (ее также можно рассматривать как расстояние между двумя скрученными соединениями в одном направлении). См. рисунок 1. Длина скрутки = S1 = S2 = S3.
рисунок 1 шаг скрученных проводов
Длина скрутки напрямую влияет на способность передачи сигнала. Разные длины скрутки имеют разные возможности защиты от помех для сигналов с разной длиной волны. Однако, за исключением шины CAN, соответствующие международные и внутренние стандарты четко не оговаривают длину скрутки витых пар. Технические требования к физическому уровню шины CAN для легковых автомобилей GB/T 36048 предусматривают, что диапазон длины скрутки проводов CAN составляет 25±5 мм (33-50 скруток/метр), что соответствует требованиям к длине скрутки CAN в SAE J2284 250kbps high-speed CAN for vehicles. то же самое.
Как правило, каждая автомобильная компания имеет свои собственные стандарты установки расстояния скручивания или следует требованиям каждой подсистемы к расстоянию скручивания скрученных проводов. Например, Foton Motor использует длину лебедки 15-20 мм; некоторые европейские OEM-производители рекомендуют выбирать длину лебедки в соответствии со следующими стандартами:
1. CAN шина 20±2мм
2. Сигнальный кабель, аудиокабель 25±3мм
3. Приводная линия 40±4мм
В общем, чем меньше шаг скрутки, тем лучше помехоустойчивость магнитного поля, но необходимо учитывать диаметр провода и диапазон изгиба материала внешней оболочки, а также определять наиболее подходящее расстояние скрутки на основе расстояния передачи и длины волны сигнала. Когда несколько витых пар проложены вместе, лучше всего использовать витые пары с разной длиной скрутки для разных сигнальных линий, чтобы уменьшить помехи, вызванные взаимной индуктивностью. Повреждение изоляции провода, вызванное слишком большой длиной скрутки, можно увидеть на рисунке ниже:
Рисунок 2. Деформация или растрескивание провода из-за слишком малого расстояния скручивания.
Кроме того, длина скрутки витых пар должна быть равномерной. Ошибка шага скрутки витой пары будет напрямую влиять на ее уровень защиты от помех, а случайность ошибки шага скрутки вызовет неопределенность в прогнозировании перекрестных помех витой пары. Параметры оборудования для производства витой пары Угловая скорость вращающегося вала является ключевым фактором, влияющим на размер индуктивной связи витой пары. Ее необходимо учитывать в процессе производства витой пары, чтобы гарантировать ее помехоустойчивость.
| Расстояние раскручивания
Расстояние раскручивания относится к размеру раскрученной части конечных проводников витой пары, которые необходимо разделить при установке в оболочку. См. рисунок 3.
Рисунок 3 Расстояние раскручивания L
Расстояние раскручивания не указано в международных стандартах. Внутренний отраслевой стандарт QC/T29106-2014 «Технические условия для автомобильных жгутов проводов» предусматривает, что расстояние раскручивания не должно превышать 80 мм. См. рисунок 4. Американский стандарт SAE 1939 предусматривает, что витая пара линий CAN не должна превышать 50 мм в раскрученном виде. Поэтому внутренние отраслевые стандарты не применяются к линиям CAN, поскольку они больше по размеру. В настоящее время различные автомобильные компании или производители жгутов проводов ограничивают расстояние раскручивания высокоскоростных линий CAN до 50 мм или 40 мм, чтобы обеспечить стабильность сигнала CAN. Например, для шины CAN компании Delphi требуется расстояние раскручивания менее 40 мм.
Рисунок 4 Расстояние раскручивания, указанное в QC/T 29106
Кроме того, в процессе обработки жгута проводов, чтобы предотвратить ослабление скрученных проводов и увеличение расстояния раскручивания, раскрученные участки скрученных проводов должны быть покрыты клеем. Американский стандарт SAE 1939 предусматривает, что для сохранения скрученного состояния проводников на раскрученную область необходимо устанавливать термоусадочную трубку. Отечественный промышленный стандарт QC/T 29106 предусматривает использование ленточной инкапсуляции.
| Заключение
В качестве носителя сигнала витые пары должны обеспечивать точность и стабильность передачи сигнала, а также иметь хорошие возможности защиты от помех. Размер шага скрутки, равномерность шага скрутки и расстояние раскручивания витого провода оказывают важное влияние на его способность защиты от помех, поэтому на это нужно обращать внимание в процессе проектирования и обработки.
Время публикации: 19 марта 2024 г.