Bükülmüş çiftler için kalkanları bağlamak için doğru yer


31

5 alt kablo içeren bir kabloya bağlı iki PCB var:

  • Özel yapılmış bir koaksiyel kablodan 6v güç (dizüstü bilgisayar güç kaynaklarında bulunana benzer).
  • 2x 100mbps LVDS'den 100ohm empedanslı bükümlü çift.
  • 2x 1 mbps aynı 120ohm bükümlü çift kablo boyunca CAN.

görüntü tanımını buraya girin

Her LVDS kablosu, 100 ohm dirençle RX ucunda sonlandırılır. Drenaj telleri ile folyo ekran var.

Her CAN kablosu her iki ucunda 120 ohm'luk bir dirençle sonlandırılır. Drenaj telleri ile folyo ekran var.

İzole edilmiş 24v güç sol panele iletilir, burada 6v'ye (yalıtımsız) geçer. Her iki kart da yerel elektronikler için kendi 3.3v DCDC regülatörünü (yalıtımsız) içerir.

Sorularım:

Kalkanlar hangi uçlarda bağlanmalı? LVDS kalkanlarının şemada gösterildiği gibi kaynak ucunda bağlanması gerektiğini düşünüyorum .

CAN veriyollarının her iki ucu da kaynaklar olduğundan, CAN kalkanlarının her iki ucu da GND'ye bağlanmalı mıdır?

Eklendi: Her iki PCB de plastik kasalara yerleştirilmiş ve toprağa herhangi bir bağlantı yok.


5
Bu harika bir grafik.
abdullah kahraman

3
@Rocketmagnet: Grafiği oluşturmak için hangi yazılımı kullandığınızı bilmek istiyorum.
Gustavo Litovsky

3
@GustavoLitovsky - Altium'un şematik editörünü kullandım. Birkaç basit çizgi ve dikdörtgen çizim aracı var. Zaman alır, ancak güzel belgeler için yapar.
Rocketmagnet

1
@AanindoGhosh Bazen, kalkanı parazit kaynağına güç kaynağından daha yakın topraklamak daha iyidir. Örnek: Endüstriyel bir makinedeki sensör bir DAQ'ya bir kablo ile bağlanır. Endüstriyel makine girişim oluşturur. Bu durumda, kalkanı gürültülü makinenin yakınındaki bir yere bağlardım. DAQ tarafında, blendajı bir kapasitör aracılığıyla (100pF) DAQ topraklamasına bağlardım.
Nick Alexeev

4
jippie - Hmm, sadece Ott'i okudum: "100 kHz'in üstünde, blendajı her iki uçta da topraklamak gerekli olur ... Yaygın bir uygulamadır ... dijital devrelerde kablo blendajını her iki taraftan da topraklamak için kullanılır."
Rocketmagnet

Yanıtlar:


16

Bu, yanıtlanması zor bir sorundur, çünkü RF ve EMI inanılmaz derecede sezgisel değildir. Birisi, eğer biri EMI'yi anladığını iddia ederse, o zaman kesinlikle EMI'yi anlamadıklarını söyleyebilir. EMI'yi tamamen anladığımı iddia etmiyorum. Bunun hakkında çok şey biliyorum ama bildiğim kadarıyla bazı delikler var. Cevabımı okurken bunu düşünün.

Asıl endişem, LVDS'nin ve izolasyon transformatörleri kullanmayan diğer herhangi bir diferansiyel sinyalizasyon yönteminin gerçekten mükemmel bir fark olmadığıdır. Diferansiyel sürücülerinde diff çiftinde ortak mod "parazite" neden olan yanlış eşleşmeler var. Bu ortak mod gürültüsünün ayrıca, bu senaryoda GND veya kalkan üzerinde olacak olan bir sinyal dönüş yolu vardır. Bir ucunda kalkanların bağlantısının kesilmesinin sorunu, bu sinyal geri dönüş yolunun güç kablosunun üzerinde olması - çok büyük bir ilmek alanına ve sonuçta çok büyük EMI'ye neden olmasıdır. Ortak mod gürültüsü geri dönüş akımı küçükken, ilmek alanı geniş ve bu nedenle tasarımda hesaba katılması gerekir.

Bir tasarımımda, 18 "SATA kablosu üzerinden bazı 2,5 GHz sinyaller kullandım. Bilmeyenler için, bir SATA kablosunun içinde iki farklı çift ve iki kalkan var. Her iki kalkanın uçları birbirine bağlı. Kablolarda, kalkanlardan başka bir GND kablosu bulunmuyor, benim tasarımımda, kalkanlar her iki ucunda da GND sinyalini bağlamak için bağlandı.Bu tasarım harika çalıştı ve şu anda hacimsel üretimde. yayılan emisyonlar, RF duyarlılığı ve ESD duyarlılığı dahil elektromanyetik uyumluluk için eşdeğer CE versiyonu.

SATA karşılaştırmasıyla devam ederken, tüm SATA anakart / sürücüler kalkanları her iki uçtan birbirine bağlar ve yüksek hızlarda iyi çalışırlar. SATA kabloları, OP kullanımına benzer şekilde yaklaşık 6 inç ila 2 fit uzunluğunda bulunur. SATA içeren sistemler daha katı EMC düzenlemelerine uygundur. Ve onlarca yılda onlarca milyonlarca birim gönderiyorlar.

Bu sistemi tasarlarken, kalkanları iki ucundan birbirine bağlardım. Bu işleri gösteren milyonlarca modern sistem var.


7

LVDS diferansiyel olarak sonlandırılır (fazlar boyunca) bu nedenle net akım akışı olmamalıdır - dengelidir. Bükümlü çiftler size TEM modunun ilerlemesini sağlar, böylece blendajın sorunu tamamen elektrik alanıdır. Mevcut döngülerden kaçınmak için çizdiğiniz şekliyle bir uçta sonlandırın.

Diferansiyel bir CAN sistemi uyguladığınız ve veri yollamak yerine noktaya geldiğiniz için LVDS için de aynı argümanlar geçerlidir. RHS'deki ekran bağlantısını keserdim, ancak bağlantıyı LHS'de tutardım.

Güç bağlantınız iyi görünüyor. Güçten gelen tüm görüntü akımı, gelen güce yakın bir şekilde geri akacaktır. Herhangi bir sinyalden görüntü akımı akışı yoktur, çünkü bunlar farklıdır ve sonlandırılmıştır, bu nedenle güçle ilişkili bir sinyal toprak dönüşü iyidir.

Etrafta başka potansiyel agresif devreler / kablolar olup olmadığından bahsetmiyorsunuz. bu şemayı değiştirebilir.

Doğrulama için Henry Ott'ın bu konuyla ilgili "elektronik sistemlerde gürültü azaltma teknikleri" kitabını okuyun.


3
(CAN için geçerli olmayabilir) ancak aktarma ucundaki toprak kalkanlara öğretildim: ekran üzerinde toplanan herhangi bir ses, hassas bir alıcı yerine sağlam bir vericinin yanındaki toprak akımlarına neden olur.
Brian Drummond,

2
Bu iyi bir nokta, Ott'ın ONE çözümü olmadığını söylediği gibi, baskın modları analiz etmeniz gerekiyor. Ancak, burada Tx nedir? Görüntü akımının alternatif yollarını kırmanın daha önemli olduğunu düşünüyorum.
yer tutucu

3
250 mm uzunluğunda, 1Mbps CAN, EMI ortamlarının en mutlak mutlak koşulları dışında hiçbir korumaya gerek duymamalıdır. Bunun doğru olmadığını varsayalım, neden sadece CAN donanımını atlamıyorsun?
HikeOnPast

2
@HikeOnPast - Çünkü zaten özel yapım kablom var. Özel kablolara sahip olmak zorundaydım, çünkü 120 ohm empedanslı ince bir çift bükümlü kablo satın almak kesinlikle imkansız.
Rocketmagnet

3
@Rocketmagnet, anladım. Bu durumda, en azından CAN otobüsleri için, kalkan sonlandırması gerçekten önemli değil; montaj açısından en kolay olanı yapın.
HikeOnPast

3

RH 3V3 regülatör devresinin, her iki ucunda da topraklanmış veri ekranlarında kısmi bir yoldan geçiş modu akımlarının önlenmesi için daha iyi bir dekuplaj gerektirdiği benzer bir düzenlemeyle ilgili sorun yaşadım. Her iki uçta da topraklama demiyorum, sadece bir şalter ise 3V3 regülatörüne dikkat edin. Sorun, zaman zaman veri bozulmaları olarak kendini gösterdi ve bükümlü çiftte her iki kabloya bağlanan ve alıcının ortak mod "sorunlarına" neden olan veri ekranları üzerinden güç akımı olduğundan şüpheleniyorum.


Belki bu yoğun, ama "RH" nedir?
Foton

RH = sağ el yani adamın sağ tarafındaki çizimdeki düzenleyici
Andy aka

Tamam, bu mantıklı. Tek düşünebildiğim "kırmızı şapka" (ama bir Linux sorusu değil) ve "bağıl nem" idi.
Foton
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.