В EMI Software мы уделяем особое внимание электромагнитным помехам на кабелях.

Почему? Поскольку кабели являются центральным элементом большинства сбоев в тестировании на электромагнитные помехи, кабели могут создавать одни из самых трудноразрешимых проблем с помехами.

Три вещи делают кабели проблематичными:
1. Кабели имеют электрическую длину
2. Кабели часто несут нежелательную энергию
3. Кабельные проводники могут резонировать

Электрически длинные кабели. Длина большинства электрических кабелей намного превышает длину волн передаваемых ими сигналов. Будучи электрически длинными, они довольно эффективно передают электромагнитную энергию в окружающую среду и из нее.

Электрические кабели — довольно хорошие антенны, к сожалению.

Возьмем, к примеру, цифровой сигнал передачи данных с частотой 10 МГц. Если его типичное время нарастания / спада составляет 3 наносекунды, его спектр содержит значительную энергию до более чем 200 МГц (см. рисунки ниже). Кабель длиной 2 метра имеет длину в одну и треть длины волны при 200 МГц, что действительно является электрической длиной. Условия подходят для проблем с электромагнитными помехами.

Шумовое загрязнение. Высокочастотная энергия на кабелях возникает в схемах, подключенных к кабелям, и /или поступает из окружающей среды.

Синфазный шум от схем особенно проблематичен. Даже небольшое высокочастотное напряжение на интерфейсных цепях, подключенных к кабелю, способно вызвать излучение кабелями полей, превышающих допустимые излучаемые выбросы пределы.

Аналогичным образом, поля, создаваемые внешними источниками, могут довольно эффективно соединяться с проводниками кабеля либо во время излучаемая восприимчивость тестирование или в процессе окончательной установки. Если уровни поля имеют достаточную величину, они могут ухудшить производительность схемы, вызвать сбои или, в крайних случаях, повредить интерфейсные схемы.

Кабельный резонанс. Кабель, который идеально оканчивается по своему характеристическому сопротивлению на обоих концах и не имеет разрывов импеданса, не будет резонировать. В противном случае так и будет. Проблема в том, что, за исключением коаксиальных кабелей, которые очень тщательно заделаны с обоих концов, почти все кабели будут резонировать на определенных частотах. Даже кабели передачи данных хорошего качества, которые заканчиваются по своему характеристическому сопротивлению, будут в некоторой степени резонировать.

Величина резонансов и частота резонансов зависят от многих переменных, включая длину кабеля, сопротивление цепи и расстояние от окружающих проводников и корпуса.

Поскольку нецелесообразно прокладывать все кабели в виде коаксиальных линий, кабельные резонансы являются неизбежной реальностью в электронных системах.

Небольшой шум на длинных кабелях вызывает большие проблемы с электромагнитными помехами.

Возьмем, к примеру, схему, приведенную ниже. Он передает ту же форму сигнала и спектр 10 МГц, что и показанные выше. Номинально драйвер выдает спектр, который предсказуемо уменьшается с увеличением частоты. Но когда кабель для передачи данных соединяет драйвер и приемник, все меняется.

Поскольку входное сопротивление кабеля не является постоянным по его длине и частоте, напряжение на кабеле меняется в зависимости от частоты и положения на кабеле.

Два графика ниже иллюстрируют, что происходит. На графике слева показан спектр сигнала 10 МГц на конце кабеля драйвера. График справа показывает его спектр на приемном конце кабеля.

Напряжение на приемнике вдвое (на 6 дБ) превышает напряжение драйвера на частоте 10 МГц из-за несоответствия импеданса. При частоте 50 МГц напряжение на приемнике в 14 раз (22,9 дБ) больше, чем на драйвере. Во временной области это соответствует напряжению 2,5 В при частоте 50 МГц! Этого достаточно, чтобы вызвать серьезные проблемы с целостностью сигнала и электромагнитными помехами. На многих частотах напряжение кабеля на приемнике намного больше, чем на драйвере.

Излучение кабеля на этих частотах, вероятно, будет намного выше, чем если бы кабель был правильно заземлен.

На частотах выше примерно 2 ГГц напряжение на приемнике ниже, чем на драйвере, что указывает на то, что границы сигнала скатываются к тому времени, когда они достигают приемника. Это также может иметь последствия для целостности сигнала, если синхронизация сигнала имеет решающее значение.

Это лишь один пример того, почему проблемы с электромагнитными помехами, связанные с кабелями, могут быть трудными для понимания и контроля.

Вот почему в EMI Software мы уделяем особое внимание электромагнитным помехам на кабелях.

Для получения дополнительной информации смотрите страницы продуктов EMI Analyst и примеры в области загрузки по адресу http://www.emisoftware.com/.
Посмотрите видео о кабельном резонансе на YouTube по адресу https://youtu.be/DNZgq4G3VJ4.

Вы, должно быть, вошел в систему чтобы оставить комментарий.