雙絞線的作用是使外部干擾在兩根導線上產生相同的噪聲(在專業領域,將無用信號稱為噪聲),從而從后續的差分電路中提取有用信號。
差分線路是一種減法線路,兩個輸入端相同的信號(共模信號)相互抵消(m-n),相反的信號相當于x-(-y),得到加強。理論上,m=n、x=y在雙絞線和差分電路中相當于完全消除干擾信號,有用信號加倍,但在實際運行中存在一定差異。
雙絞線有一個扭絞周期的長度,叫節距;節距越小(扭曲線越密),抗干擾能力越強;一般由OEM要求絞線的節距。
雙絞線性能指標。
絞線的屏蔽功能和屏蔽線相比是什么?其實效果差不了多少。在很多汽車線束中,很多屏蔽線都是過度設計的。
從VAVE(價值分析和價值工程)的角度來看,其實很多屏蔽線都可以換成絞線,比如汽車上常見的ABS傳感器線。屏蔽線外多了一層護套,對屏蔽線的耐磨有更好的耐磨保護效果。同時,有些屏蔽線加入鋁箔或編織金屬層,這是不可比擬的。
若設計初期,設計團隊能多了解一些原理或基礎知識,就能很好地節約線束成本。與最初設計定義的成本相比,還是占了大頭。
當然,對于絞線,用戶最關心的是幾個表現性能的指標。這些指標包括衰減、近端干擾、阻抗特性、分布電容器、DC電阻等。
1、衰減。
衰減是沿著鏈路的信號損失量。
衰減與電纜的長度有關,隨著長度的增加,信號衰減也會增加。衰減以db為單位,表示從源到接收端的信號強度的比率。因為衰減隨著頻率的變化而變化,所以應該測量應用范圍內所有頻率的衰減。
2、近端串擾。
串擾分為近端串擾和遠端串擾。測試儀主要測量NEXT。由于線路損耗,FEXT的測量值影響較小。
近端串擾(NEXT)損耗是測量從一對線到另一對線的信號耦合。
NEXT是非屏蔽雙絞線鏈路的關鍵性能指標,也是最難準確測量的指標。隨著信號頻率的增加,測量難度會增加。
NEXT并不代表近端點產生的串擾值,而是代表近端點測量的串擾值。這個值會隨著電纜長度的不同而變化。電纜越長,值越小。同時,發送端的信號也會衰減,其他線對的串擾也會相對減少。
實驗證明,只有40米以內測量的NEXT是真實的。如果另一端是遠離40米的信息插座,會產生一定程度的串擾,但測試儀可能無法測量串擾值。因此,最好在兩個端點進行NEXT測量。
大多數測試儀都配備了相應的設備,以便在鏈路的一端測量兩端的NEXT值。
3、直流電阻。
DC環電阻消耗部分信號,并將其轉化為熱量。指一對導線電阻的總和,11801規格的雙絞線DC電阻不得大于19.2歐姆。每對間的差異不應太大(小于0.1歐姆),否則表明接觸不良,必須檢查連接點。
4、特性阻力。
與環形DC電阻不同,特性阻抗包括電阻和頻率為1~100兆赫的電感阻抗和電容阻抗,這與一對電線的距離和絕緣體的電氣性能有關。各種電纜具有不同的特性阻抗,而雙絞線電纜有100歐姆、120歐姆和150歐姆。
5、衰減串擾比。
串擾與衰減的比例關系是反映電纜性能的另一個重要參數。
有時候,ACR也用信噪比(SNR:Signal-Noiceratio)來表示,它是根據衰減量和NEXT量之間的差值來計算的。ACR值較大,抗干擾能力較強。普通系統要求至少10分貝。
6、電纜特性。
通信渠道的質量由其電纜特性描述。
SNR是考慮干擾信號時數據信號強度的測量。如果SNR太低,接收器無法區分數據信號和噪聲信號,最終導致數據錯誤。
為了將數據錯誤限制在一定范圍內,必須定義最小的可接收SNR。絞線一般用于線束中的發動機艙和氣囊線。氣囊是生命線,線束密集,干擾大。因此,氣囊線和發動機艙內的線束對信號屏蔽有一定的要求。
構成絞線的單線多而細,不僅提高了電線電纜的柔軟性,還提高了線路連接的可靠性。有些電線電纜的導體不需要大截面,但也采用絞線形式,以獲得更好的柔軟性和高可靠性。
一般情況下,節距比越小,柔軟性越好;單線之間的間隙越小,即絞合越緊;而且節距和單線在一個節距上的實際長度相差越大,同樣長度的絞線使用的單線長度也越長。