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汽車線束用屏蔽線及雙絞線

2019/12/16 11:24前言: 在生產汽車線束時,經常發現工程師們在設計中加入了很多屏蔽線(雙絞線,三股絞線及以上)那么,什么是屏蔽線? 屏蔽線(絞線)在生產過程中,對絞距的要求是很嚴格,這個是為什么? 我們在工作中應該注意哪些? 如何運用呢?一、術語定義: 導線外部有導體包裹的導線叫屏蔽線包裹的導體叫屏蔽層,一般為編織銅網或銅 箔(鋁),屏蔽層需要接地,外來的干擾信號可被該層導入大地。作
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汽車線束用屏蔽線及雙絞線

2020-02-23 17:17:15 KINGSING 80
2019/12/16 11:24

前言: 

在生產汽車線束時,經常發現工程師們在設計中加入了很多屏蔽線(雙絞線,三股絞線及以上)

那么,什么是屏蔽線? 屏蔽線(絞線)在生產過程中,對絞距的要求是很嚴格,這個是為什么? 我們在工作中應該注意哪些? 如何運用呢?

一、術語

定義: 導線外部有導體包裹的導線叫屏蔽線包裹的導體叫屏蔽層,一般為編織銅網或銅 箔(鋁),屏蔽層需要接地,外來的干擾信號可被該層導入大地。

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作用: 避免干擾信號進入內層導體干擾同時降低傳輸信號的損耗。

二、屏蔽線的一般結構 

結構:

(普通): 絕緣層+屏蔽層+導線

(高級): 絕緣層+屏蔽層+信號導線+屏蔽層接地導線

注意要點: 在選用屏蔽線時,屏蔽層接地導線屏蔽層接地導線的絕緣層有導電功能可以與屏蔽層導通(有一定電阻)

例如: 兩芯屏蔽線(型號: FLRYWBYW,0.5+0.5mm2)屏蔽線中的黑色導線外保護層材質為半導電PVC(表面電阻100KΩ),當使用黑色導線作為信號線時,會與鋁箔屏蔽層連通,導致轉速傳輸信號衰減。

三、屏蔽線選取及要點

屏蔽線連接注意要點: 

屏蔽層接地必須連接在控制單元的參考地(信號地)上。

車身地是不干凈的地,如果將屏蔽線的地接在車身,那么就會降低甚至破壞屏蔽的效果。

主要是針對整車或分系統EMC要求,減弱或消除電磁信號的影響(EMI)在汽車上,一般喇叭、CAN、輪速傳感器等用雙絞線; 爆震傳感器用屏蔽線; 曲軸傳感器等用屏蔽雙絞線; FM/AM和GPS饋線等使用同軸電纜。 以上是一般情況,具體,各系統都會提出自己的要求。

信號地: 就是零電位的參考點,也是構成電路信號回路的公共段。

抗干擾能力 

雙絞都是為了減少電磁自擾(兩絞合線間)互擾(絞合線與絞合線間)

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由于屏蔽線要比雙絞線貴得多,從成本考慮: 在保證滿足要求的前提下,優先采用雙絞線。

四、屏蔽線的原理

屏蔽線布線系統源于歐洲,它是在普通非屏蔽布線系統的外面加上金屬屏蔽層,利用金屬屏蔽層的反射、吸收及趨膚效應(所謂趨膚效應是指電流在導體截面的分布隨頻率的升高而趨于導體表面分布,頻率越高,趨膚深度越小,即頻率越高,電磁波的穿透能力越弱)實現防止電磁干擾及電磁輻射的功能,屏蔽系統綜合利用了雙絞線的平衡原理及屏蔽層的屏蔽作用,因而具有非常好的電磁兼容(EMC)特性。

屏蔽電纜的屏蔽原理不同于雙絞線的平衡抵消原理,屏蔽電纜時在4對雙絞線的外面多加1層或2層鋁箔,利用金屬對電磁波的反射、吸收和趨膚效應原理,有效地防止外部電磁干擾進入電纜,同時也阻止內部信號輻射出去,干擾其他設備的工作。 屏蔽線抵抗外界干擾主要體現在信號傳輸的完整性可以通過屏蔽系統得到一定的保證。

五、雙絞線的原理

1、雙絞線傳輸原理 

監控領域中視頻信號傳輸可分為非平衡式和平衡式兩種傳輸方式。 同軸電纜屬于非平衡傳輸線,雙絞線屬于平衡傳輸線。

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要用雙絞線傳輸視頻信號,必須在發送端將非平衡信號轉換為平衡信號,在接收端再將平衡信號轉換為非平衡信號。 一個基本的雙絞線視頻傳輸系統如圖所示。 圖中的A1是差分信號發送放大器,完成非平衡到平衡的和轉換,A2是差分信號接收放大器,完成平衡到非平衡的和轉換。

2、雙絞線消除干擾的原理 

在雙絞線中,干擾: 第一,外部干擾; 第二,同一電纜內部對線之間的互相串擾。 下面,我們對雙絞線消除干擾的原理進行分析。

(1)雙絞線對外部干擾的抑制 

1.1 干擾信號對平行線的干擾,見圖。 Us為干擾信號源,干擾電路Is在雙線的兩條導線L1、L2上產生的干擾電流分別是I1和I2。 由于L1距離干擾源較近,因此,I1>I2,I=I1-I2≠0,有干擾電流存在。

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1.2 干擾信號對扭絞雙線回路的干擾,見圖3。 與圖2不同的是,雙線回路在中點位置進行了一次扭絞。 在L1上存在干擾電流I11和I12,在L2上存在干擾電流I21和I22,干擾電流I=I21+I22-I11-I12,由于兩端線路的條件相同,所以,總干擾電流I=0。 所以只要設置合理的絞距,就能達到消除干擾的目的。

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(2)同一電纜內部各線對之間的串擾

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2.1 兩個未絞雙線回路間的串擾,見圖。 其中Ue為主串回路,Us為被串回路。 導線L1上的電流I1在被串回路L3和L4中產生感應電流I31和I41,I41>I31,在被串回路中形成串擾電流I11=I41-I31,同樣,導線L2上的電流I2在被串回路L3和L4中產生感應電流I32和I42,I42>I32,在被串回路中形成串擾電流I12=I32-I42,總干擾電流I=I11+I12,由于L1與L3、L4的距離比L2較近,I=I11+I12>0,在回路Us中形成干擾。

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2.2 兩個絞距相同的回路如圖5所示。 回路Ue和回路Us同時在中點位置作扭絞,因此,兩個回路的4根導線之間的相對關系與未絞是完全相同的,根據以上分析可知,是不能起到消除串擾的作用。 Ue和Us分別在對方回路中產生干擾電流Is和Ie,所以當兩個絞合的雙線回路絞距相同時,不能消除串擾。

雙絞線注意要點: 

不同的信號對絞轉的數量有著不同的要求。

如電噴系統爆震傳感器要求一米必須大于33個絞轉。 屏蔽雙絞非常適用于頻率低于100KHz的情況。 當頻率高于10M比時,由于屏蔽雙絞線具有較大的分布電容,損耗大大增加,因此一般不宜用于較長距離信號傳輸。

本文來自線束制造微信公眾號平臺。