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汽车线束用屏蔽线及双绞线

2019/12/16 11:24前言: 在生产汽车线束时,经常发现工程师们在设计中加入了很多屏蔽线(双绞线,三股绞线及以上)那么,什么是屏蔽线? 屏蔽线(绞线)在生产过程中,对绞距的要求是很严格,这个是为什么? 我们在工作中应该注意哪些? 如何运用呢?一、术语定义: 导线外部有导体包裹的导线叫屏蔽线包裹的导体叫屏蔽层,一般为编织铜网或铜 箔(铝),屏蔽层需要接地,外来的干扰信号可被该层导入大地。作
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汽车线束用屏蔽线及双绞线

2020-02-23 17:17:15 KINGSING 241
2019/12/16 11:24

前言: 

在生产汽车线束时,经常发现工程师们在设计中加入了很多屏蔽线(双绞线,三股绞线及以上)

那么,什么是屏蔽线? 屏蔽线(绞线)在生产过程中,对绞距的要求是很严格,这个是为什么? 我们在工作中应该注意哪些? 如何运用呢?

一、术语

定义: 导线外部有导体包裹的导线叫屏蔽线包裹的导体叫屏蔽层,一般为编织铜网或铜 箔(铝),屏蔽层需要接地,外来的干扰信号可被该层导入大地。

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作用: 避免干扰信号进入内层导体干扰同时降低传输信号的损耗。

二、屏蔽线的一般结构 

结构:

(普通): 绝缘层+屏蔽层+导线

(高级): 绝缘层+屏蔽层+信号导线+屏蔽层接地导线

注意要点: 在选用屏蔽线时,屏蔽层接地导线屏蔽层接地导线的绝缘层有导电功能可以与屏蔽层导通(有一定电阻)

例如: 两芯屏蔽线(型号: FLRYWBYW,0.5+0.5mm?)屏蔽线中的黑色导线外保护层材质为半导电PVC(表面电阻100KΩ),当使用黑色导线作为信号线时,会与铝箔屏蔽层连通,导致转速传输信号衰减。

三、屏蔽线选取及要点

屏蔽线连接注意要点: 

屏蔽层接地必须连接在控制单元的参考地(信号地)上。

车身地是不干净的地,如果将屏蔽线的地接在车身,那么就会降低甚至破坏屏蔽的效果。

主要是针对整车或分系统EMC要求,减弱或消除电磁信号的影响(EMI)在汽车上,一般喇叭、CAN、轮速传感器等用双绞线; 爆震传感器用屏蔽线; 曲轴传感器等用屏蔽双绞线; FM/AM和GPS馈线等使用同轴电缆。 以上是一般情况,具体,各系统都会提出自己的要求。

信号地: 就是零电位的参考点,也是构成电路信号回路的公共段。

抗干扰能力 

双绞都是为了减少电磁自扰(两绞合线间)互扰(绞合线与绞合线间)

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由于屏蔽线要比双绞线贵得多,从成本考虑: 在保证满足要求的前提下,优先采用双绞线。

四、屏蔽线的原理

屏蔽线布线系统源于欧洲,它是在普通非屏蔽布线系统的外面加上金属屏蔽层,利用金属屏蔽层的反射、吸收及趋肤效应(所谓趋肤效应是指电流在导体截面的分布随频率的升高而趋于导体表面分布,频率越高,趋肤深度越小,即频率越高,电磁波的穿透能力越弱)实现防止电磁干扰及电磁辐射的功能,屏蔽系统综合利用了双绞线的平衡原理及屏蔽层的屏蔽作用,因而具有非常好的电磁兼容(EMC)特性。

屏蔽电缆的屏蔽原理不同于双绞线的平衡抵消原理,屏蔽电缆时在4对双绞线的外面多加1层或2层铝箔,利用金属对电磁波的反射、吸收和趋肤效应原理,有效地防止外部电磁干扰进入电缆,同时也阻止内部信号辐射出去,干扰其他设备的工作。 屏蔽线抵抗外界干扰主要体现在信号传输的完整性可以通过屏蔽系统得到一定的保证。

五、双绞线的原理

1、双绞线传输原理 

监控领域中视频信号传输可分为非平衡式和平衡式两种传输方式。 同轴电缆属于非平衡传输线,双绞线属于平衡传输线。

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要用双绞线传输视频信号,必须在发送端将非平衡信号转换为平衡信号,在接收端再将平衡信号转换为非平衡信号。 一个基本的双绞线视频传输系统如图所示。 图中的A1是差分信号发送放大器,完成非平衡到平衡的和转换,A2是差分信号接收放大器,完成平衡到非平衡的和转换。

2、双绞线消除干扰的原理 

在双绞线中,干扰: 第一,外部干扰; 第二,同一电缆内部对线之间的互相串扰。 下面,我们对双绞线消除干扰的原理进行分析。

(1)双绞线对外部干扰的抑制 

1.1 干扰信号对平行线的干扰,见图。 Us为干扰信号源,干扰电路Is在双线的两条导线L1、L2上产生的干扰电流分别是I1和I2。 由于L1距离干扰源较近,因此,I1>I2,I=I1-I2≠0,有干扰电流存在。

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1.2 干扰信号对扭绞双线回路的干扰,见图3。 与图2不同的是,双线回路在中点位置进行了一次扭绞。 在L1上存在干扰电流I11和I12,在L2上存在干扰电流I21和I22,干扰电流I=I21+I22-I11-I12,由于两端线路的条件相同,所以,总干扰电流I=0。 所以只要设置合理的绞距,就能达到消除干扰的目的。

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(2)同一电缆内部各线对之间的串扰

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2.1 两个未绞双线回路间的串扰,见图。 其中Ue为主串回路,Us为被串回路。 导线L1上的电流I1在被串回路L3和L4中产生感应电流I31和I41,I41>I31,在被串回路中形成串扰电流I11=I41-I31,同样,导线L2上的电流I2在被串回路L3和L4中产生感应电流I32和I42,I42>I32,在被串回路中形成串扰电流I12=I32-I42,总干扰电流I=I11+I12,由于L1与L3、L4的距离比L2较近,I=I11+I12>0,在回路Us中形成干扰。

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2.2 两个绞距相同的回路如图5所示。 回路Ue和回路Us同时在中点位置作扭绞,因此,两个回路的4根导线之间的相对关系与未绞是完全相同的,根据以上分析可知,是不能起到消除串扰的作用。 Ue和Us分别在对方回路中产生干扰电流Is和Ie,所以当两个绞合的双线回路绞距相同时,不能消除串扰。

双绞线注意要点: 

不同的信号对绞转的数量有着不同的要求。

如电喷系统爆震传感器要求一米必须大于33个绞转。 屏蔽双绞非常适用于频率低于100KHz的情况。 当频率高于10M比时,由于屏蔽双绞线具有较大的分布电容,损耗大大增加,因此一般不宜用于较长距离信号传输。

本文来自线束制造微信公众号平台。


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