多芯互连电缆抗干扰技术分析

《多芯互连电缆抗干扰技术分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2——童蔓蔓堡皇垄垫王垫垫查婴塞=L——————————————————————_——————————————————————————————一。一施的接地、搭接和屏蔽设计指南)、《电磁兼容性设计手册》等都将其：fi-Ya,-I-算公式、阻抗及导纳的计算图表编入其中。从所等效的平行双导体传输线模型来看，显然上述方法只适用于同轴屏蔽电缆。从有关的文献可以看出上述方法的研究主要集中于八十年代以前。同轴电缆除了在设计方面比较成熟外，在工程应用及产品方面也相当成熟，美国还出版了射频电缆使用手册，详尽地给出了各类电缆的各种参数。自七十

2、年代后期至今，屏蔽电缆的研究转向了多芯电缆，与同轴电缆不同的是前者只涉及内导体与屏蔽层的关系，后者不但要涉及内导体与屏蔽层，还要涉及内导体间及内导体与屏蔽层外的导体或电缆间的关系。显然，后者的耦合机理要复杂的多，为此Paul[3】在Vance等人研究的基础上提出了多芯屏蔽电缆的分析方法，这种方法以多导体传输线理论为基本依据，将多芯屏蔽电缆的内导体、屏蔽层以及屏蔽层外的导体、屏蔽电缆均处理为传输线，建立其控制方程，并通过计算链参矩阵，引入终端条件等方法，可以求得转移阻抗及屏蔽效能。这种模型研究的对象要比Vance的方法更为广泛

3、，可以证明，Vance的方法仅仅是Paul方法的一种特例，显然仍然引用Vance的结论来分析多芯屏蔽电缆，～是无法确定屏蔽电缆内芯线间的耦合，二是将会带来较大误差，因此必须采用Paul的方法。出于电磁兼容的需要，对连接线缆的屏蔽性能有了更高的要求，采用两层或多层屏蔽是改善屏蔽电缆屏蔽性能最直接的方法，所以本文需研究多芯多层屏蔽电缆的屏蔽特性，这进～步加大了计算及研究难度。因为以往对多层屏蔽电缆的研究都是针对同轴电缆【4l【5l，关于多芯屏蔽电缆的技术资料和计算公式比较少。而关于屏蔽电缆的测试方面，国际上的学者主要是针对射频同

4、轴电缆的转移阻抗和屏蔽效能测试方法进行过详细的研究【6】【H【8】，美国等发达国家也已有专门的标准详细规范了同轴电缆屏蔽性能的测试方法。近些年，德国的Jung[91提出了一种改进的三同轴法测量多芯屏蔽电缆束各屏蔽层的转移阻抗和转移导纳的方法，是非常值得借鉴的。但由于文献19J的方法是首次尝试的一种测试方法，还未得到公认，加之三同轴法固有的缺陷和测试装置难以加工，因此本文仍在同轴电缆研究的基础上，提出一种多芯多层屏蔽电缆屏蔽效能的计算方法和一种简单的测量多芯屏蔽电缆屏蔽性能的方法。有关多芯屏蔽电缆的技术资料和计算公式通常仅适用

5、研究其传播和穿透问题，而对于多芯屏蔽电缆的耦合问题还未进行深入的研究。另外，在以往的文献中，计算编织屏蔽电缆与外界导体或电缆间的耦合时忽略了屏蔽体上编织孔缝引起的电场及磁场的影响，而随着频率的增高，孔缝泄漏的影响越来越大，简化计算(忽略屏蔽层中孔缝的影响)带来的误差也越来越大。为此，我们引入转移电感、转移倒电容来反映孔缝的影响，力图更加准确地反映编织屏蔽电缆的屏蔽性能。第一章绪论目前辐射泄漏的研究主要是针对同轴屏蔽电缆，包括电缆端接形式的变化引起辐射场的变化：而对于多芯电缆辐射泄漏研究的文献较少。韩放110】将多芯电缆整体辐

6、射场简单地的看作各个平行线对辐射场的总和。此方法未考虑芯线间的串扰耦合影响，与实际情况有较大偏差。而KairesIlJ]通过测试讨论了不同尺寸参考导体和不同配置结构的平行双线产生的共模电流和辐射场，指出传输线结构对共模电流和辐射场的影响很大，但是没有提出一种有效的理论分析方法。Pereztl21把双绞线的辐射场用许多孤立的磁偶极子辐射场的叠加来等效，这种模型较详细地模拟了双绞线的辐射，但忽略了绞环之间的电连续性，与双绞线实际情况有较大差异。1．3本文所做的工作本文在以往研究的基础上，针对不同系统中普遍采用的多芯互连电缆，综合

7、应用多导体传输线理论、孔耦合理论、屏蔽理论，天线理论等，全面分析了多芯互连电缆的屏蔽、耦合及辐射特性。具体分析步骤如下：1．对互连电缆传输的常见信号进行频谱分析，确定了泄漏源模型：2．建立了适用分析多芯屏蔽电缆屏效的广义多导体传输线模型；3．对多芯屏蔽电缆的屏蔽效能测试方法进行了研究，提出了适应我国国情的测试方法，研制了相应的测试装置；4．建立了工程中电缆屏蔽层常用的端接模型，提出了较好的接地方式：5．建立了适用于分析多种芯线类型的多芯电缆互耦计算的广义多导体传输线模型；6．根据多芯电缆芯线电流的实际分布，提出了多芯电缆辐射

8、的一般计算方法；7．对各种多芯电缆的屏效、耦合、辐射进行仿真计算，并与测试结果和国外结果进行了对比，得出影响电缆电磁干扰和辐射泄漏的主要因素，为电缆电磁兼容性设计和选用提供了理论依据；!圭堇至垄皇丝垫王塑垫查堑壅————第二章多芯电缆抗干扰分析的基本理论2．1干扰源的频谱分析2．1．1电缆