多芯电缆耦合性能分析

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1、东南大学硕±学位论文称为配线电缆。苍线数量小于300对a)带屏蔽层的三芯排线(b)普姐九g择线圈l-2多芯平行线缆对绞组是两根不同颜色的绝缘导线绞合成一对线，如图l"h’吣所示．星绞组是甩四根绝缘导线分别排列在正方形的对角线上，按一定的扭距绞合成一线组，如图14∞所示，其中相对位置的导线构成一对线，见图中的白一蓝和紫一绿。圈1-3电垃扭纹方式示意国电缆芯线扭绞的目的主要是为了减小在同一条电缆内的各对扭回路间或不同星纹组的两线对之间的串音和外界电磁场对回路的干扰；当电缆弯曲时，可以使各绝缘芯线受到相同的位移，从而保证每个回路

2、的电特性稳定，也有利于辨别线对t查找接续芯线方便。圈14对绞组与星绞组扭鲛示意图随着多芯电缆的用速不断扩大．其规格也越来越多，就导线线径而言，导线一般有线径O32、0．4、0．5、0．6、0．7、08ram等6种主要规格，还有O63、O65、09mm等特殊规格[4j。但是电缆芯线的扭纹方式并没有一个相应的强制标准来执行，在现实中所使用的控制电缆绝缘芯线主要采用是同心式纹台，也有部分控制电缆采用对纹式。其缠绕方式与星绞组有一些相似。即所有的电缆芯线截面始终保持在同一个平面上．并且其相对位置也始终保持不变，在这样的条件下多根电

3、缆芯线以螺旋形毁台，成为一层或多层同心层的绞台导体，这种缠绕方式的优点是制作比较简单，电缆制造成本较低。东南人学硕士学位论文对绞组的串音性能较好，生产率高，但冈电缆的结构尺寸大，浪费材料。星绞组结构紧凑、节省材料，如做得好时也能保证串音性能的要求。对于高频对称电缆，一般均采用屋绞结构。对于市内通信电缆，当采用纸绝缘时，由于纸绝缘星绞组结构不易稳定，其串音性能较坏，所以一般均采用对绞结构。当采用塑料绝缘并改进工艺之后，星绞组的串音性能会大大改进，这为市内通信电缆采用星绞组代替对绞组创造了条件。同时，星绞市内通信电缆在同样工作

4、电容情况下，外径将比对绞电缆缩小12％左右，这就可以节约绝缘及护层材料，使电缆成本有所降低【5】。据铁道部行业标准，《铁道部数字信号电缆，第1部分：～般规定》除四芯电缆外，其他规格的(多芯电缆)缆芯外层绞合方向均为右向，相邻层绞向相反旧1。1．1．2电缆的串扰与电磁耦合串音或者串扰(crosstalk)在英语中，与多芯电缆内芯线间的电磁耦合具有一定的差别，其中，crosstalk包含导线串扰，多芯电缆内部各芯线间的串扰以及电缆间的串扰(Aliencrosstalk)。当电缆或者PCB印制线的线路传输延迟时间大于或等于相应收

5、发电路中逻辑电路的上升时间时，所产生的干扰为导线串扰，这种情况在PCB印制线上所产生的较多。在多芯电缆之间，即电缆外部，由于电缆间的电磁耦合所产生的干扰称为缆间串扰，即Aliencrosstalk，是目前第六类电缆，即高速宽带10GBase．T电缆所面临的重大问题17J。多芯电缆内部的串扰，即电缆内各芯线间由于近场的感性和容性的耦合所产生的电磁耦合性干扰才是本论文所研究的问题，但为了便于述说，以下文中所说的串扰或者串音即为芯线间的电磁耦合性干扰。在国内通信名词中，串音按GB／T14733．8．1993规定，信号在传输过程中

6、从一个传输回路串入另一个传输回路的现象称为串音，通常把引起串音干扰的回路称为“主串同路”，被串音干扰的回路称为“被串同路”。串音衰减(crosstalkattenuation)则是指通路在规定的终端条件下，主串通路在某一给定点上的视在功率与主串信号经过串音路径到达被串通路在某一给定点的视在功率之比，通常用dB表示IsJ。串音干扰常限于使用在邻近的电路、导线上，其耦合通路是以电路的互电容和互电感为特征的。串音干扰在通信中会影响其它同路的正常通信，而且会使通信失密。回路串音来自电耦合(电容性耦合)和磁耦合(电感性耦合)两种。在

7、串扰的测试中，高的测试值(dB)优于低的测试值。因为串扰的数值是有用信号与噪音信号之间的比值。高的测试值意味着有用信号远远大于噪音，低的测试值意味着有用信号与噪音之间的差别不大，对于接收方来说，则无法正确接收信号，造成数据包丢失的现象。用于定义串音大小的概念叫串音衰减，是主串线对视在功率P，与被串线对视在功率n的比值：％212in昱e__,，Np或口Ⅳ=1。lg夏Pl=1019鼻一1。19乞，dB(1·2)如果引起干扰的同路以其特性阻抗Zl终端，而受到干扰的回路以其特性阻抗z2终端，则‰=，n鲁+三hZ_zz2。舯甜，么Z

8、，(1．3)或a．Ⅳ=2019ul+1019雩-，dB(1．4)“261在正常情况下，同一电缆中，同一类型回路的特性阻抗可以认为是相等的，由于制造公差而产生的微小区别一般并不显著。冈此Z】=Z2。所以当考虑同一类型的同路时，公式(1．3)与(1．4)可简化为：3东南大学硕士学位论文口^，：ln堕，Np“