基于工控系统的双绞线抗干扰技术及其应用

介绍了双绞线的抗干扰原理 ,给出了双绞线对外来磁场抗干扰分析和常用的双绞线类型及抗干扰效果 。

雷电电磁脉冲场对双绞线的耦合研究

为研究双绞线短线缆在雷电电磁脉冲场辐照下终端负载的感应电压,利用WU-800型MARX源和有界波模拟器来模拟雷电电磁脉冲场,对双绞线进行辐照耦合试验。试验中改变雷电电磁脉冲场波形、双绞线长度、辐射场与线缆夹角、双绞线终端负载(线性及非线性),观测双绞线终端负载处的响应电压,分析响应规律。结果表明:雷电电磁脉冲场的上升沿对线缆耦合电压幅值影响较大,脉宽对耦合电压影响较小;辐照试验中线缆长度具有选频特性,随着短线缆长度的增加,终端负载响应电压的主频点逐步降低,但幅值逐步增大;电场极化方向对线缆终端响应幅值有较大影响,但并不改变响应波形;线缆在辐照情况下对终端负载可等效为一电压源,受测端负载电压满足电压源分压原理,非受测端负载改变等效电压源的内部参数,但影响较小;双绞线连接二极管,会显著影响耦合电压的频谱分布,同时幅值也会改变。

雷电电磁脉冲场对双绞线网络的耦合规律

为研究双绞线网络在雷电电磁脉冲场辐照下终端负载的感应电压,对树形双绞线网络进行辐照耦合试验。通过改变雷电电磁脉冲场波形、组成线缆网络的线缆夹角、线缆网络终端负载等条件,获得终端负载上的感应电压并分析响应规律。结果表明:雷电电磁脉冲场波形上升沿越快,双绞线网络终端负载的感应电压越大,而场波形的脉宽对终端负载感应电压基本无影响;线缆网络受测端负载感应电压随着线缆间夹角的增大而线性变小,但并不改变响应波形;线缆网络受测端负载感应电压随着受测端负载阻值的增加首先呈现线性增大的趋势,而后趋于平稳。

非均匀螺距的双绞线串扰统计特性分析

双绞线的螺距误差会直接影响其抗干扰水平,螺距误差的随机性会造成双绞线串扰预测的不确定性.通过双绞线制作原理的分析,利用制作参数可以较准确得到任意双绞线螺距误差的概率密度.采取等弧度离散法和广义多端口网络的概念,快速建立非均匀螺距双绞线的频域串扰模型,得到感性耦合和螺距误差的关系.基于螺距误差的概率密度函数,可以有效分析任意双绞线串扰的统计特性.仿真结果表明双绞线制作参数转轴角速度的均值和方差是影响双绞线感性耦合大小的关键因素,在双绞线制作过程中必须予以考虑,以保证双绞线的抗干扰能力.

舰船双绞线电缆耦合影响预测与仿真

针对舰船工程中的电缆耦合问题,着重探讨双绞线电缆的电磁耦合影响。提出了双绞线电缆单位长度的分布参数模型,分析了容性耦合与感性耦合的影响,并由此建立了双绞线电缆的电磁耦合数值预测模型。仿真结果表明,在非平衡终端情况下,双绞线能够显著减小感性耦合;通过平衡双绞线的终端,能够消除容性耦合。

应用于电感耦合型隔离通讯的芯片设计

为增强信号在恶劣的电气噪声环境中传输的安全性和可靠性,提出并设计了一款利用SPI数据链路实现设备远程控制的隔离通讯芯片.分析目前两种SPI总线隔离方案的优缺点,折中隔离方式、电路复杂性、成本和可靠性等因素,利用"平衡"双线技术,采用双绞线作为传输介质,将四路SPI信号编码成能够通过变压器耦合的无直流脉冲,提高了数据传输的准确性和系统工作的可靠性.芯片基于GSMC 0.18μm CMOS标准工艺设计,核心面积为1.33×1.45mm2.流片测试结果表明,芯片可实现1 Mbps的通讯速率,误码率小于10-9,在通信速率为0.5Mbps的条件下支持的最大电缆长度可达50m,实现了远程受控器的灵活网络化配置,与同类隔离方案相比,是一种兼具低成本、高可靠和结构优化的远程控制解决方案.

高频电磁环境下双绞线的耦合特性仿真与分析

通过分析一段集总源激励的平行传输线,推导出一种BLT方程的改进形式,将平面波照射下的双绞线等效成两终端集总源激励的平行传输线的特殊级联,利用改进的BLT方程对双绞线的电磁耦合特性进行计算与分析,获得了双绞线对外界电磁波的耦合规律。结果表明,在高频电磁环境下,双绞线抗电磁干扰能力下降,对外界电磁场的耦合强于相同条件下的平行传输线,且其电磁耦合特性与电磁频率、线的长度、间距、入射波的入射方式密切相关。

电磁脉冲对屏蔽双绞线耦合效应实验研究

从脉冲信号对屏蔽双绞线的容性耦合和感性耦合两个方面进行分析，采用实验脉冲信号发生器作为干扰源对基于非屏蔽双绞线和不同接地方式屏蔽双绞线的CAN总线通信系统进行实验．实验结果表明：非屏蔽双绞线和屏蔽层不接地屏蔽双绞线电磁脉冲耦合效果基本相同，屏蔽层双端接地可以抗脉冲信号的容性耦合和感性耦合．

100BASE-TX局域网非屏蔽双绞线的传导发射测试技术

针对100BASE-TX局域网的非屏蔽双绞线的电磁信息泄漏的现状,在分析非屏蔽双绞线的传输机理的基础上给出了计算传输信号的耦合模型和简化模型,主要介绍了非屏蔽双绞线的传导发射电磁兼容测试的原理、方法和平台.为处理非屏蔽双绞线的电磁兼容性问题提供有力的实验依据.

双绞线在EMP下的终端响应分析

研究了双绞线的场线耦合模型,对外部电磁脉冲以及双绞线进行了建模。研究了在电磁脉冲激励下双绞线的终端响应。基于传输线理论,使用场线耦合模型,在远场强电磁脉冲入射的情况下,求解了电磁脉冲干扰信号耦合对双绞线终端的响应。最后,分析了不同终端阻抗对双绞线终端响应的影响。

关于对绞型通信电缆串音问题的探讨

本文首先回顾了对绞型通信电缆串音的基本理论,然后对基于理论建立的电磁耦合模型进行了数值分析,最后论述了串音与电缆结构和制造工艺的关系。

双绞线耦合雷电电磁脉冲特性的分析

针对双绞线耦合雷电电磁脉冲的问题,利用试验和理论相结合的方法,建立了双绞线接收雷电电磁脉冲的试验模型,得到了双绞线耦合雷电电磁脉冲电压及频谱特征,试验结果得出:1)双绞线间接入100Ω匹配电阻的情况:双绞线的耦合电压随着冲击电流的增大而增大,可是增加线缆高度对双绞线的耦合电压并没有太大影响。2)双绞线对地接入负载电阻的情况:在相同高度下,双绞线的耦合电压与负载电阻值呈正相关关系;在电阻不变的情况下,高度越高,耦合电压值越大。3)耦合电压的频谱特性:频率主要集中在8 k Hz和2.3 MHz这两个频点周围且耦合电压的幅值与负载电阻和冲击电流皆成正比例关系。试验结果与理论分析基本吻合。研究结果对双绞线耦合雷电电磁脉冲的抑制有一定的指导意义。