低輻射外部纜線系統(tǒng)的設(shè)計

第第頁低輻射外部纜線系統(tǒng)的設(shè)計隨著具有平衡纜線損耗效應的的浮現(xiàn)，系統(tǒng)設(shè)計師有能力在很長的銅纜線上，實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)發(fā)送。在通信系統(tǒng)設(shè)計中，為了得到最佳性能，重要的是控制纜線和的輻射。集成平衡纜線損耗效應的能力是系統(tǒng)互連的主要成本影響。用光纖鏈路只是考慮距離和速度，現(xiàn)在可以用銅纜線架設(shè)。這樣可以避開光纖模塊的高成本?，F(xiàn)在，市場上可用“銅模塊”挺直替代光纖模塊。這些銅模塊包含公司的纜線平衡器。用平衡器器件能夠在長纜線上接收3.2gbps數(shù)據(jù)，而且信號失真十分小。圖1示出經(jīng)過115英尺的信號，用平衡器和不用平衡器之間的比較。所得結(jié)果是：用平衡器的信號充實是驚人的。maxim公司的平衡器家族包括工作速率高達12.5gbps的器件。

圖1通過115英尺纜線平衡器前后的3.2gbps信號

在高位率，“銅”纜線互連部件必需很好地起到傳輸通道作用。它們應當具有確定性的信號完整性以及傳送到接收器的最大功率而無漏失。纜線互連部件的信號漏失成為到外界的emi（電磁干擾）。而且，當希翼設(shè)備以從fcc和ec標準的時，這會變得重要起來。

本文研究降低輻射的容易辦法，而纜線平衡能延伸傳輸長度和降低系統(tǒng)成本。

把設(shè)備的不同部分銜接在一起的纜線和銜接器能防止干擾和降低對輻射能量敏感的互相效應。下面研究可降低纜線系統(tǒng)輻射的一些辦法：

1、平衡的系統(tǒng)

2、鐵氧體珠

3、雙絞纜線

4、纜線屏蔽

5、纜線/背板端接銜接器

平衡的系統(tǒng)

一下平衡纜線系統(tǒng)由兩條線構(gòu)成，這兩條線相對第3條線或地傳輸正和負（雙極）信號。然而，因為差分線驅(qū)動器不是抱負的，所以，將會有一定量的不希翼的信號浮現(xiàn)，如噪聲、來自電源的溝通聲和信號線上的溫度影響。差分接收器抑制這些共用信號的能力用稱之為共模抑制比（cmrr）的性能因數(shù)來表示。cmrr是差分模式增益與共模增益之比，通常用db表示。在平衡系統(tǒng)中影響性能的還有另一個因數(shù)，它是由兩條信號線可能的長度差引起的信號間的歪斜。這種長度差將導致差分信號沿不能對準，并在地系統(tǒng)中產(chǎn)生小的尖峰。

不包含平衡輸出的系統(tǒng)可以在輸出用（見圖2）產(chǎn)生平衡輸出。變壓器通常放置在逼近系統(tǒng)輸出的地方。如所用不夠抱負，并存在模式轉(zhuǎn)換問題，則小量初級將做為差分模式電流展現(xiàn)在輸出。在高頻，這種模式轉(zhuǎn)換是最普遍的。變壓器的另一因數(shù)是從初級到次級的。電容將會增強高頻能量到輸出的共模耦合，這會增強輻射。采納變壓器的另一益處是變壓器能提供系統(tǒng)間的dc隔離，系統(tǒng)地之間可能有電勢差。

圖2輸出的變壓器轉(zhuǎn)換

鐵氧體珠

若小的鐵氧珠或環(huán)沿差分信號線滑動，則它將起到縱向變壓器的作用，能降低共模電流。它們的性能猶如一個減小的變壓器。鐵氧體珠或環(huán)對衰減高頻差分（如開關(guān)轉(zhuǎn)換瞬態(tài)變幻和其他高頻信號）是實用的。往往在電源內(nèi)和用于視頻監(jiān)視器的纜線上能看到它們，它們用于降低系統(tǒng)的emi。鐵氧體珠在低阻抗電路中工作得最好。在50mhz左右，珠阻抗高達500Ω。也應當當心，珠磁芯不能變成飽和，由于這將降低其有效性。用多對纜線時，會增強纜線對之間的串擾。圖3示出珠插入損耗隨負載阻抗和匝數(shù)的變幻。

圖3鐵氧體珠插入損耗與頻率的關(guān)系

雙絞纜線

雙絞線可使差分模式輻射大大降低，而共模輻射不受影響。用差分信號傳輸與單端傳輸相比其輻射降低20~30db。每當從纜線輻射電磁場時，雙絞線消退來自雙絞相鄰線的磁場。結(jié)果是，若雙絞線處于同方向，則耦合到相鄰線對的場臨近于零。對大多數(shù)纜線，在單捆線中含有多對雙絞線，雙絞線之間扭曲率是變幻的。這種衰化將有助于消退線扭曲過程中一點點不對稱所引起的耦合結(jié)果。做為一個例子可查看典型的category5纜線的扭曲率，category5纜線用于大多數(shù)ethernet網(wǎng)絡(luò)中，可看到扭曲率的變幻。

纜線屏蔽

在控制輻射中一個比較重要的因數(shù)是纜線屏蔽。此關(guān)鍵參數(shù)打算輻射性能，它表示纜線所用屏蔽的有效性。傳輸阻抗表示流經(jīng)屏蔽表面的電流與跨接在表面另一端的關(guān)系。此電壓是由流經(jīng)屏蔽厚度蔓延電流引起的（圖4）。

圖4傳輸阻抗圖示一極化率和輻射

在網(wǎng)狀屏蔽罩中漏也會有影響。最好屏蔽效果的最優(yōu)罩是薄層圍住固態(tài)管屏蔽，如半剛性同軸電纜。圖5示出幾種不同軸電纜的傳輸阻抗。

圖5不同類型纜線的傳輸阻抗

采納屏蔽雙絞線或屏蔽雙導線饋電線的屏蔽平衡線，可使輻射進一步降低，這是由于屏蔽不再用做返回通路。流經(jīng)屏蔽的唯一電流是由平衡線不對稱引起的。因此，輻射降低量為屏蔽電流與信號線上總信號電流的百分比值。

纜線/背板端接銜接器

纜線部件最后到負載或源的銜接和纜線性能同等重要。銜接器能提供良好的屏蔽和到系統(tǒng)地的低阻抗銜接是十分重要