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淺談汽車線束——絞線

線束工作中經(jīng)常遇到下面一些問題,線束中有的電線為何要互絞在一起?絞線的屏蔽信號(hào)與屏蔽線相比如何?為何有的絞線有三四根絞合在一起?在哪些地方絞線用到的比較多?

我們來仔細(xì)看看,絞線是汽車線束中最常用的傳輸介質(zhì),是由兩根或以上具有絕緣保護(hù)層的銅導(dǎo)線組成的。把兩根絕緣的銅導(dǎo)線按一定密度互相絞在一起,每一根導(dǎo)線在傳輸中輻射出來的電波會(huì)被另一根線上發(fā)出的電波抵消,有效降低信號(hào)干擾的程度。

淺談汽車線束---絞線

雙絞線是由一對(duì)相互絕緣的金屬導(dǎo)線絞合而成。采用這種方式,不僅可以抵御一部分來自外界的電磁波干擾,也可以降低多對(duì)絞線之間的相互干擾。把兩根絕緣的導(dǎo)線互相絞在一起,干擾信號(hào)作用在這兩根相互絞纏在一起的導(dǎo)線上是一致的(這個(gè)干擾信號(hào)叫做共模信號(hào)),在接收信號(hào)的差分電路中可以將共模信號(hào)消除,從而提取出有用信號(hào)(差模信號(hào))。

雙絞線的作用是使外部干擾在兩根導(dǎo)線上產(chǎn)生的噪聲(在專業(yè)領(lǐng)域里,把無用的信號(hào)叫做噪聲)相同,以便后續(xù)的差分電路提取出有用信號(hào),差分電路是一個(gè)減法電路,兩個(gè)輸入端同相的信號(hào)(共模信號(hào))相互抵消(m-n),反相的信號(hào)相當(dāng)于x-(-y),得到增強(qiáng)。理論上,在雙絞線及差分電路中m=n,x=y,相當(dāng)于干擾信號(hào)被完全消除,有用信號(hào)加倍,但在實(shí)際運(yùn)行中是有一定差異的。

雙絞線一個(gè)扭絞周期的長度,叫做節(jié)距,節(jié)距越。ㄅぞ越密),抗干擾能力越強(qiáng)。一般的OEM對(duì)絞線的節(jié)距離是有要求的,以小編負(fù)責(zé)的Volvo項(xiàng)目為例,一個(gè)節(jié)距至少為25mm。其他OEM與這個(gè)相差不了多少。

淺談汽車線束---絞線

性能指標(biāo)

有人問,絞線的屏蔽功能與屏蔽線相比如何?其實(shí)效果差不了多少。在很多汽車線束中,很多屏蔽線是過余設(shè)計(jì)。從VAVE的角度,其實(shí)很多屏蔽線可以換成絞線的,比如汽車上常見的ABS傳感器線。當(dāng)然屏蔽線外部多了一層護(hù)套,對(duì)屏蔽線的耐磨保護(hù)效果較好一點(diǎn)。同時(shí)有的屏蔽線加了鋁箔或編織金屬層,那就更比不起來了。畢竟一分錢一分貨。小編只是覺得,從設(shè)計(jì)之初,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)能夠多認(rèn)識(shí)到一些原理或者基本知識(shí),這樣可以很好的節(jié)省線束的成本。比較當(dāng)初設(shè)計(jì)定義的成本還是占大頭的。

當(dāng)然對(duì)于絞線,使用者最關(guān)心的是表征其性能的幾個(gè)指標(biāo)。這些指標(biāo)包括衰減、近端串?dāng)_、阻抗特性、分布電容、直流電阻等。

1.衰減(Attenuation)

衰減是沿鏈路的信號(hào)損失度量。衰減與線纜的長度有關(guān)系,隨著長度的增加,信號(hào)衰減也隨之增加。衰減用“db”作單位,表示源傳送端信號(hào)到接收端信號(hào)強(qiáng)度的比率。由于衰減隨頻率而變化,因此,應(yīng)測量在應(yīng)用范圍內(nèi)的全部頻率上的衰減。

2.近端串?dāng)_

串?dāng)_分近端串?dāng)_(NEXT)和遠(yuǎn)端串?dāng)_(FEXT),測試儀主要是測量NEXT,由于存在線路損耗,因此FEXT的量值的影響較小。近端串?dāng)_(NEXT)損耗是測量一條非屏蔽雙絞線鏈路中從一對(duì)線到另一對(duì)線的信號(hào)耦合。對(duì)于非屏蔽雙絞線鏈路,NEXT是一個(gè)關(guān)鍵的性能指標(biāo),也是最難精確測量的一個(gè)指標(biāo)。隨著信號(hào)頻率的增加,其測量難度將加大。NEXT并不表示在近端點(diǎn)所產(chǎn)生的串?dāng)_值,它只是表示在近端點(diǎn)所測量到的串?dāng)_值。這個(gè)量值會(huì)隨電纜長度不同而變,電纜越長,其值變得越小。同時(shí)發(fā)送端的信號(hào)也會(huì)衰減,對(duì)其它線對(duì)的串?dāng)_也相對(duì)變小。實(shí)驗(yàn)證明,只有在40米內(nèi)測量得到的NEXT是較真實(shí)的。如果另一端是遠(yuǎn)于40米的信息插座,那么它會(huì)產(chǎn)生一定程度的串?dāng)_,但測試儀可能無法測量到這個(gè)串?dāng)_值。因此,最好在兩個(gè)端點(diǎn)都進(jìn)行NEXT測量。大部分測試儀都配有相應(yīng)設(shè)備,使得在鏈路一端就能測量出兩端的NEXT值。

3.直流電阻

直流環(huán)路電阻會(huì)消耗一部分信號(hào),并將其轉(zhuǎn)變成熱量。它是指一對(duì)導(dǎo)線電阻的和,11801規(guī)格的雙絞線的直流電阻不得大于19.2歐姆。每對(duì)間的差異不能太大(小于0.1歐姆),否則表示接觸不良,必須檢查連接點(diǎn)。

4.特性阻抗

與環(huán)路直流電阻不同,特性阻抗包括電阻及頻率為1~100MHz的電感阻抗及電容阻抗,它與一對(duì)電線之間的距離及絕緣體的電氣性能有關(guān)。各種電纜有不同的特性阻抗,而雙絞線電纜則有100歐姆、120歐姆及150歐姆幾種。

5.衰減串?dāng)_比(ACR)

在某些頻率范圍,串?dāng)_與衰減量的比例關(guān)系是反映電纜性能的另一個(gè)重要參數(shù)。ACR有時(shí)也以信噪比(SNR :Signal-Noice ratio)表示,它由最差的衰減量與NEXT量值的差值計(jì)算。ACR值較大,表示抗干擾的能力更強(qiáng)。一般系統(tǒng)要求至少大于10分貝。

6.電纜特性

通信信道的品質(zhì)是由它的電纜特性描述的。SNR是在考慮到干擾信號(hào)的情況下,對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)強(qiáng)度的一個(gè)度量。如果SNR過低,將導(dǎo)致數(shù)據(jù)信號(hào)在被接收時(shí),接收器不能分辨數(shù)據(jù)信號(hào)和噪音信號(hào),最終引起數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。因此,為了將數(shù)據(jù)錯(cuò)誤限制在一定范圍內(nèi),必須定義一個(gè)最小的可接收的SNR。

絞線一般用在線束中的發(fā)動(dòng)機(jī)艙與氣囊線中,氣囊是生命線,發(fā)動(dòng)機(jī)中線束比較密集,干擾性比較大。所以氣囊線與發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的線束對(duì)信號(hào)的屏蔽有一定的要求。

構(gòu)成絞線的單線多而細(xì),不僅增加了電線電纜的柔軟性,還提高線路連通的可靠性。有些電線電纜的導(dǎo)體并不要求大的截面,但也采用了絞合形式,正是為了具有更好的柔軟性或高度的可靠性。
在一般情況下,節(jié)距比愈小,柔軟性愈好;各根單線之間的空隙愈小,即絞合得愈密實(shí);而且節(jié)距與單線在一個(gè)節(jié)距的實(shí)際長度相差也愈大,同樣長度絞線所使用的單線長度也就愈長。

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