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西門子學(xué)習(xí)機(jī)專用SR20輸出模塊

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所屬分類:西門子

更新時間:2024-04-23

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見過的通信都是使用屏蔽雙絞線的,例如PROFIBUS使用屏蔽雙絞線,西門子的工業(yè)以太網(wǎng)使用工業(yè)雙絞線。為使用雙絞線?屏蔽線應(yīng)該怎樣接地?雙端接地是否為了等電位?這些問題可能一直困擾著許多工程師,我們就談一下屏蔽雙絞線的作用。
干擾主要分電場干擾和磁場干擾,以通信電纜首先需要屏蔽電場和磁場的干擾,其次還需要考慮,大部分使用屏蔽雙絞線的通信信號都是高頻的,需要過濾高頻的干擾信號(有用信號是高頻的,對高頻的干擾是敏感的)。
為使用雙絞線?
*:雙絞線減少了信號回路的面積,也就是縮減了感應(yīng)回路的面積,減少了天線效應(yīng),抑制磁場干擾。
第二:通過雙絞線,磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電壓在部因極性相反而相互抵消,如圖1示。
以使用雙絞線起到了自屏蔽作用,主要針對的是磁場干擾。
屏蔽線是單端接地還是雙端接?下面進(jìn)行簡單分析,首先可以參考圖2。
圖2中的干擾源是Uq,通過分布電容Ck耦合到平行布線電纜的屏蔽層上的A點,然后又通過屏蔽層與通信電纜的分布電容C耦合到電纜上的a點,Ce是屏蔽電纜與地間的分布電容,*耦合到a點的干擾電壓為:
Ua=Uq*Ck/(Ck+Ce)(注:前提是有一定的頻率)
圖2的示例是沒有接地,以屏蔽層不接地是沒有效果的,將A點接地,耦合到A點的電壓為0,就不能再耦合到通信電纜的a點,以在理想情況下單端接地就可以了。參考圖3。
如果干擾源的頻率升高,例如大于20kHz時或電纜長度大于λ/20時,接地電阻和屏蔽層的阻抗應(yīng)
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該考慮的是感抗,電阻可以忽略不計了,這樣總的接地阻抗變大。這時A點的電壓又隨著干擾頻率的升高而增加了,以在高頻時應(yīng)該雙端或者多端接地,或者盡量多接地(但是多數(shù)現(xiàn)場不方便),參考圖4.
雙端接地是為了屏蔽高頻干擾,而通信信號大部分是高頻信號,對高頻干擾信號敏感,以大部分通信電纜都是雙端接地的(有的信號對高頻和低頻信號都敏感),同樣,對于高頻磁場干擾,也是通過屏蔽層形成電流回路,形成反向磁場,與干擾磁場相互抵消,這里不再介紹了。以不接地是無效的!是否需要等電位,答案也是確定的,否則地環(huán)流會影響屏蔽效果,以在雙端接地前必須進(jìn)行等電位的綁定,不能使用屏蔽層作為等電位綁定導(dǎo)線。




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