雙絞線抗干擾原理

1、雙絞線抗干擾原理 雙絞線是一種為大家都很熟悉的，在很多方面(模擬和數(shù)字)都得到廣泛應用的一種傳輸線的形式。它是由兩條互相絕緣的銅導線按一定密度的螺旋結構絞合成的絞線對。線對絞合的結果，首先，降低了外界電磁場對雙絞線的干擾以及雙絞線線對之間的串音干擾，其次，降低非平衡型傳輸線之間的互電容。最后，使傳輸線的特性阻抗能保持恒定。 雙絞線在傳輸頻率低于100kHz，且距離較短時使用，抗干擾效果非常有效，高頻使用時，因特性阻抗不均勻而造成波的反射，屏蔽效果會受到限制。 與其他具有屏蔽作用的傳輸線結構(如屏蔽線和傳輸電纜)相比，雙絞線在傳輸距離、信道寬度和數(shù)據(jù)傳輸速度等方面均受到一定限制，但價格較為低廉，

2、所以它是目前在低頻領域得到了最廣泛的應用。 雙絞線分為非屏蔽雙絞線和屏蔽雙絞線兩類。 由電磁感應知識可知，在抑制電磁感應的方法中，縮小感應回路圈圍面積是一種有效的方法。傳輸信號的往復兩根導線間有若干距離，所以出現(xiàn)圈圍面積，如圖1所示。用圖1(b)的方式取代圖1(a)的兩根導線平行的方式，把兩根導線互相扭絞，這時感應最小。通過扭絞，不僅縮小了圈圍的面積，而且就局部來說，感應電壓的極性相反，在每根導線上的感應電流是相互抵消的 在正確使用的前提下，雙絞線對外來磁場感應干擾有一定的抑制能力，并且隨著雙絞線節(jié)矩的不同有不同的屏蔽效果。表1給出了一對平行線與雙絞線的屏蔽效果的比較。 表l 平行線和雙絞線對

3、外來干擾屏蔽效果的比較雙絞線消除干擾的原理雙絞線消除干擾的原理 在雙絞線中，干擾主要來自以下兩方面：第一，外部干擾。第二，同一電纜內(nèi)部對線之間的相互串擾。下面，我們對雙絞線消除干擾的原理進行分析。1、 雙絞線對外部干擾的抑制1.1 干擾信號對平行線的干擾，見圖2。Us為干擾信號源，干擾電流Is在雙線的兩條導線L1、L2上產(chǎn)生的干擾電流分別是I1和I2。由于L1距離干擾源較近，因此，I1I2，I=I1I20，有干擾電流存在。 1.2 干擾信號對扭絞雙線回路的干擾，見圖3。與圖2不同的是，雙線回路在中點位置進行了一次扭絞。在L1上存在干擾電流I11和I12，在L2上存在干擾電流I21和I22, 干

4、擾電流I=I21+I22-I11-I12，由于兩段線路的條件相同，所以，總干擾電流I=0。所以只要設置合理的絞距，就能達到消除干擾的目的。 2、同一電纜內(nèi)部各線對之間的串擾2.1 兩個未絞雙線回路間的串擾，見圖4。其中Ue為主串回路，Us為被串回路。導線L1上的電流I1在被串回路L3和L4中產(chǎn)生感應電流I31和I41 ,I41I31，在被串回路中形成串擾電流I11=I41-I31（逆時針），同樣，導線L2上的電流I2在被串回路L3和L4中產(chǎn)生感應電流I32和I42，I42I32，在被串回路中形成串擾電流I12=I42-I32 （順時針） ，總干擾電流I=I11+I12，由于L1與L3、L4的距

5、離比L2較近，I=I11+I12 （逆時針） ，在回路Us中形成干擾。 2.2 兩個絞距相同的回路如圖5所示?；芈稶e和回路Us同時在中點位置作扭絞，因此，兩個回路的4根導線之間的相對關系與未絞是完全相同的，根據(jù)以上分析可知，是不能起到消除串擾的作用。Ue和Us分別在對方回路中產(chǎn)生干擾電流Is和Ie，所以當兩個絞合的雙線回路絞距相同時，不能消除串擾。2.3 兩個絞距不同的雙線回路見圖6?；芈稶e在中點作扭絞?；芈稶s除在中點作扭絞外，還在A段和B段的二分之一處分別作扭絞。 下面以回路Ue為主串回路，回路Us為被串回路。分為A、B兩段，先分析A段的串擾。在A段內(nèi)，回路Ue未作扭絞，而回路Us在二分之一處作扭絞；根據(jù)1.2節(jié)的分析可知，由于回路Us在A段的中點扭絞，導線L1對回路Us的干擾電流為零。同樣道理，導線L2對回路Us的干擾電流也為零。因此，在A段，回路Ue對回路Us的串擾電流為零。 B段的情況與A段完全相同，在B段串擾電流也為零。因此，回路Ue對回路Us的總串擾為零。所以，兩個獨立的雙絞線回路，只要設計合理的絞距，是可以消除相互串擾. 2.4 一條超五類雙絞線電纜由4對線組成。每對線各自按反時針方向扭絞。4對線的絞距是各不相同的（對于絞距，沒有量化標準，各個廠家的絞距有差別，從1.1-2.2c