多芯電纜耦合性能分析

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1、東南大學(xué)碩±學(xué)位論文稱為配線電纜。蒼線數(shù)量小于300對(duì)a)帶屏蔽層的三芯排線(b)普姐九g擇線圈l-2多芯平行線纜對(duì)絞組是兩根不同顏色的絕緣導(dǎo)線絞合成一對(duì)線，如圖l"h’吣所示．星絞組是甩四根絕緣導(dǎo)線分別排列在正方形的對(duì)角線上，按一定的扭距絞合成一線組，如圖14∞所示，其中相對(duì)位置的導(dǎo)線構(gòu)成一對(duì)線，見圖中的白一藍(lán)和紫一綠。圈1-3電垃扭紋方式示意國(guó)電纜芯線扭絞的目的主要是為了減小在同一條電纜內(nèi)的各對(duì)扭回路間或不同星紋組的兩線對(duì)之間的串音和外界電磁場(chǎng)對(duì)回路的干擾；當(dāng)電纜彎曲時(shí)，可以使各絕緣芯線受到相同的位移，從而保證每個(gè)回路

2、的電特性穩(wěn)定，也有利于辨別線對(duì)t查找接續(xù)芯線方便。圈14對(duì)絞組與星絞組扭鮫示意圖隨著多芯電纜的用速不斷擴(kuò)大．其規(guī)格也越來(lái)越多，就導(dǎo)線線徑而言，導(dǎo)線一般有線徑O32、0．4、0．5、0．6、0．7、08ram等6種主要規(guī)格，還有O63、O65、09mm等特殊規(guī)格[4j。但是電纜芯線的扭紋方式并沒(méi)有一個(gè)相應(yīng)的強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)來(lái)執(zhí)行，在現(xiàn)實(shí)中所使用的控制電纜絕緣芯線主要采用是同心式紋臺(tái)，也有部分控制電纜采用對(duì)紋式。其纏繞方式與星絞組有一些相似。即所有的電纜芯線截面始終保持在同一個(gè)平面上．并且其相對(duì)位置也始終保持不變，在這樣的條件下多根電

3、纜芯線以螺旋形毀臺(tái)，成為一層或多層同心層的絞臺(tái)導(dǎo)體，這種纏繞方式的優(yōu)點(diǎn)是制作比較簡(jiǎn)單，電纜制造成本較低。東南人學(xué)碩士學(xué)位論文對(duì)絞組的串音性能較好，生產(chǎn)率高，但岡電纜的結(jié)構(gòu)尺寸大，浪費(fèi)材料。星絞組結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)省材料，如做得好時(shí)也能保證串音性能的要求。對(duì)于高頻對(duì)稱電纜，一般均采用屋絞結(jié)構(gòu)。對(duì)于市內(nèi)通信電纜，當(dāng)采用紙絕緣時(shí)，由于紙絕緣星絞組結(jié)構(gòu)不易穩(wěn)定，其串音性能較壞，所以一般均采用對(duì)絞結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用塑料絕緣并改進(jìn)工藝之后，星絞組的串音性能會(huì)大大改進(jìn)，這為市內(nèi)通信電纜采用星絞組代替對(duì)絞組創(chuàng)造了條件。同時(shí)，星絞市內(nèi)通信電纜在同樣工作

4、電容情況下，外徑將比對(duì)絞電纜縮小12％左右，這就可以節(jié)約絕緣及護(hù)層材料，使電纜成本有所降低【5】。據(jù)鐵道部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，《鐵道部數(shù)字信號(hào)電纜，第1部分：～般規(guī)定》除四芯電纜外，其他規(guī)格的(多芯電纜)纜芯外層絞合方向均為右向，相鄰層絞向相反舊1。1．1．2電纜的串?dāng)_與電磁耦合串音或者串?dāng)_(crosstalk)在英語(yǔ)中，與多芯電纜內(nèi)芯線間的電磁耦合具有一定的差別，其中，crosstalk包含導(dǎo)線串?dāng)_，多芯電纜內(nèi)部各芯線間的串?dāng)_以及電纜間的串?dāng)_(Aliencrosstalk)。當(dāng)電纜或者PCB印制線的線路傳輸延遲時(shí)間大于或等于相應(yīng)收

5、發(fā)電路中邏輯電路的上升時(shí)間時(shí)，所產(chǎn)生的干擾為導(dǎo)線串?dāng)_，這種情況在PCB印制線上所產(chǎn)生的較多。在多芯電纜之間，即電纜外部，由于電纜間的電磁耦合所產(chǎn)生的干擾稱為纜間串?dāng)_，即Aliencrosstalk，是目前第六類電纜，即高速寬帶10GBase．T電纜所面臨的重大問(wèn)題17J。多芯電纜內(nèi)部的串?dāng)_，即電纜內(nèi)各芯線間由于近場(chǎng)的感性和容性的耦合所產(chǎn)生的電磁耦合性干擾才是本論文所研究的問(wèn)題，但為了便于述說(shuō)，以下文中所說(shuō)的串?dāng)_或者串音即為芯線間的電磁耦合性干擾。在國(guó)內(nèi)通信名詞中，串音按GB／T14733．8．1993規(guī)定，信號(hào)在傳輸過(guò)程中

6、從一個(gè)傳輸回路串入另一個(gè)傳輸回路的現(xiàn)象稱為串音，通常把引起串音干擾的回路稱為“主串同路”，被串音干擾的回路稱為“被串同路”。串音衰減(crosstalkattenuation)則是指通路在規(guī)定的終端條件下，主串通路在某一給定點(diǎn)上的視在功率與主串信號(hào)經(jīng)過(guò)串音路徑到達(dá)被串通路在某一給定點(diǎn)的視在功率之比，通常用dB表示IsJ。串音干擾常限于使用在鄰近的電路、導(dǎo)線上，其耦合通路是以電路的互電容和互電感為特征的。串音干擾在通信中會(huì)影響其它同路的正常通信，而且會(huì)使通信失密?；芈反魜?lái)自電耦合(電容性耦合)和磁耦合(電感性耦合)兩種。在

7、串?dāng)_的測(cè)試中，高的測(cè)試值(dB)優(yōu)于低的測(cè)試值。因?yàn)榇當(dāng)_的數(shù)值是有用信號(hào)與噪音信號(hào)之間的比值。高的測(cè)試值意味著有用信號(hào)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于噪音，低的測(cè)試值意味著有用信號(hào)與噪音之間的差別不大，對(duì)于接收方來(lái)說(shuō)，則無(wú)法正確接收信號(hào)，造成數(shù)據(jù)包丟失的現(xiàn)象。用于定義串音大小的概念叫串音衰減，是主串線對(duì)視在功率P，與被串線對(duì)視在功率n的比值：％212in昱e__,，Np或口Ⅳ=1。lg夏Pl=1019鼻一1。19乞，dB(1·2)如果引起干擾的同路以其特性阻抗Zl終端，而受到干擾的回路以其特性阻抗z2終端，則‰=，n魯+三hZ_zz2。舯甜，么Z

8、，(1．3)或a．Ⅳ=2019ul+1019雩-，dB(1．4)“261在正常情況下，同一電纜中，同一類型回路的特性阻抗可以認(rèn)為是相等的，由于制造公差而產(chǎn)生的微小區(qū)別一般并不顯著。岡此Z】=Z2。所以當(dāng)考慮同一類型的同路時(shí)，公式(1．3)與(1．4)可簡(jiǎn)化為：3東南大學(xué)碩士學(xué)位論文口^，：ln墮，Np“