Prawidłowe miejsce do zamocowania osłon dla skręconych par

Mam dwie płytki drukowane połączone kablem zawierającym 5 pod-kabli:

• Zasilanie 6 V przez wykonany na zamówienie kabel koncentryczny (podobny do tego w zasilaczach do laptopów).
• 2x 100 Mb / s LVDS przez skrętkę ekranowaną o impedancji 100 omów.
• 2x CAN 1mbps przez ten sam skrętkę 120ohm.

Każdy kabel LVDS jest zakończony na końcu RX rezystorem 100 omów. Posiadają ekran z folii z drutami spustowymi.

Każdy kabel CAN jest zakończony na obu końcach rezystorem 120 omów. Posiadają ekran z folii z drutami spustowymi.

Izolowane zasilanie 24 V jest dostarczane na lewą płytę, gdzie zostaje obniżone do 6 V (nieizolowane). Obie płyty zawierają własny regulator DCDC 3.3v (nieizolowany) dla lokalnej elektroniki.

Moje pytania:

Na jakich końcach należy połączyć ekrany? Zakładam, że ekrany LVDS powinny być podłączone na końcu źródła , jak pokazano na schemacie.

Ponieważ oba końce magistrali CAN są źródłami, czy oba końce ekranów CAN powinny być podłączone do GND?

Dodano: Obie płytki są umieszczone w plastikowych skrzynkach i nie ma połączenia z ziemią.

Trudno jest na nie odpowiedzieć, głównie dlatego, że RF i EMI są tak niezwykle nieintuicyjne. Można powiedzieć, że jeśli ktoś twierdzi, że rozumie EMI, to z pewnością nie rozumie EMI. Nie twierdzę, że całkowicie rozumiem EMI. Wiem dużo o tym, ale mam pewne dziury w mojej wiedzy. Zastanów się nad tym, czytając moją odpowiedź.

Moją główną obawą jest to, że LVDS i tak naprawdę każda inna metoda sygnalizacji różnicowej, która nie wykorzystuje transformatorów izolujących, nie jest idealnie różnicowa. W sterownikach różnicowych występują niedopasowania, które powodują „szum” trybu wspólnego na parze różnic. Ten szum w trybie wspólnym ma również ścieżkę zwrotną sygnału, która w tym scenariuszu byłaby na GND lub tarczy. Problem z odłączeniem ekranów na jednym końcu polega na tym, że ta ścieżka zwrotna sygnału byłaby na kablu zasilającym - powodując ogromny obszar pętli i w rezultacie ogromny EMI. Podczas gdy prąd powrotny szumu w trybie wspólnym jest mały, obszar pętli jest duży, więc należy to uwzględnić w projekcie.

W jednym z moich projektów uruchomiłem jakieś sygnały 2,5 GHz na 18-calowym kablu SATA. Dla tych, którzy nie wiedzą, kabel SATA ma w sobie dwie pary różnic i dwie osłony. Obie osłony są ze sobą połączone na końcach. W kablu nie ma żadnych przewodów GND innych niż ekrany. W moim projekcie ekrany były podłączone do sygnału GND na obu końcach. Ten projekt działał świetnie i jest teraz w produkcji seryjnej. Jest zgodny z FCC klasy B i równoważna wersja CE, dla zgodności elektromagnetycznej, w tym emisji promieniowanej, podatności na RF i podatności na wyładowania elektrostatyczne.

Kontynuując porównanie SATA, wszystkie płyty główne / napędy SATA łączą osłony na obu końcach i działają dobrze przy dużych prędkościach. Kable SATA są dostępne w długości od około 6 cali do 2 stóp - podobnie jak w przypadku OP. Systemy z SATA spełniają bardziej rygorystyczne przepisy EMC. I są wysyłane w dziesiątkach do setek milionów jednostek rocznie.

Gdybym projektował ten system, połączyłbym osłony na obu końcach. Istnieją miliony nowoczesnych systemów, które pokazują to działanie.

LVDS są różnicowo zakończone (między fazami), więc nie powinno być przepływu netto prądu - jest zrównoważony. Skręcone pary zapewniają propagację w trybie quasi-TEM, więc troską tarczy jest tutaj pole elektryczne. zakończ na jednym końcu, jak narysowałeś, aby uniknąć wprowadzania bieżących pętli.

Ponieważ wdrożyłeś różnicowy system CAN i przechodzisz od punktu do punktu, a nie magistrali, te same argumenty odnoszą się do tego, jak w przypadku LVDS. Zerwałbym połączenie ekranu na RHS, ale zatrzymałem to na LHS.

Twoje połączenie zasilania wygląda dobrze. Cały przepływ prądu obrazu z mocy przepłynie z powrotem blisko mocy. Nie ma przepływu prądu obrazu z żadnej sygnalizacji, ponieważ są one różnicowe i zakończone, więc powrót uziemienia sygnału związany z mocą jest w porządku.

Nie wspominasz o innych obwodach / kablach potencjalnego agresora. które mogą zmienić ten schemat.

W celu weryfikacji przeczytaj książkę Henry Ott na ten temat „Techniki redukcji szumów w systemach elektronicznych”

Miałem problemy z podobnym układem, w którym obwód regulatora RH 3V3 wymagał lepszego oddzielenia, aby prądy przełączające nie przechodziły częściowo przez ekrany danych, które były uziemione na obu końcach. Nie mówię, że nie uziemiaj na obu końcach, tylko uważaj na regulator 3V3, jeśli jest to przełącznik. Problem objawiał się sporadycznymi uszkodzeniami danych i podejrzewam, że był to prąd pobierany przez ekrany danych, które sprzężone z obydwoma przewodami w skrętce i powodowały „problemy” w trybie wspólnym odbiornika.