Je veux utiliser un câble multiconducteur pour quelques circuits différents. Que dois-je savoir sur les interférences entre les circuits d'un câble multiconducteur?
Certains fils porteront l'alimentation et le retour de la bobine du moteur pas à pas. Je soupçonne que cela émettra beaucoup de champs électromagnétiques en raison de courants importants et évoluant rapidement, et devrait probablement être protégé.
D'autres fils transporteront l'alimentation, le retour et la sortie du commutateur optique. Ce circuit est probablement tolérant au bruit et n'en fait pas grand chose non plus.
D'autres fils pourraient transporter des données numériques à haute vitesse. Ces circuits sont probablement sensibles au bruit et pourraient en produire également.
Puis-je les exécuter tous dans le même câble? Quoi d'autre devrais-je devoir considérer?
EDIT: Supposons que je parle d'utiliser un câble qui a un seul blindage autour de tous les fils, au lieu de faisceaux blindés individuellement de quelques fils.
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Réponses:
Il y a deux problèmes avec la diaphonie entre les conducteurs d'un câble: le couplage capacitif et le couplage inductif.
Le couplage inductif se produit parce que le courant circulant dans un fil crée un champ magnétique circulaire autour de ce fil. Cela fonctionne également en sens inverse. Si un fil est soumis à un champ magnétique circulaire changeant autour de lui, une tension sera induite. Par conséquent, si un fil transporte un courant changeant et qu'un autre fil est suffisamment proche pour qu'une partie du champ magnétique circulaire résultant entoure également ce deuxième fil, alors une tension est induite dans le deuxième fil.
Le moyen le plus efficace de lutter contre ce problème est de s'assurer qu'un courant de retour égal et opposé circule de telle sorte que les champs magnétiques des deux courants s'annulent. Le meilleur moyen de s'en assurer est le câble coaxial. A l'extérieur du câble, les deux courants égaux et opposés s'annulent et il n'y a pas de champ magnétique net.
À l'intérieur d'un câble multifilaire comme vous le décrivez, cela se fait généralement avec une paire torsadée. À un moment donné, les deux conducteurs sont côte à côte. Assez loin, les deux courants s'annulent, mais de près ils ne le font pas. Un autre fil plus proche d'un fil de la paire captera préférentiellement le signal de ce fil. C'est pourquoi les fils sont torsadés ensemble. Un fil droit à côté d'une paire torsadée sera alternativement plus proche d'un conducteur que de l'autre de la paire torsadée. Chacun induit la tension opposée puisque la direction du courant est opposée dans les deux fils de la paire torsadée. Cependant, ceux-ci sont en moyenne nuls sur un nombre entier de rebondissements. Dans un câble assez long, ils se comportent généralement assez bien.
Il y a cependant un autre problème avec la paire torsadée. Supposons que vous ayez plusieurs paires torsadées dans le même câble, ce qui est probablement le cas dans le câble que vous décrivez. Si les torsions d'une paire sont synchronisées avec les torsions d'une autre paire, la tension induite ne s'annule plus à long terme. C'est pourquoi les câbles avec plusieurs paires torsadées ont généralement un pas de torsion différent pour chaque paire. Disons qu'une paire a 11 torsions / pied et 13 autres torsions / pied. Sur un pied, la tension couplée induite s'annule à nouveau. Jetez un œil à la spécification du câble CAT5 et vous verrez les différents pas de torsion pour chacune des quatre paires sont soigneusement spécifiés.
Le couplage capacitif est dû au fait qu'il existe une capacité finie entre deux conducteurs dans l'univers. Pour les choses suffisamment éloignées, cela peut généralement être ignoré. Cependant, les différents conducteurs d'un câble multiconducteur sont opposés les uns aux autres sur une longue distance de sorte que le couplage capacitif ne peut pas être ignoré. La meilleure défense contre le couplage capacitif est un blindage, mais ceux-ci sont chers et vous dites que votre câble n'a pas de blindages internes. La paire torsadée aide à nouveau ici. Il y aura toujours un couplage capacitif entre les paires, mais avec la bonne stratégie de torsion comme décrit ci-dessus, il n'y aura pas beaucoup de couplage préférentiel à un conducteur de la paire. En d'autres termes, la torsion fera que tout le couplage sera en mode commun, le mode différentiel s'annulant principalement.
Donc, pour enfin arriver à une sorte de réponse, assurez-vous que chaque signal est transporté par une paire torsadée distincte avec le courant aller et retour de ce signal étant tous portés par cette paire. Traitez ensuite tout signal comme différentiel. Réalisez qu'il y aura du bruit en mode commun ajouté à chaque paire et traitez-le en conséquence. Le monde extérieur aura également du bruit, et en raison de la torsion, ce bruit apparaîtra comme mode commun sur chaque paire. 10 base-T et ethernet plus tard, par exemple, sont couplés par transformateur à chaque extrémité en partie pour cette raison et également pour éviter les boucles de masse.
Cela dit, je pense que faire passer des courants de bobine de moteur pas à pas à travers le même câble que les signaux n'est que des écrous. Cela va causer des ennuis. J'envisagerais sérieusement d'envoyer des signaux de contrôle et de la puissance pour les moteurs pas à pas, mais en plaçant les pilotes pas à pas près des moteurs pas à pas. Cela permet également à un bouchon de réservoir d'alimentation local de rendre à nouveau la faible impédance de l'alimentation après la longue course du câble. La résistance et l'inductance du câble entre le moteur pas à pas et le moteur pas à pas demandent plus de problèmes.
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