¿Por qué puede adoptar el diseño de pares retorcidos?

Can (Network de área del controlador) es un bus de protocolo de comunicación en serie para aplicaciones en tiempo real. Puede usar un par retorcido para transmitir señales, y es uno de los autobuses de campo más utilizados del mundo. El protocolo de la lata se utiliza para la comunicación entre varios componentes en el automóvil, para reemplazar el costoso y voluminoso arnés de cableado de distribución.

En la aplicación del bus CAN, generalmente se recomienda utilizar un par retorcido blindado para redes y cableado. Este artículo explicará en detalle por qué el bus puede adoptar el diseño de pares retorcidos.

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El cable de par de pares retorcidos se refiere a una especie de arnés de alambre general realizado por el devanado de dos cables aislados de acuerdo con ciertas especificaciones. La función principal del par retorcido es evitar la interferencia electromagnética externa y reducir la interferencia externa de su propia señal. (Es decir, no solo puede evitar que otros interfieran consigo mismos, sino que también reduzcan su interferencia con los demás).

Torcer un par de cables de metal aislados mutuamente no solo puede resistir parte de la interferencia electromagnética del mundo exterior, sino que también reducir la interferencia mutua entre pares de cables retorcidos. El principio es: torcer dos cables aislados juntos, y la señal de interferencia actúa sobre estos dos cables retorcidos de la misma manera (esta señal de interferencia se llama señal en modo común). La señal en modo común se puede eliminar en el canal de diferencia de la señal recibida, para extraer señales útiles (señales de modo diferencial).

La función del par retorcido es hacer el ruido generado por la interferencia externa en dos cables (en el campo profesional, la señal inútil se llama ruido) lo mismo, de modo que el canal de diferencia posterior puede extraer la señal útil. D Ifference Channel es un circuito de sustracción, y las señales en fase (señales de modo común) en dos terminales de entrada se cancelan entre sí (Mn), mientras que la señal invertida es equivalente a x-(-y), que se mejora. Teóricamente, en el canal de pares retorcidos y de diferencia, M = N, x = y, lo que significa que la señal de interferencia se elimina por completo y la señal útil se duplica, pero hay algunas diferencias en la operación real.

En una manga de cable, diferentes pares tienen diferentes longitudes de giro. En términos generales, la longitud del giro está dentro de 38.1 mm ~ 140 mm, y la longitud de giro de los pares adyacentes está dentro de 12.7 mm. La longitud de un período de par retorcido se llama tono. Cuanto más pequeño sea el tono (cuanto más denso es el par retorcido), más fuerte es la capacidad anti-interferencia.

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Los cables comunes de pares retorcidos son los cables Clase 3, Clase 5 y Super Clase 5, y los últimos cables de Clase 6. El primero tiene un diámetro de alambre delgado, mientras que el segundo tiene un diámetro de alambre grueso. Los modelos son los siguientes:

1) Cable de clase I: se usa principalmente para la transmisión de voz (el estándar de clase I se usa principalmente para cables telefónicos antes de principios de la década de 1980), que es diferente de la transmisión de datos.

2) Línea de clase II: la frecuencia de transmisión es 1MHz, que se utiliza para la transmisión de voz y la transmisión de datos con la mayor velocidad de transmisión de 4Mbps. Es común en la antigua red de tokens que utiliza un protocolo de aprobación de token estándar de 4Mbps.

3) Cable de clase III: se refiere al cable actualmente especificado en los estándares ANSI y EIA/TIA568. La frecuencia de transmisión de este cable es de 16MHz, que se utiliza para la transmisión de voz y la transmisión de datos con la tasa de transmisión más alta de 10Mbps, principalmente para 10Base-T.

4) Cuatro tipos de cables: la frecuencia de transmisión de estos cables es de 20MHz, y se utilizan para la transmisión de voz y la transmisión de datos con la tasa de transmisión más alta de 16 Mbps, principalmente para LAN basada en tokens y 10BASE-T/100BASE-T.

5) Cable de categoría V: este tipo de cable aumenta la densidad de devanado y está recubierta con un material aislante de alta calidad con una velocidad de transmisión de 100MHz. Se utiliza para la transmisión de voz y la transmisión de datos con la tasa de transmisión más alta de 10Mbps, principalmente para redes 100BASE-T y 10BASE-T. Este es el cable Ethernet más utilizado.

6) Línea de Super Clase V: la línea Super Clase V tiene una pequeña atenuación, menos diafonía, mayor atenuación a relación de diafonía (ACR) y relación señal / ruido (ruido estructural), un retraso de tiempo menor y un rendimiento muy mejorado. El cable de categoría 5 se usa principalmente para Gigabit Ethernet (1000Mbps).

7) Cable de clase VI: la frecuencia de transmisión de este tipo de cable es de 1 MHz ~ 250 MHz, y la relación de diafonía de atenuación integral (PS-ACR) del sistema de cableado de Clase VI debería tener un gran margen a 200MHz, lo que proporciona 2 veces el El ancho de banda de la clase V. El rendimiento de transmisión del cableado de clase VI es mucho más alto que el de los estándares de clase V, y es más adecuado para aplicaciones con una tasa de transmisión superior a 1 Gbps. Una diferencia importante entre la Clase VI y la Super Clase V es que mejora el rendimiento de la diafonía y la pérdida de retorno. Para la nueva generación de aplicaciones de red de alta velocidad Full-Duplex, el excelente rendimiento de pérdida de retorno es extremadamente importante. El modelo de enlace básico se ha cancelado en los seis estándares, y el estándar de cableado adopta la topología estrella. La distancia de cableado requerida es: la longitud del enlace permanente no debe exceder los 90 m, y la longitud del canal no debe exceder los 100 m.

En la actualidad, el par retorcido se puede dividir en un par retorcido sin blindaje (UTP = par retorcido sin cambios) y un par retorcido blindado (STP = par retorcido blindado). La capa externa del cable de par torcido blindado está envuelta por platino de aluminio para reducir la radiación, pero no puede eliminar por completo la radiación. El precio del cable de par torcido blindado es relativamente alto, por lo que es más difícil de instalar que el cable de par torcido sin blindaje.

Combinación con par retorcido de lata

Can (Network de área del controlador) es un bus de protocolo de comunicación en serie para aplicaciones en tiempo real, y es uno de los autobuses de campo más utilizados del mundo. El protocolo de la lata se utiliza para la comunicación entre varios componentes en automóviles, en lugar de un cableado de cableado de distribución costoso y voluminoso . El bus de la lata tiene un poderoso mecanismo anti-interferencia y corrección de errores y retransmisión.

Cuando la lata se aplica a nuevos vehículos de energía, significa que tiene que funcionar en un entorno electromagnético severo, por lo que cómo resistir la interferencia es el tema que más se preocupa.

¿Cuándo el bus de bus puede utilizar el par retorcido, estos problemas de interferencia se pueden resolver bien y puede interactuar adopta el modo de transmisión de señal diferencial? La transmisión de señal diferencial es un método de transmisión de información que utiliza dos señales eléctricas complementarias. Tomando la alta velocidad puede, como ejemplo, diferentes estados lógicos se transmiten a través de dos líneas de señal Canh y Canl, y el circuito receptor solo reconoce la diferencia de señal entre las dos líneas de señal.

La interferencia generalmente existe en forma de modo común. Cuando se altere el autobús, ambos autobuses se verán afectados al mismo tiempo, pero sus voltajes diferenciales no se verán afectados. En comparación con el modo de transmisión de señal de un solo extremo, el modo de transmisión de señal diferencial tiene una mejor capacidad anti-interferencia.

Por supuesto, adoptar el modo de transmisión diferencial no puede descansar fácilmente. El bus de la lata a menudo se usa para la comunicación a larga distancia. Con el aumento de la longitud del cable, todo tipo de interferencia se acoplan al bus a través del cable, lo que aumenta en gran medida la probabilidad de interferencia externa a la comunicación del bus. Si el cable se selecciona y se usa de manera incorrecta, es muy probable que cause anormalidad de la comunicación. Para aplicaciones de bus CAN, nosotros , Kable-X, generalmente recomendamos el uso de par retorcido.

CNA especial de "par retorcido"

Además de una lata de dos hilos, también hay una sola lata de cable (lata de un solo cable), lo que puede reducir una línea de transmisión, pero requiere buenas características de tierra comunes entre los nodos (equivalente a la segunda línea de señal). La capacidad anti-interferencia de señal de la lata es relativamente débil. En el diseño, es necesario aumentar la amplitud de la señal para aumentar la relación señal / ruido, lo que aumentará su propia capacidad de radiación. Por lo tanto, su velocidad de transmisión de señal debe reducirse para cumplir con los requisitos de compatibilidad electromagnética. En resumen, la lata de un solo cableado solo es adecuado para la unidad electrónica del cuerpo del vehículo de baja velocidad, la comodidad y el control de entretenimiento. Debido a la baja velocidad de señal del bus CAN, aún puede funcionar en modo de alambre único cuando falla una línea de señal.