【導讀】扁平帶狀電纜信號線和接地線排列不當就會引起EMI的問題。要如何排列才是最佳？通過下面這個案例，一起來摸清扁平帶狀電纜信號線與接地線排列的來龍去脈。
眾所周知，信號故障在國防、航天和工業(yè)設(shè)備等應用中一直都是常見的問題，這是因為PVC和TPE電纜的在長期接觸惡劣環(huán)境的侵蝕后性能會減退。扁平帶狀電纜的出現(xiàn)很好的解決了這一問題，扁平帶狀電纜是專為惡劣環(huán)境而設(shè)計，在經(jīng)過多次侵并且仍可保持極高的柔性，是應用于小體積，堅固耐用產(chǎn)品中的理想選擇。這也是當今市場上唯一一種滿足M49055/11和M49055/12軍用規(guī)范要求的解決方案，適用于機載航空電子設(shè)備和工業(yè)設(shè)備等惡劣環(huán)境下的應用。
扁平帶狀電纜的特點是在-65至 200°C的溫度范圍內(nèi)具有極高的耐久性，能夠很好耐受酸、酒精、醛類、基質(zhì)、酯類、烴類(脂肪族、芳烴和鹵化烴)、酮和氧化劑造成的影響。擠壓成型的電纜所封裝的每條導線都帶有絕緣層，不會分層，而低損耗介電常數(shù)(2.1)則可確保在最低的損耗下實現(xiàn)最優(yōu)的信號傳輸效果。
那么問題來了，扁平帶狀電纜信號線和接地線排列不當就會引起EMI的問題。要如何排列才是最佳？通過下面這個案例，一起來摸清扁平帶狀電纜信號線與接地線排列的來龍去脈。
圖（a）是MD700的主板與前面板相連所用的扁平帶狀電纜，這種排列方式就存在很多的問題，例如：1、信號線與它們的地回流線之間形成了很大的環(huán)路面積，這將導致輻射和敏感度問題；2、所有信號線使用同一個地回流路徑，這就產(chǎn)生公共阻抗耦合；3、導線之間存在串擾問題等。由于這樣的結(jié)構(gòu)帶來的問題太多，現(xiàn)在這種結(jié)構(gòu)的傳輸線已基本不被使用了，如果要用，就應該把地線分配到電纜的中心位置上的導線，這樣能盡量減小環(huán)路面積。
在設(shè)計的時候，也考慮過使用（b）信號線和地線交替排列和（c）地線—信號線—信號線—地線這兩種結(jié)構(gòu)。圖（b）是一個較好的配置，因為每根導線都緊挨著一個分離的地線，這種排列結(jié)構(gòu)帶來的好處就是，環(huán)路面積很小，公共阻抗耦合被消除額，并且所有導線之間的串擾被減到最小。
圖（c）的結(jié)構(gòu)也是每一個信號緊挨一個地線，也有很小的閉合環(huán)路面積，但因為兩個信號導線共用一個地線，所以會有一些公共阻抗耦合，并且串擾要比圖（b）這種結(jié)構(gòu)要高。但在很多應用中，這兩種結(jié)構(gòu)可以提供足夠的性能了。但美中不足的是，這兩種結(jié)構(gòu)所需導線太多，如在此產(chǎn)品中，激光頭連接器的信號線就有20根，如果采用這兩種結(jié)構(gòu)的話，就會需要30多根連接線。所以上面兩種結(jié)構(gòu)在此產(chǎn)品中未能得到采用。
最后來講講圖（d）所示的結(jié)構(gòu)，即在整個電纜寬度范圍內(nèi)使用一個地平面。在這種情況下，環(huán)路面積是由信號導線與它下面的地平面之間的間距來決定的。由于這個尺寸小于電纜中線到線的間距，所以環(huán)路面積就小于圖（b）中交替結(jié)構(gòu)電纜的環(huán)路面積，所以本產(chǎn)品的主板上傳輸線結(jié)構(gòu)均選用這種結(jié)構(gòu)。
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