Platzierung von Signal-, Strom- und Erdungsleitungen innerhalb eines Flachbandkabels

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Nur ein paar Annahmen, bevor ich anfange, da dies eine theoretische Frage ist

  • Alle Signale sind <1 MHz digitale Signale
  • Alle Signale sind Single-Ended, keine Differentialpaare
  • Die 3 Stromleitungen sind + 5V, -5V und 12V
  • Das Flachbandkabel ist ungeschirmt
  • Das Flachbandkabel befindet sich in einem System mit verschiedenen anderen Kabelbäumen, die Spannungen / Signale übertragen

Was ist die beste Platzierung für Signal-, Strom- und Erdungsleitungen innerhalb eines Flachbandkabels in Bezug auf EMI?

Ich habe mir zwei Möglichkeiten ausgedacht:

  1. Verschachtelung der Erdungsleitungen zwischen den einzelnen Signal- / Stromleitungen
  2. Verwenden Sie die Erdungsleitungen, um eine Barriere zwischen den Strom- und Signalleitungen zu schaffen

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ist eine davon eine bessere Praxis als die andere oder gibt es eine noch bessere Lösung, an die ich nicht gedacht habe?

noise wiring grounding emc Gekritzel
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(1) ist weitaus besser für Signalintegrität und EMI.
Neil_UK
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Wie lang ist das Flachbandkabel? Welche Art von digitalen Signalen (CMOS, TTL usw.)?
Glenn W9IQ
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Verlangsamen Sie Ihre Kanten; Machen Sie die Kanten zu 500 Nanosekunden Kanten aus R + C-Filtern. Lassen Sie keine 1nS- oder 10nS-Kanten (oder MCU-Klingeln) an den Kabeln zu. Das heißt , die verschiedenen VDD Drähte müssen auch stark gefiltert werden , bevor die Eingabe des Kabels.
Analogsystemsrf
Nur zu Ihrer Information, es gibt so etwas wie ein Twisted-Pair-Flachbandkabel , obwohl es weniger verbreitet ist als ein Flachbandkabel. Hat in Abständen flache Bereiche für die IDC-Steckverbindermontage.
MarkU
Planen Sie die Verwendung von Schmitt-ausgelösten Puffern zum Empfangen der Signale ein, um Probleme mit Klingel- / Leitungsterminierungseffekten zu vermeiden.
MarkU

Antworten:

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Eingestreute Signale mit Erdung oder Schienen eignen sich am besten für EMI- und Übersprechzwecke. Daher ist Option 1 hier besser.

In Ihrem Beispiel haben Sie jedoch sieben Erdungskabel und nur ein Kabel für jede Stromschiene. Angenommen, Ihre Signale haben meistens einen Logikpegel, dh eine 5-V-Schiene, ist es vorzuziehen, die Erdungsleitungen auf vier zu reduzieren und drei weitere 5-V-Leitungen hinzuzufügen. Dies hilft dabei, die Rückstrompfade für beide Signalpegel auszugleichen.

schematisch

simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab

Beachten Sie, dass bei Ihrem aktuellen Setup bei hohem Signal der Rückstrom durch die gemeinsame Erdung fließt. Wenn er niedrig ist, fließt der Rückstrom durch die einzelne Leitung. Wenn Sie weitere Signale hinzufügen, muss der einzelne Draht alle diese Signale gemeinsam nutzen, und das Rauschen auf dem Schienendraht ist siebenmal höher.

Wenn die anderen Schienen erhebliche Ströme treiben, sollten Sie auch deren Anzahl entsprechend erhöhen, um zu versuchen, die Ströme über die verfügbaren Drähte auszugleichen.

Darüber hinaus ist es, wie von analogsystemsrf erwähnt, ratsam, die Flanken von Logiksignalen, die entlang des Kabels geleitet werden, zu verlangsamen, wenn das Kabel eine nennenswerte Länge hat. Ihre Signale können niedrige Frequenzen sein, diese digitalen Flanken jedoch nicht.

Trevor_G
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Unter der Annahme, dass die Stromversorgungen auf beiden Platinen ausreichend umgangen werden, sind Strom- und Erdungsleitungen hinsichtlich der "Rückströme" völlig gleichwertig. Es ist nicht erforderlich, die Anzahl der Stromleitungen mit der Anzahl der Erdungen in Einklang zu bringen. Stattdessen ist alles von Vorteil, was Sie tun können, um die Gesamtimpedanz der Erdungsverbindung zwischen den beiden Platinen zu verringern.
Dave Tweed
@ DaveTweed nicht so .. Wenn Sie alle Signale niedrig haben und das Peripheriegerät über das Kabel mit Strom versorgen, muss der gesamte Rückstrom durch den einzelnen Schienendraht fließen. Obwohl ich zustimme, "ist alles
Erdungsverbindung
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Wollen Sie damit sagen, dass der Gleichstrom der Signalleitungen einen erheblichen Teil der von der Platine verbrauchten Gesamtleistung ausmacht? Das wäre eine sehr ungewöhnliche Situation und wird in der Frage sicherlich nicht angegeben. Ich habe über transiente Rückströme gesprochen, die in Bezug auf EMV die übliche Sorge sind.
Dave Tweed
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Auch in Ihren neuen Diagrammen haben Sie die Bypass-Kondensatoren an beiden Enden der Verbindung vernachlässigt. -1 von mir. Der einzig gültige Teil Ihrer Antwort ist der allererste Absatz.
Dave Tweed
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@Trevor Ich denke, Dave drängt darauf, dass, wenn die Bypass-Kappen an beiden Enden richtig gehandhabt werden und wenn Sie sie in den Schaltplan aufnehmen, explizit angegeben wird, wie Transienten auf beiden Seiten durch sie auf die Vcc-Schiene umgeleitet werden (was bedeutet, dass die Notwendigkeit, die tatsächliche Vcc-Verkabelung im Kabel selbst auszugleichen, bereits durch die Umgehung bei src und dst "abgedeckt" ist.) Und wenn Sie ihm in Bezug auf die Umgehung zustimmen, dann sagt er, dass Sie die gesamte Diskussion über die Notwendigkeit verlieren um die Verkabelung zwischen gnd und Vcc auszugleichen. Es verschwindet und wird zu einem Nicht-Problem (oder sinnlos)
Jonk