Umgang mit unbenutzten Kabeln

Was ist der beste Weg, um einen nicht verwendeten Draht innerhalb eines Kabels zu handhaben?

Nehmen wir an, ich habe ein Kabel mit 4 Drähten, von denen nur 3 verwendet werden. Ich könnte den 4. Draht an einem Ende mit Masse verbinden, an beiden Enden oder ihn schweben lassen.

In meinem speziellen Beispiel verbindet das Kabel einen ILM-Füllstandsmesser von Oxford Instruments mit einem Füllstandssensor für flüssigen Stickstoff. (Grundsätzlich zwei konzentrische Metallzylinder. Sie wirken als Kondensator. Der Stickstoffgehalt verändert die relative Permittivität.) Die Verbindungen sind

Pin Function
1   0V
2   12V
3   Freq.

Wenn Sie bereits eine Erdungsverbindung mit einem oder mehreren anderen Kabeln haben, verwenden Sie die ansonsten nicht verwendeten Kabel, um eine festere Erdungsverbindung herzustellen.

Wenn es sonst keine Erdungsverbindung gibt, wie zum Beispiel bei Ethernet, stimme ich Keelan darin zu, dass Sie keine erstellen sollten. Dies kann zu Problemen mit Erdschleifen führen. Lassen Sie in diesem Fall die zusätzliche Leitung entweder frei oder verbinden Sie sie nur an einem Ende mit Masse .

In Ihrem speziellen Beispiel sollte das zusätzliche Kabel an die Gehäusemasse des Messgeräts angeschlossen und am Sensor nicht angeschlossen werden. Da der Draht als Antenne fungiert, gibt dies jedem Geräusch, das aufgenommen wird, einen Ort, an dem Sie Ihre Signale nicht stören können.

Im Allgemeinen hängt es vom Design des Systems ab. Was ist der zusätzliche Dirigent? Einzelner Draht, mehrere Drähte, ein Draht und eine Abschirmung, mehrere Abschirmungen? Gibt es an beiden Enden Netzteile? Sind sie isoliert? Sind die anderen Leiter Signale von einem Sensor (wie in Ihrem Beispiel) oder Kommunikation über ein Netzwerk ?

Diese Antwort von Kortuk und die folgenden Kommentare machen einige wirklich gute Punkte.

In diesem kurzen Artikel werden die Vor- und Nachteile verschiedener Verbindungsschemata beschrieben:

Für Kabelschirmverbindungen gibt es vier Optionen mit Vor- und Nachteilen:

1. Abschirmung an beiden Enden geerdet: Gute HF-Abschirmung, aber anfällig für Erdschleifenströme, die SEHR groß sein können - in schlechten Fällen bis zu mindestens 100 A.

2. Abschirmung an beiden Enden mit großflächigem parallelem Bonddraht geerdet: Gut bei HF, und jetzt fließt der Erdstrom hauptsächlich durch den Bonddraht, aber das daraus resultierende intensive Magnetfeld ist keine gute Nachricht. Die Bonddrahtgröße muss beispielsweise 10 mm ^ 2 betragen.

3. Abschirmung nur an einem Ende geerdet: Kein Erdstrom, aber nicht gut bei Funkfrequenzen, bei denen das Kabel länger als 1/8 Wellenlänge ist. HF-Störungen können tatsächlich schlimmer sein als bei einem ungeschirmten Kabel.

4. Abschirmung am sendenden Ende geerdet und über einen Kondensator geerdet (kann zwei parallel sein, für eine Wirksamkeit von etwa 100 kHz bis 1 GHz und darüber hinaus) am empfangenden Ende: Gut bei HF, wenn der Kondensatortyp und die Positionierung korrekt ausgelegt sind, und kein niederfrequenter Erdstrom. Ein Kondensator muss vom Typ mit integrierter Funkenstrecke sein, damit er nicht durch vorübergehende Hochspannungsspitzen beschädigt wird, die an der Abschirmung induziert werden können.

Ich glaube, Olin hat hier die beste Lösung gefunden: Verdoppeln Sie den Boden für einen festeren Boden, da es bereits einen Boden gibt, und es sieht so aus, als würde er Rückstrom von +12 V führen, der den Sensor antreibt.

Ich bin nicht mit der Idee einverstanden, den Draht an einem Ende des Kabels zu erden. Die Erdung des nicht verwendeten Kabels an einem Ende kann sich nachteilig auswirken, insbesondere wenn keines der vorhandenen Kabel geerdet ist (es liegt natürlich ein Rückstrom vor, aber es wird angenommen, dass es nicht geerdet ist). Durch Hinzufügen eines Erdungskabels entsteht lediglich ein parasitärer kapazitiver Erdungspfad über die gesamte Länge des Kabels! Dies kann auch dann schlimm sein, wenn eines der Kabel bereits geerdet ist. Zwischen einem Signalkabel und dem vorhandenen Erdungskabel besteht bereits eine Kapazität. Eine andere Masse in der Nähe erhöht nur die Kapazität: und da sie an einem Ende angeschlossen ist, verringert sie den Widerstand nicht! Somit steigt das RC-Produkt.

Schließlich ist die Erdung an einem Ende nur für Kabelschirme eine gute Praxis. Nicht für Innenleiter! Die Erdung eines Kabelschirms sollte direkt zu einem Sternpunkt in der Stromversorgung des Geräts geführt werden, an das es angeschlossen ist, damit Geräusche vom Kabelschirm die Leiterplatte umgehen. Wenn die Kabelschirmmasse durch die Leiterplatte verläuft, haben Sie möglicherweise ein "Pin 1-Problem" verursacht.

Apropos, es ist zu prüfen, ob das Kabel eine externe Abschirmung hat: Ist dieser zusätzliche Draht abgeschirmt? Wenn keine Abschirmung vorhanden ist, fügen Sie durch Anschließen dieses ungeschirmten Kabels an eines der Geräte an beiden Enden des Kabels im Grunde eine Antenne hinzu, die Rauschen in das Gerät bringt. Dass Maßnahmen der Draht Lärm des Aufnehmens ist nicht die anderen Drähte in irgendeiner Weise helfen, weil es kein Schild ist, die sich um die anderen Drähte gewickelt ist.

Im besten Fall (es gibt eine gute Kabelabschirmung) fügen Sie einen kapazitiven Frequenzgang-Sauger hinzu. Im schlimmsten Fall fügen Sie eine geräuscherfassende Antenne hinzu.

Unser erster Instinkt sollte sein, es schweben zu lassen. Von diesem Standard-Ausgangspunkt aus können wir rational darüber nachdenken, wie wir es je nach Situation einsetzen können, was uns zu Olins Antwort führt: Machen Sie einen besseren Boden. Oder vielleicht ein anderes Signal verstärken.

Wenn Sie es erden wollen, erden Sie es an beiden Enden.

Wenn das Kabel für eine hochohmige Verbindung verwendet wird, bei der der durch Masse fließende Rückstrom winzig ist, würde ich die Masse nicht verdoppeln. Der Grund dafür ist, dass bei einer hohen Impedanz an beiden Enden oder an beiden Enden der Kabelwiderstand R überflutet wird. Wir gewinnen nichts, wenn wir den Widerstand halbieren. Aber wir verlieren etwas, wenn die Kapazität steigt! Der RC, um den wir uns Sorgen machen, besteht aus dem C vom Kabel und dem großen R von der Schaltung, nicht vom unbedeutenden R vom Kabel.

Schauen Sie sich zum Beispiel Koaxialkabel an, die für Single-Ended-Audio verwendet werden. Der Boden wird in der äußeren Abschirmung getragen. Zwischen der Abschirmung und dem Innenleiter ist jedoch viel Platz, was dazu beiträgt, die Kapazität zu verringern. Wenn wir dem inneren Kern einen zweiten Leiter hinzufügen und ihn als weitere Erdung verwenden, haben wir jetzt eine Erdung, die viel näher am Signal liegt. Wie hilft uns das? Kondensatoren werden mit engerem Abstand größer (stärkeres elektrisches Feld).

Sie sollten ein Ende mit GND verbinden und das andere Ende nicht verbinden lassen. Auf diese Weise stören sich die Signale neben dem Draht nicht gegenseitig, während dies der Fall wäre, wenn Sie den Draht schweben lassen würden.

Wenn Sie beide Enden mit GND verbinden, können Sie eine erstellen Masseschleife , welche Mittel Sie unerwünschte Ströme zu bekommen.

Um Interferenzen zwischen den Drähten eines Kabels zu verringern, wird empfohlen, Kabel wie folgt aufzubauen:

GND - SIGNAL - GND - SIGNAL - ... - SIGNAL - GND - SIGNAL - GND