Autoissa on monia järjestelmiä, jotka käyttävät kierrettyjä pareja, kuten elektroniset ruiskutusjärjestelmät, audio- ja videoviihdejärjestelmät, turvatyynyjärjestelmät, CAN-verkot jne. Kierretyt parit jaetaan suojattuihin kierrettyihin pareihin ja suojaamattomiin kierrettyihin pareihin. Suojatussa kierretyssä parikaapelissa on metallinen suojakerros kierretyn parikaapelin ja ulkoisen eristyskuoren välissä. Suojakerros voi vähentää säteilyä, estää tietovuotoja ja myös estää ulkoisia sähkömagneettisia häiriöitä. Suojattujen kierrettyjen parien käytöllä on suurempi lähetysnopeus kuin vastaavilla suojaamattomilla kierretyillä pareilla.
Suojattuja kierrettyjä parijohtoja ja johdinsarjoja käytetään yleensä suoraan valmiiden suojattujen johtimien kanssa. Suojaamattomien kierrettyjen parien kiertämiseen valmistajat, joilla on prosessointikapasiteettia, käyttävät yleensä kiertämiseen kiertävää konetta. Kierrettyjen johtimien käsittelyssä tai käytössä kaksi tärkeää parametria, joihin on kiinnitettävä erityistä huomiota, ovat kiertämisen pituus ja kiertämisen purkamisen pituus.
| kierteen nousu
Kierretyn parin kiertymispituus viittaa kahden vierekkäisen aallonharjan tai -pohjan väliseen etäisyyteen samalla johtimella (sitä voidaan pitää myös kahden samaan suuntaan kierretyn liitoksen välisenä etäisyytenä). Katso kuva 1. Kiertymispituus = S1 = S2 = S3.
kuva 1 säikeisen langan nousu
Langan pituus vaikuttaa suoraan signaalin lähetyskykyyn. Eri langan pituuksilla on erilaiset häiriönsietokyvyt eri aallonpituisille signaaleille. CAN-väylää lukuun ottamatta asiaankuuluvat kansainväliset ja kotimaiset standardit eivät kuitenkaan määrittele selvästi kierrettyjen parikaapeleiden kiertopituutta. GB/T 36048 -standardin mukainen henkilöautojen CAN-väylän fyysisen kerroksen tekninen vaatimus määrää, että CAN-johtimen kiertopituusalue on 25 ± 5 mm (33–50 kiertoa/metri), mikä on yhdenmukainen SAE J2284 -standardin mukaisten 250 kbps:n suurnopeus-CAN-kaapelien kiertopituusvaatimusten kanssa. Sama pätee ajoneuvoille tarkoitettuihin 250 kbps:n suurnopeus-CAN-verkkoihin.
Yleensä jokaisella autovalmistajalla on omat vääntömatkan asetusstandardinsa tai ne noudattavat kunkin osajärjestelmän vaatimuksia kierrettyjen lankojen vääntömatkalle. Esimerkiksi Foton Motor käyttää 15–20 mm:n vinssin pituutta; jotkut eurooppalaiset laitevalmistajat suosittelevat vinssin pituuden valitsemista seuraavien standardien mukaisesti:
1. CAN-väylä 20±2 mm
2. Signaalikaapeli, äänikaapeli 25±3 mm
3. Voimansiirto 40±4 mm
Yleisesti ottaen mitä pienempi kierteen nousu on, sitä parempi on magneettikentän häiriönsietokyky. On kuitenkin otettava huomioon johtimen halkaisija ja ulkovaipan materiaalin taivutusalue, ja sopivin kiertoetäisyys on määritettävä siirtoetäisyyden ja signaalin aallonpituuden perusteella. Kun useita kierrettyjä pareja asetetaan yhteen, on parasta käyttää eri pituisia kierrettyjä pareja eri signaalilinjoille keskinäisinduktanssin aiheuttamien häiriöiden vähentämiseksi. Liian tiukan kierteen pituuden aiheuttamat vauriot johtimen eristykselle näkyvät alla olevassa kuvassa:
Kuva 2 Liian tiukan kiertoetäisyyden aiheuttama langan muodonmuutos tai halkeilu
Lisäksi kierrettyjen parikaapeleiden kiertymispituus tulisi pitää tasaisena. Kierretyn parin kiertymisjännitysvirhe vaikuttaa suoraan sen häiriönsietotasoon, ja kiertymisjännitysvirheen satunnaisuus aiheuttaa epävarmuutta kierretyn parin ylikuulumisen ennustamisessa. Kierretyn parin tuotantolaitteiston parametrit Pyörivän akselin kulmanopeus on keskeinen tekijä, joka vaikuttaa kierretyn parin induktiivisen kytkennän kokoon. Se on otettava huomioon kierretyn parin tuotantoprosessissa kierretyn parin häiriönsietokyvyn varmistamiseksi.
| Kiertymismatkan purkaminen
Kiertämättömyyden etäisyys viittaa kierrettyjen parijohtimien kiertämättömän osan kokoon, joka on jaettava asennettaessa vaippaan. Katso kuva 3.
Kuva 3 Kiertymisväli L
Kansainvälisissä standardeissa ei ole määritelty purkausmatkaa. Kotimainen teollisuusstandardi QC/T29106-2014 "Autoteollisuuden johtosarjojen tekniset ehdot" määrää, että purkausmatkan ei tulisi olla yli 80 mm. Katso kuva 4. Amerikkalainen standardi SAE 1939 määrää, että kierrettyjen CAN-johtojen parikaapelien pituus ei saa ylittää 50 mm kiertämättömänä. Siksi kotimaiset teollisuusstandardit eivät sovellu CAN-johtoihin, koska ne ovat kooltaan suurempia. Tällä hetkellä useat autovalmistajat tai johtosarjavalmistajat rajoittavat suurnopeus CAN-johtojen purkausmatkan 50 mm:iin tai 40 mm:iin varmistaakseen CAN-signaalin vakauden. Esimerkiksi Delphin CAN-väylä vaatii alle 40 mm:n purkausmatkan.
Kuva 4. QC/T 29106 -standardissa määritelty auki kiertämisen etäisyys
Lisäksi johtosarjan käsittelyprosessin aikana kierrettyjen johtimien kiertymättömät alueet tulee peittää liimalla, jotta kierretyt johtimet eivät löystyisi ja aiheuttaisi suurempaa kiertymismatkaa. Amerikkalainen standardi SAE 1939 määrää, että johtimien kiertyneen tilan säilyttämiseksi kiertymättömälle alueelle on asennettava kutistesukka. Kotimainen teollisuusstandardi QC/T 29106 määrää teippikapseloinnin käytön.
| Johtopäätös
Signaalinsiirtovälineenä kierrettyjen parikaapeleiden on varmistettava signaalinsiirron tarkkuus ja vakaus, ja niillä on oltava hyvät häiriönsieto-ominaisuudet. Kierretyn johtimen kiertymisjännityksen koko, kiertymisjännityksen tasaisuus ja kiertymisväli vaikuttavat merkittävästi sen häiriönsietokykyyn, joten niihin on kiinnitettävä huomiota suunnittelu- ja käsittelyprosessissa.
Julkaisun aika: 19.3.2024