淺談汽車線束---絞線

來(lái)源：?作者：?2021-06-11 09:50

淺談汽車線束---絞線

上周末有個(gè)小伙伴問(wèn)我，線束中有的電線為何要互絞在一起？絞線的屏蔽信號(hào)與屏蔽線相比如何？為何有的絞線有三四根絞合在一起？在哪些地方絞線用到的比較多？我都做了簡(jiǎn)單的回答，但是也激發(fā)了我的靈感，決定要將絞線的一些知識(shí)分享給大家。

絞線是汽車線束中最常用的傳輸介質(zhì)，是由兩根或以上具有絕緣保護(hù)層的銅導(dǎo)線組成的。把兩根絕緣的銅導(dǎo)線按一定密度互相絞在一起，每一根導(dǎo)線在傳輸中輻射出來(lái)的電波會(huì)被另一根線上發(fā)出的電波抵消，有效降低信號(hào)干擾的程度。

雙絞線是由一對(duì)相互絕緣的金屬導(dǎo)線絞合而成。采用這種方式，不僅可以抵御一部分來(lái)自外界的電磁波干擾,也可以降低多對(duì)絞線之間的相互干擾。把兩根絕緣的導(dǎo)線互相絞在一起，干擾信號(hào)作用在這兩根相互絞纏在一起的導(dǎo)線上是一致的（這個(gè)干擾信號(hào)叫做共模信號(hào)），在接收信號(hào)的差分電路中可以將共模信號(hào)消除，從而提取出有用信號(hào)（差模信號(hào)）。

雙絞線的作用是使外部干擾在兩根導(dǎo)線上產(chǎn)生的噪聲（在專業(yè)領(lǐng)域里，把無(wú)用的信號(hào)叫做噪聲）相同，以便后續(xù)的差分電路提取出有用信號(hào)，差分電路是一個(gè)減法電路，兩個(gè)輸入端同相的信號(hào)（共模信號(hào)）相互抵消（m-n），反相的信號(hào)相當(dāng)于x-（-y），得到增強(qiáng)。理論上，在雙絞線及差分電路中m=n，x=y，相當(dāng)于干擾信號(hào)被完全消除，有用信號(hào)加倍，但在實(shí)際運(yùn)行中是有一定差異的。

雙絞線一個(gè)扭絞周期的長(zhǎng)度，叫做節(jié)距，節(jié)距越?。ㄅぞ€越密），抗干擾能力越強(qiáng)。一般的OEM對(duì)絞線的節(jié)距離是有要求的，以小編負(fù)責(zé)的Volvo項(xiàng)目為例，一個(gè)節(jié)距至少為25mm。其他OEM與這個(gè)相差不了多少。

下圖L1即為節(jié)距

性能指標(biāo)

有人問(wèn)，絞線的屏蔽功能與屏蔽線相比如何？其實(shí)效果差不了多少。在很多汽車線束中，很多屏蔽線是過(guò)余設(shè)計(jì)。從VAVE的角度，其實(shí)很多屏蔽線可以換成絞線的，比如汽車上常見(jiàn)的ABS傳感器線。當(dāng)然屏蔽線外部多了一層護(hù)套，對(duì)屏蔽線的耐磨保護(hù)效果較好一點(diǎn)。同時(shí)有的屏蔽線加了鋁箔或編織金屬層，那就更比不起來(lái)了。畢竟一分錢一分貨。小編只是覺(jué)得，從設(shè)計(jì)之初，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)能夠多認(rèn)識(shí)到一些原理或者基本知識(shí)，這樣可以很好的節(jié)省線束的成本。比較當(dāng)初設(shè)計(jì)定義的成本還是占大頭的。

當(dāng)然對(duì)于絞線，使用者最關(guān)心的是表征其性能的幾個(gè)指標(biāo)。這些指標(biāo)包括衰減、近端串?dāng)_、阻抗特性、分布電容、直流電阻等。

1.衰減（Attenuation）

衰減是沿鏈路的信號(hào)損失度量。衰減與線纜的長(zhǎng)度有關(guān)系，隨著長(zhǎng)度的增加，信號(hào)衰減也隨之增加。衰減用“db”作單位，表示源傳送端信號(hào)到接收端信號(hào)強(qiáng)度的比率。由于衰減隨頻率而變化，因此，應(yīng)測(cè)量在應(yīng)用范圍內(nèi)的全部頻率上的衰減。

2.近端串?dāng)_

串?dāng)_分近端串?dāng)_（NEXT）和遠(yuǎn)端串?dāng)_（FEXT），測(cè)試儀主要是測(cè)量NEXT，由于存在線路損耗，因此FEXT的量值的影響較小。近端串?dāng)_（NEXT）損耗是測(cè)量一條非屏蔽雙絞線鏈路中從一對(duì)線到另一對(duì)線的信號(hào)耦合。對(duì)于非屏蔽雙絞線鏈路，NEXT是一個(gè)關(guān)鍵的性能指標(biāo)，也是最難精確測(cè)量的一個(gè)指標(biāo)。隨著信號(hào)頻率的增加，其測(cè)量難度將加大。NEXT并不表示在近端點(diǎn)所產(chǎn)生的串?dāng)_值，它只是表示在近端點(diǎn)所測(cè)量到的串?dāng)_值。這個(gè)量值會(huì)隨電纜長(zhǎng)度不同而變，電纜越長(zhǎng)，其值變得越小。同時(shí)發(fā)送端的信號(hào)也會(huì)衰減，對(duì)其它線對(duì)的串?dāng)_也相對(duì)變小。實(shí)驗(yàn)證明，只有在40米內(nèi)測(cè)量得到的NEXT是較真實(shí)的。如果另一端是遠(yuǎn)于40米的信息插座，那么它會(huì)產(chǎn)生一定程度的串?dāng)_，但測(cè)試儀可能無(wú)法測(cè)量到這個(gè)串?dāng)_值。因此，最好在兩個(gè)端點(diǎn)都進(jìn)行NEXT測(cè)量。大部分測(cè)試儀都配有相應(yīng)設(shè)備，使得在鏈路一端就能測(cè)量出兩端的NEXT值。

3.直流電阻

直流環(huán)路電阻會(huì)消耗一部分信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)變成熱量。它是指一對(duì)導(dǎo)線電阻的和，11801規(guī)格的雙絞線的直流電阻不得大于19.2歐姆。每對(duì)間的差異不能太大（小于0.1歐姆），否則表示接觸不良，必須檢查連接點(diǎn)。

4.特性阻抗

與環(huán)路直流電阻不同，特性阻抗包括電阻及頻率為1～100MHz的電感阻抗及電容阻抗，它與一對(duì)電線之間的距離及絕緣體的電氣性能有關(guān)。各種電纜有不同的特性阻抗，而雙絞線電纜則有100歐姆、120歐姆及150歐姆幾種。

5.衰減串?dāng)_比（ACR）

在某些頻率范圍，串?dāng)_與衰減量的比例關(guān)系是反映電纜性能的另一個(gè)重要參數(shù)。ACR有時(shí)也以信噪比（SNR :Signal-Noice ratio）表示，它由最差的衰減量與NEXT量值的差值計(jì)算。ACR值較大，表示抗干擾的能力更強(qiáng)。一般系統(tǒng)要求至少大于10分貝。

6.電纜特性

通信信道的品質(zhì)是由它的電纜特性描述的。SNR是在考慮到干擾信號(hào)的情況下，對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)強(qiáng)度的一個(gè)度量。如果SNR過(guò)低，將導(dǎo)致數(shù)據(jù)信號(hào)在被接收時(shí)，接收器不能分辨數(shù)據(jù)信號(hào)和噪音信號(hào)，最終引起數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。因此，為了將數(shù)據(jù)錯(cuò)誤限制在一定范圍內(nèi)，必須定義一個(gè)最小的可接收的SNR。

絞線一般用在線束中的發(fā)動(dòng)機(jī)艙與氣囊線中，氣囊是生命線，發(fā)動(dòng)機(jī)中線束比較密集，干擾性比較大。所以氣囊線與發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的線束對(duì)信號(hào)的屏蔽有一定的要求。

構(gòu)成絞線的單線多而細(xì)，不僅增加了電線電纜的柔軟性，還提高線路連通的可靠性。有些電線電纜的導(dǎo)體并不要求大的截面，但也采用了絞合形式，正是為了具有更好的柔軟性或高度的可靠性。
在一般情況下，節(jié)距比愈小，柔軟性愈好；各根單線之間的空隙愈小，即絞合得愈密實(shí)；而且節(jié)距與單線在一個(gè)節(jié)距的實(shí)際長(zhǎng)度相差也愈大，同樣長(zhǎng)度絞線所使用的單線長(zhǎng)度也就愈長(zhǎng)。