Posto corretto per fissare gli scudi per coppie intrecciate

Ho due PCB collegati da un cavo contenente 5 cavi secondari:

• Alimentazione 6v tramite un cavo coassiale personalizzato (simile a quello degli alimentatori per laptop).
• 2 doppini intrecciati schermati con impedenza da 100 Mbps LVDS a 100ohm.
• 2x CAN da 1 Mbps attraverso lo stesso cavo a doppino intrecciato da 120 ohm.

Ogni cavo LVDS è terminato all'estremità RX con una resistenza da 100 ohm. Hanno schermo a lamine con fili di drenaggio.

Ogni cavo CAN è terminato ad entrambe le estremità con una resistenza da 120 ohm. Hanno schermo a lamine con fili di drenaggio.

L'alimentazione isolata a 24 V viene erogata sulla scheda sinistra, dove viene impostata su 6 V (non isolata). Entrambe le schede contengono il proprio regolatore DCDC da 3,3 V (non isolato) per l'elettronica locale.

Le mie domande:

A quali estremità devono essere collegati gli schermi? Suppongo che gli schermi LVDS dovrebbero essere collegati all'estremità della sorgente , come mostrato nel diagramma.

Poiché entrambe le estremità dei bus CAN sono sorgenti, entrambe le estremità degli schermi CAN devono essere collegate a GND?

Aggiunto: entrambi i PCB sono alloggiati in custodie in plastica e non è presente alcun collegamento a terra.

È difficile rispondere, soprattutto perché RF ed EMI sono così incredibilmente non intuitivi. Si potrebbe dire che se qualcuno afferma di comprendere l'IME, sicuramente non capisce l'IME. Non pretendo di comprendere completamente l'IME. Ne so molto, ma ho alcune lacune nella mia conoscenza. Consideralo quando leggi la mia risposta.

La mia principale preoccupazione è che LVDS, e in realtà qualsiasi altro metodo di segnalazione differenziale che non utilizza trasformatori di isolamento, non sia perfettamente differenziale. Ci sono discrepanze nei driver differenziali che causano "rumore" in modalità comune sulla coppia diff. Questo rumore di modo comune ha anche un percorso di ritorno del segnale, che sarebbe in GND o schermato in questo scenario. Il problema di avere gli schermi scollegati a un'estremità è che questo percorso di ritorno del segnale sarebbe sul cavo di alimentazione, causando un'enorme area di loop e di conseguenza un'EMI enorme. Mentre la corrente di ritorno del rumore nella modalità comune è piccola, l'area del loop è grande, e quindi questo deve essere preso in considerazione nel design.

In un mio progetto, ho eseguito alcuni segnali a 2,5 GHz su un cavo SATA da 18 ". Per chi non lo sapesse, un cavo SATA ha due coppie diff e due schermi. Entrambi gli schermi sono collegati tra loro alle estremità. Non ci sono fili GND nel cavo oltre agli schermi. Nel mio progetto, gli schermi sono stati collegati per segnalare GND ad entrambe le estremità. Questo disegno ha funzionato benissimo, ed è attualmente in produzione di volume. Conforme alla Classe B FCC, e il versione CE equivalente, per conformità elettromagnetica tra cui emissioni irradiate, suscettibilità RF e suscettibilità ESD.

Continuando con il confronto SATA, tutte le schede madri / unità SATA collegano gli schermi ad entrambe le estremità e funzionano bene alle alte velocità. I cavi SATA sono disponibili in una lunghezza da circa 6 pollici a 2 piedi, simile a quello che utilizza l'OP. I sistemi con SATA soddisfano i più severi regolamenti EMC. E vengono spediti in decine a centinaia di milioni di unità all'anno.

Se avessi progettato questo sistema, avrei collegato gli schermi ad entrambe le estremità. Ci sono milioni di sistemi moderni che mostrano questo lavoro.

Gli LVDS sono terminati in modo differenziale (tra fasi), quindi non dovrebbe esserci flusso netto di corrente: è bilanciato. Le coppie intrecciate offrono una propagazione quasi in modalità TEM, quindi la preoccupazione dello schermo qui è il campo puramente elettrico. termina a un'estremità come hai disegnato per evitare di introdurre loop correnti.

Dato che hai implementato un sistema CAN differenziale e stai andando a punto invece che a bussare, valgono gli stessi argomenti per LVDS. Vorrei interrompere la connessione di schermatura sull'RHS ma mantenere quella sull'LHS.

La tua connessione di alimentazione sembra a posto. Tutto il flusso di corrente dell'immagine dall'alimentazione ritornerà vicino all'alimentazione. Non vi è alcun flusso di corrente dell'immagine da nessuna delle segnalazioni perché sono differenziali e terminati, quindi un ritorno a terra del segnale associato all'alimentazione va bene.

Non menzionare se ci sono altri potenziali circuiti / cavi aggressori in giro. che potrebbe cambiare questo schema.

Per la verifica leggi il libro di Henry Ott su questo argomento "tecniche di riduzione del rumore nei sistemi elettronici"

Ho avuto problemi con una disposizione simile in cui il circuito regolatore RH 3V3 necessitava di un migliore disaccoppiamento per evitare che le correnti in modalità switch prendessero un percorso parziale attraverso schermate dati che erano collegate a terra su entrambe le estremità. Non sto dicendo di non mettere a terra ad entrambe le estremità, fai solo attenzione al regolatore 3V3 se è uno switcher. Il problema si è manifestato come una corruzione occasionale dei dati e sospetto che sia stata la corrente di alimentazione attraverso le schermate dei dati che si è accoppiata a entrambi i fili nella coppia intrecciata e ha causato "problemi" alla modalità comune del ricevitore.