Emplacement correct pour fixer les écrans pour les paires torsadées

J'ai deux PCB connectés par un câble contenant 5 sous-câbles:

• Alimentation 6 V via un câble coaxial sur mesure (similaire à celui des alimentations pour ordinateur portable).
• 2 paires torsadées blindées LVDS de 100 Mbps à impédance de 100 ohms.
• 2x 1mbps CAN via le même câble à paire torsadée de 120 ohms.

Chaque câble LVDS se termine à l'extrémité RX par une résistance de 100 ohms. Ils ont un écran en aluminium avec des fils de drainage.

Chaque câble CAN se termine aux deux extrémités par une résistance de 120 ohms. Ils ont un écran en aluminium avec des fils de drainage.

Une alimentation isolée de 24 V est fournie à la carte de gauche, où elle est désactivée à 6 V (non isolée). Les deux cartes contiennent leur propre régulateur 3,3 V DCDC (non isolé) pour l'électronique locale.

Mes questions:

À quelles extrémités les blindages doivent-ils être connectés? Je suppose que les blindages LVDS doivent être connectés à l' extrémité source , comme indiqué dans le diagramme.

Étant donné que les deux extrémités des bus CAN sont des sources, les deux extrémités des blindages CAN doivent-elles être connectées à GND?

Ajouté: Les deux PCB sont logés dans des boîtiers en plastique, et il n'y a pas de fixation à la terre.

C'est une question difficile à répondre, principalement parce que RF et EMI sont incroyablement non intuitifs. On pourrait dire que si quelqu'un prétend comprendre les EMI, il ne comprend certainement pas les EMI. Je ne prétends pas comprendre complètement EMI. J'en sais beaucoup, mais j'ai quelques trous dans mes connaissances. Considérez cela lors de la lecture de ma réponse.

Ma principale préoccupation est que LVDS, et vraiment toute autre méthode de signalisation différentielle qui n'utilise pas de transformateurs d'isolement, n'est pas parfaitement différentielle. Il existe des décalages dans les pilotes différentiels qui provoquent un «bruit» en mode commun sur la paire diff. Ce bruit en mode commun a également un chemin de retour de signal, qui serait sur le GND ou le bouclier dans ce scénario. Le problème de la déconnexion des blindages à une extrémité est que ce chemin de retour du signal se trouverait sur le câble d'alimentation - provoquant une énorme zone de boucle et par conséquent une énorme EMI. Alors que le courant de retour de bruit en mode commun est petit, la zone de boucle est grande, et donc cela doit être pris en compte dans la conception.

Dans une de mes conceptions, j'ai fait passer des signaux à 2,5 GHz sur un câble SATA de 18 ". Pour ceux qui ne le savent pas, un câble SATA a deux paires diff et deux blindages. Les deux blindages sont connectés ensemble aux extrémités. Il n'y a pas de fils GND dans le câble autre que les blindages. Dans ma conception, les blindages étaient connectés au signal GND aux deux extrémités. Cette conception fonctionnait très bien et est en production de volume en ce moment. Elle est conforme à la classe FCC B et version CE équivalente, pour la conformité électromagnétique, y compris les émissions rayonnées, la sensibilité RF et la sensibilité ESD.

En poursuivant la comparaison SATA, toutes les cartes mères / lecteurs SATA connectent les blindages aux deux extrémités, et ils fonctionnent bien à des vitesses élevées. Les câbles SATA sont disponibles en longueur d'environ 6 pouces à 2 pieds - similaire à ce que l'OP utilise. Les systèmes avec SATA répondent aux réglementations CEM les plus strictes. Et ils sont expédiés par dizaines de centaines de millions d'unités par an.

Si je concevais ce système, je connecterais les boucliers aux deux extrémités. Il existe des millions de systèmes modernes qui montrent que cela fonctionne.

Les LVDS sont terminés différentiellement (entre les phases), il ne devrait donc pas y avoir de flux net de courant - il est équilibré. Les paires torsadées vous donnent une propagation en mode quasi TEM donc la préoccupation du bouclier ici est un champ purement électrique. terminer à une extrémité comme vous l'avez tracé pour éviter d'introduire des boucles actuelles.

Puisque vous avez implémenté un système CAN différentiel et que vous allez point par point plutôt que par bus, les mêmes arguments s'appliquent pour cela que pour le LVDS. Je briserais la connexion du blindage sur le RHS mais garderais celle du LHS.

Votre connexion d'alimentation est parfaite. Tout le flux de courant d'image provenant de la puissance reviendra près de la puissance entrant. Il n'y a pas de flux de courant d'image provenant de la signalisation car ils sont différentiels et terminés, donc un retour de masse du signal associé à la puissance est très bien.

Vous ne mentionnez pas s'il y a d'autres circuits / câbles d'agresseurs potentiels autour. cela peut changer ce schéma.

Pour vérification, lire le livre d'Henry Ott sur ce sujet "Techniques de réduction du bruit dans les systèmes électroniques"

J'ai eu des problèmes avec un arrangement similaire où le circuit du régulateur RH 3V3 avait besoin d'un meilleur découplage pour empêcher les courants en mode de commutation de passer partiellement par des écrans de données qui étaient mis à la terre aux deux extrémités. Je ne dis pas ne pas mettre à la terre aux deux extrémités, faites juste attention au régulateur 3V3 s'il s'agit d'un commutateur. Le problème s'est manifesté par des corruptions de données occasionnelles et je soupçonne que c'était un courant électrique à travers les écrans de données qui s'est couplé aux deux fils de la paire torsadée et a causé des "problèmes" en mode commun au récepteur.