ישנן מערכות רבות המשתמשות בזוגות שזורים ברכבים, כגון מערכות הזרקה אלקטרוניות, מערכות בידור אודיו ווידאו, מערכות כריות אוויר, רשתות CAN וכו'. זוגות שזורים מחולקים לזוגות שזורים מוגנים ולזוגות שזורים לא מוגנים. לכבל הזוג השזור המוגן יש שכבת מגן מתכתית בין כבל הזוג השזור למעטפת הבידוד החיצונית. שכבת המגן יכולה להפחית קרינה, למנוע דליפת מידע וגם למנוע הפרעות אלקטרומגנטיות חיצוניות. לשימוש בזוגות שזורים מוגנים יש קצב העברה גבוה יותר מזוגות שזורים לא מוגנים דומים.
חוטי זוג שזור מסוככים, רתמות חוטים, משמשים בדרך כלל ישירות עם חוטים מסוככים מוגמרים. עבור זוגות שזורים לא מסוככים, יצרנים בעלי יכולות עיבוד משתמשים בדרך כלל במכונת פיתול לצורך פיתול. במהלך עיבוד או שימוש בחוטים שזורים, שני פרמטרים חשובים הדורשים תשומת לב מיוחדת הם מרחק הפיתול ומרחק ההתפרקות.
| זווית סיבוב
אורך הפיתול של זוג חוטים שזור מתייחס למרחק בין שני שיאי גל או שפל גלים סמוכים באותו מוליך (ניתן לראותו גם כמרחק בין שני חיבורים שזורים באותו כיוון). ראה איור 1. אורך הפיתול = S1 = S2 = S3.
איור 1 פסיעה של החוטים השזורים
אורך השכבה משפיע ישירות על יכולת העברת האות. לאורכי שכבה שונים יש יכולות שונות של מניעת הפרעות עבור אותות באורכי גל שונים. עם זאת, למעט אפיק CAN, תקנים בינלאומיים ומקומיים רלוונטיים אינם קובעים בבירור את אורך הפיתול של זוגות שזורים. דרישות השכבה הפיזית הטכניות של אפיק CAN לרכבי נוסעים GB/T 36048 קובעות שטווח אורך פיתול חוטי CAN הוא 25±5 מ"מ (33-50 פיתולים/מטר), דבר התואם את דרישות אורך פיתול ה-CAN בתקן SAE J2284 CAN במהירות גבוהה 250kbps עבור כלי רכב.
באופן כללי, לכל יצרנית רכב יש סטנדרטים משלה לקביעת מרחק הפיתול, או שהיא פועלת לפי הדרישות של כל תת-מערכת למרחק הפיתול של חוטים מפותלים. לדוגמה, Foton Motor משתמשת באורך כננת של 15-20 מ"מ; חלק מיצרני הציוד המקורי האירופיים ממליצים לבחור את אורך הכננת בהתאם לתקנים הבאים:
1. אפיק CAN 20±2 מ"מ
2. כבל אות, כבל שמע 25±3 מ"מ
3. קו הנעה 40±4 מ"מ
באופן כללי, ככל שגובה הפיתול קטן יותר, כך יכולת ההתנגדות של השדה המגנטי טובה יותר, אך יש לקחת בחשבון את קוטר החוט ואת טווח הכיפוף של חומר המעטפת החיצוני, ויש לקבוע את מרחק הפיתול המתאים ביותר על סמך מרחק השידור ואורך הגל של האות. כאשר מונחים מספר זוגות מפותלים יחד, עדיף להשתמש בזוגות מפותלים באורכי הנחתה שונים עבור קווי אות שונים כדי להפחית את ההפרעות הנגרמות מהשראות הדדית. ניתן לראות את הנזק לבידוד החוט הנגרם מאורך פיתול הדוק מדי באיור שלהלן:
איור 2 עיוות או סדקים של חוט הנגרמים ממרחק פיתול הדוק מדי
בנוסף, יש לשמור על אורך הפיתול של זוגות שזורים אחיד. שגיאת גובה הפיתול של זוג שזור תשפיע ישירות על רמת מניעת ההפרעות שלו, והאקראיות של שגיאת גובה הפיתול תגרום לחוסר ודאות בחיזוי צירוף הדברים של הזוג השזור. פרמטרים של ציוד ייצור זוג שזור המהירות הזוויתית של הציר המסתובב היא גורם מפתח המשפיע על גודל הצימוד האינדוקטיבי של הזוג השזור. יש לקחת זאת בחשבון במהלך תהליך ייצור הזוג השזור כדי להבטיח את יכולת מניעת ההפרעות של הזוג השזור.
| מרחק פרימה
מרחק ההתפרקות מתייחס לגודל החלק הלא מפותל של מוליכי הקצה המפותלים, שיש לפצל בעת התקנה במעטפת. ראה איור 3.
איור 3 מרחק פריקה L
מרחק ההתפרקות אינו מצוין בתקנים בינלאומיים. תקן התעשייה המקומי QC/T29106-2014 "תנאים טכניים לרתמות חיווט לרכב" קובע כי מרחק ההתפרקות לא יעלה על 80 מ"מ. ראה איור 4. התקן האמריקאי SAE 1939 קובע כי זוג קווי CAN שזור לא יעלה על 50 מ"מ בגודל לא שזור. לכן, תקנות התקן המקומיות בתעשייה אינן חלות על קווי CAN מכיוון שהם גדולים יותר בגודלם. כיום, חברות רכב שונות או יצרני רתמות חיווט מגבילים את מרחק ההתפרקות של קווי CAN במהירות גבוהה ל-50 מ"מ או 40 מ"מ כדי להבטיח את יציבות אות ה-CAN. לדוגמה, אפיק ה-CAN של דלפי דורש מרחק התפרקות של פחות מ-40 מ"מ.
איור 4 מרחק פריקה שצוין ב-QC/T 29106
בנוסף, במהלך תהליך עיבוד צמת החוטים, על מנת למנוע מהחוטים המפותלים להתרופף ולגרום למרחק פרימה גדול יותר, יש לכסות את האזורים הלא מפותלים של החוטים המפותלים בדבק. התקן האמריקאי SAE 1939 קובע כי על מנת לשמור על המצב המפותל של המוליכים, יש להתקין צינורות מתכווצים בחום באזור הלא מפותל. תקן התעשייה המקומי QC/T 29106 קובע שימוש באריזת סרט.
| סיכום
כנושא העברת אותות, כבלי זוג שזור צריכים להבטיח את הדיוק והיציבות של העברת האות, ועליהם להיות בעלי יכולות טובות נגד הפרעות. גודל פסיעה של הפיתול, אחידות פסיעה של הפיתול ומרחק ההתפרקות של החוט המפותל משפיעים באופן משמעותי על יכולתו נגד הפרעות, ולכן יש לשים לב אליהם במהלך תהליך התכנון והעיבוד.
זמן פרסום: 19 במרץ 2024