 1 背景 1.1 为什么我们需要讨论电缆屏蔽？ 传统总线系统 LIN、CAN、CAN-FD 和 FlexRay 使用非屏蔽电缆运行； 速度等级越高，电压幅值越小， - 对噪音更敏感， - 更多串扰和噪声耦合效应； 以太网和高速 SerDes 通信具有高达 GHz 的功率谱覆盖范围，这对车载无线电系统有潜在影响。   1.2 使用屏蔽电缆被视为一种解决方案 如今，屏蔽电缆已经在汽车中用于特定应用：例如，侧重于模拟数据应用的无线电天线； 如今，屏蔽电缆也用于无线电天线附近的数据通信。A/FM：振幅/频率调制 DAB：数字模拟广播 DVB：数字视频广播 PSD：功率谱 LIN：本地互联网络 CAN：控制器局域网 CAN-FD：灵活的数据速率 CAN 1.3 我们打算通过使用屏蔽电缆来实现什么？ 通过使用屏蔽电缆，目的是通过以下目标防止现有噪声源进入敏感子系统： 1. 减少电场引起的电容耦合干扰; 2. 通过低阻抗路径消除共模干扰; 3. 用屏蔽消除感应耦合磁场辐射, - 对于 STP 电缆，这是通过绞合信号导体对实现的, - 然而，对于单芯电缆，如果屏蔽层上的电流与信号导体上的电流相等且相反，则可以消除这些辐射 4. 获得额外的 EMC 裕度è适当的回路面积减少和适当的屏蔽终端耦合衰减（不平衡和屏蔽衰减）  未直接连接使用屏蔽电缆的期望是： - 防止和消除耦合磁场噪声源。这与屏蔽接地回路面积以及如何实现屏蔽接地端接密切相关。因此，通过减少回路面积和适当的屏蔽端接，可以实现电缆屏蔽对磁场噪声源的有效性。 2 新旧系统的实现 2.1 过去的数字音频广播（DAB）频率 传统总线系统（如 LIN、CAN、CAN-FD、FlexRay）仅使用低于临界频率的频率，如调频（FM）或 DAB 频段 − 在过去，振幅调制（AM）频带对于 EMC 挑战更为关键 现代数字系统伴随着新的挑战: - 例如 DAB，它需要高质量的无线电接收; - 为了有效地使用 DAB，无线电天线设计师提高了相应天线的灵敏度；  巴伐利亚州农村地区的功率谱，DAB 比 FM 电台低 15dB 2.2 过去，DAB 频率不受影响 下图显示了近距离操作 DAB 测试接收器对 1000BASE-T1UTP 数据链路的影响：  DAB 容易受到 1000BASE-T1 数据流量的干扰  宝马改变了 1000BASE-T1 场景从 UTP 到 STP 2.3 多端口连接器–过去与现在 过去一代多端口连接器  现在一代多端口连接器   10MHz 以下几乎没有串扰效应； 经典总线系统从 10 到 100MHz 每十倍增加 10dB 没有问题； 对 100BASE-T1 的影响很小，100MHz 以上每十倍增加 15dB； 1000BASE-T1 和串行解串影响。 2.4 之前：线对对称性用于 EMI 预防 大多数 EMC 问题都是通过使用双绞线和差分对电缆来解决的， - 为了部分满足高速信号传输要求，需要定义电缆拓扑。  2.4.1 100BASE-T1： 由于功率谱密度（PSD）高于 AM 波段，低于 FM 波段，因此这种方法效果良好。 它还将线对对称性的影响作为 EMI 预防的主要方法  2.4.2 1000BASE-T1： 对电缆、连接器和共模扼流圈的对称方法进行了约束：串扰得到了一个新的主要限制参数。 Nyquist 频率为 375MHz  3 电缆屏蔽的挑战 3.1 预计将采用哪些电缆屏蔽-接地噪声耦合机制？ ECU 内部产生的噪音  直接噪声源对地耦合   通过接地分布的噪声耦合  3.2 电缆屏蔽层上的感应噪声耦合示例 3.2.1 沿信道噪声从源耦合到屏蔽  3.2.2 测试设置   噪声耦合插入损耗  至~25MHz 的范围噪声耦合增加； 然后它会保持在一定的基准水平，但会产生共振 共振随电缆长度及其接地线连接长度而变化；作为噪声源的二阶 附加的接地端子会改变共振 3.3 屏蔽电缆是否能防止接地谐振？ 3.3.1 EMC 测试设置  测试结果的初步评估——未观察到任何异常 然后，观察到光学接口 EMI 噪声高于 kHz 范围内的限值 ECU 内的 DC/DC 转换器通过添加沿光学接口接地线的电阻器内部 ECU 噪声应保持较低 预先检查接地系统的谐振/阻抗行为 电缆屏蔽既不能防止也不能消除接地谐振  4 防止屏蔽干扰的方法 4.1 确定系统地面概念定义的优先级 为了及早防止电缆屏蔽干扰，必须在初始系统设计阶段定义特定的系统接地配置 4.1.1 通用完整系统地面方案 − 根据信号类型、频率和电压水平定义接地。  4.1.2 在子系统内定义接地方案  4.1.3 系统与子系统地面实施之间必须存在相关性 4.2 电缆屏蔽终端和接地回路的关键注意事项 交流耦合电容器应该用在屏蔽的第二端 - 这有助于在高频时保持屏蔽连接，并减少屏蔽接地回路面积，以达到在低频时所需的断开接地回路“传输回路”范围有助于最小化磁场 - ECU-ECU 和回路内的显示强度以及感应噪声电流连接需要进行自适应 屏蔽接地低阻抗路径这对最大限度地提高效率至关重要  单端口连接器端接（例如在串行器处） 多端口连接器终端（例如反序列化器） 现场接地环路动作接收或传输单极天线——传导和辐射微耦合 将屏蔽接地回路面积减少到设计的“传输回路”范围内，有助于最大限度地降低电磁感应强度，从而减少产生的噪声  5 结论 能够使用屏蔽电缆对于当前和未来的高数据速率通信系统至关重要。 然而，至关重要的是，必须采用正确且计划周密的系统实施方法。首先，预先定义整个系统接地配置，并在此基础上定义相应的一般屏蔽接地方法。 途径：
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