CST2023線纜仿真案例(一):串擾仿真
作者 | Wang Jieyu
本期介紹串擾仿真案例,近端串擾與遠端串擾的定義,如下圖所示。
1、【3D仿真模型】
模型如下圖,兩條cable,其中一條作為發(fā)射,另一條作為接收。在本案例中,發(fā)射cable為單芯線纜(single wire),接收cable為同軸線(coaxial cable)。另外,創(chuàng)建一個金屬參考平面,材料設置為銅,并在cable兩端添加cable port(CST 2023版本新功能);
此外,本案例中為同軸線的屏蔽層創(chuàng)建了兩種不同編織密度,其中Strands in one carrier分別為4和7,其他參數(shù)相同,如下圖所示。通過仿真對比不同屏蔽層之間抗擾能力的差異。
2、【電路仿真模型】
根據(jù)近端串擾與遠端串擾的定義,在schematic界面創(chuàng)建電路模型。在本案例中接收cable的屏蔽層分別采取以下三種連接方式(1)雙端接地;(2)雙端不接地;(3)雙端串聯(lián)0.1Ω電阻后接地(模擬接地阻抗);如下圖所示。
(2)同軸cable屏蔽層雙端不接地
(3)同軸cable屏蔽層雙端串聯(lián)0.1Ω電阻后接地(模擬接地阻抗)
3、【仿真結(jié)果分析】
3.1 屏蔽層三種不同接地形式下的串擾對比
如下圖為仿真結(jié)果對比。
近端串擾仿真結(jié)果對比
遠端串擾仿真結(jié)果對比
【結(jié)論】
在<10kHz的情況下,屏蔽層是否接地良好,對串擾結(jié)果基本沒有影響。
在>10kHz的情況下,屏蔽層是否接地良好,對串擾結(jié)果影響較大。
3.2 不同編織密度屏蔽層的串擾對比(Strands in one carrier=4或7)——理想接地
遠端串擾仿真結(jié)果對比
近端串擾仿真結(jié)果對比
【結(jié)論】
在<10kHz的情況下,屏蔽層的編織密度對串擾結(jié)果基本沒有影響
在>10kHz的情況下,編織稀疏的屏蔽層(Strands in one carrier=4)的抗干擾能力明顯更差
3.3 不同編織密度屏蔽層的串擾對比(Strands in one carrier=4或7)——0.1Ω接地電阻
如下圖為仿真結(jié)果對比。
遠端串擾仿真結(jié)果對比
近端串擾仿真結(jié)果對比
【結(jié)論】
接地電阻為0.1Ω的情況下,無論哪種屏蔽層,串擾結(jié)果整體都較差。
在相同的接地方式下,不同的兩種屏蔽層,低頻屏蔽效果基本相同,但隨著頻率的不斷升高,屏蔽效果的差異會逐漸明顯。
4、【案例總結(jié)】
cable studio能夠方便地創(chuàng)建cable模型,并提供了多種屏蔽層類型
cable studio能夠方便地添加端口,實現(xiàn)場路協(xié)同仿真。
針對本案例,同軸線屏蔽層是否能夠良好接地,對串擾影響較大;屏蔽層編織密度的影響主要集中在相對高頻頻段。