Apa yang harus saya ketahui tentang gangguan antar kabel pada kabel multi-konduktor?

Saya ingin menggunakan kabel multi-konduktor untuk beberapa rangkaian yang berbeda. Apa yang perlu saya ketahui tentang gangguan antar sirkuit dalam kabel multi-konduktor?

Beberapa kabel akan membawa pasokan kumparan motor stepper dan kembali. Saya curiga ini akan mengeluarkan banyak EMF karena arusnya besar dan cepat berubah, dan mungkin harus dilindungi.

Kabel lain akan membawa pasokan, pengembalian, dan keluaran saklar optik. Sirkuit ini mungkin toleran terhadap kebisingan dan tidak menghasilkan banyak dari itu.

Kabel lain dapat membawa data digital berkecepatan tinggi. Sirkuit ini mungkin rentan terhadap kebisingan dan mungkin membuat beberapa juga.

Bisakah saya menjalankan ini semua dalam kabel yang sama? Apa lagi yang perlu saya pertimbangkan?

EDIT: Mari kita asumsikan saya sedang berbicara tentang menggunakan kabel yang memiliki perisai tunggal di sekitar semua kabel, bukan bundel yang dilindungi secara individual dari beberapa kabel.

Ada dua masalah dengan crosstalk antara konduktor kabel: kopling kapasitif dan kopling induktif.

Kopling induktif terjadi karena arus yang mengalir melalui kawat menciptakan medan magnet melingkar di sekitar kawat itu. Ini juga bekerja secara terbalik. Jika kawat mengalami perubahan medan magnet melingkar di sekitarnya, tegangan akan diinduksi. Oleh karena itu, jika satu kawat membawa arus yang berubah dan kabel lainnya cukup dekat sehingga bagian dari medan magnet melingkar yang dihasilkan juga mengelilingi kawat kedua ini, maka tegangan diinduksi pada kawat kedua.

Cara paling efektif untuk mengatasi masalah ini adalah memastikan arus balik yang sama dan berlawanan sehingga medan magnet dari dua arus batal. Cara terbaik untuk memastikan ini adalah kabel koaksial. Di luar kabel, dua arus yang sama dan berlawanan membatalkan dan tidak ada medan magnet bersih.

Di dalam kabel multi-kawat seperti yang Anda gambarkan, ini biasanya dilakukan dengan twisted pair. Pada satu titik, kedua konduktor bersebelahan. Cukup jauh kedua arus membatalkan, tetapi dari dekat mereka tidak. Kawat lain yang berjalan lebih dekat ke satu kawat pasangan akan secara istimewa mengambil sinyal dari kawat itu. Inilah sebabnya mengapa kawat dipelintir menjadi satu. Kawat lurus di sebelah pasangan yang dipilin akan bergantian menjadi lebih dekat satu konduktor daripada yang lainnya dari pasangan yang dipilin. Masing-masing menginduksi tegangan yang berlawanan karena arah arus berlawanan pada dua kabel dari pasangan bengkok. Namun, rata-rata ini nol ke atas jumlah lintir. Dalam kabel yang cukup panjang, mereka biasanya rata-rata cukup baik.

Ada masalah lain dengan twisted pair. Misalkan Anda memiliki beberapa pasangan bengkok di kabel yang sama, yang mungkin terjadi pada kabel yang Anda jelaskan. Jika belitan satu pasangan selaras dengan belitan pasangan lainnya, maka tegangan yang diinduksi tidak lagi batal dalam jangka panjang. Inilah sebabnya mengapa kabel dengan beberapa pasangan bengkok biasanya memiliki pitch twist yang berbeda untuk setiap pasangan. Katakanlah satu pasang memiliki 11 tikungan / kaki dan 13 tikungan / kaki lainnya. Lebih dari satu kaki tegangan yang diinduksi terlepas kembali. Lihatlah spec kabel CAT5 dan Anda akan melihat pitch twist yang berbeda untuk masing-masing dari empat pasangan ditentukan dengan cermat.

Kopling kapasitif adalah karena ada beberapa kapasitansi terbatas antara setiap dua konduktor di alam semesta. Untuk hal-hal yang terpisah cukup jauh ini biasanya dapat diabaikan. Namun, berbagai konduktor dalam kabel multi-konduktor saling berhadapan untuk jarak jauh sehingga kopling kapasitif tidak dapat diabaikan. Pertahanan terbaik terhadap kopling kapasitif adalah perisai, tetapi itu mahal dan Anda mengatakan kabel Anda tidak memiliki perisai internal. Twisted pair lagi membantu di sini. Masih akan ada kopling kapasitif antara pasangan, tetapi dengan strategi memutar yang tepat seperti dijelaskan di atas tidak akan ada banyak kopling preferensial untuk satu konduktor pasangan. Dengan kata lain, memutar akan menyebabkan semua kopling menjadi mode umum dengan mode diferensial sebagian besar dibatalkan.

Jadi untuk akhirnya mendapatkan semacam jawaban, pastikan setiap sinyal dilakukan oleh pasangan bengkok terpisah dengan maju dan arus balik dari semua sinyal yang dibawa oleh pasangan itu. Kemudian perlakukan sinyal apa pun sebagai diferensial. Sadarilah akan ada noise mode umum yang ditambahkan ke setiap pasangan dan atasi sesuai dengannya. Dunia eksternal juga akan memiliki noise, dan karena memutar, noise ini akan muncul sebagai mode umum pada setiap pasangan. 10 base-T dan ethernet yang lebih baru, misalnya, adalah trafo yang dipasangkan pada setiap ujungnya sebagian karena alasan ini dan juga untuk menghindari ground loop.

Semua yang mengatakan, saya pikir menjalankan arus motor coil melalui kabel yang sama seperti sinyal hanya mur. Ini akan menyebabkan masalah. Saya akan serius melihat mengirim sinyal kontrol dan daya untuk stepper, tetapi menempatkan driver stepper dekat dengan motor stepper. Itu juga memungkinkan untuk tutup reservoir daya lokal untuk membuat pasokan impedansi rendah lagi setelah kabel lama berjalan. Memiliki hambatan dan induktansi kabel antara driver stepper dan motor stepper meminta lebih banyak masalah.