串擾的定義：

指當信號在電氣線路上傳播時，因電場耦合、磁場耦合、電阻耦合導致對相鄰的線路產(chǎn)生的不期望的噪聲干擾。

串擾分析

電場耦合

由于兩個線路之間的等效電容導致的耦合，也叫capacitive coupling(容性耦合）。當源電路的阻抗很高時，產(chǎn)生電場耦合比較常見。

電場耦合特點：

1.源阻抗特別高(無電流）時起作用

2.在特定條件（弱耦合）下串擾與信號頻率有近似正比的關系

3.增加距離可減小串擾

磁場耦合

當線路中電流發(fā)生變化時由于電磁感應導致相鄰線路中產(chǎn)生電壓或電流。

當左邊導體內(nèi)電流變化，會在其周圍產(chǎn)生變化磁場；右邊的導體切割磁力線，會產(chǎn)生感應電壓。

磁場耦合特點：

1.源阻抗比較低（存在電流）時起作用

2.在特定條件（弱耦合、電阻性負載）下與信號頻率存在正比關系

3.減小互感系數(shù)（增加距離）可減小串擾

4.減小自感系數(shù)（減小電流回路截面積）可減小串擾

電流回路

電流回路分析準則：

準則一： 電流最終回到電源，構成閉合回路

準則二： 電流總是沿著阻抗（不是電阻?。┳钚〉穆窂?

電路直流分析原則：

電阻的阻抗等于其直流電阻

電容的阻抗等于無窮大

電感的阻抗等于0

電路交流分析原則：

電阻的阻抗等于其直流電阻

電容的阻抗與信號頻率相關（頻率越高，阻抗越小）

電感的阻抗與信號頻率相關（頻率越高，阻抗越大）

交流分析示例

(圖片來源:http://www.learnemc.com/tutorials/Current_Paths/Current_Paths.html)

信號源發(fā)出頻率可變的電壓信號，經(jīng)過彎曲的屏蔽電纜接到負載（電阻）；電纜兩端的屏蔽層連接在導電銅皮上。

信號頻率較低與信號頻率較高時的回流路徑區(qū)別很大；信號頻率較低時，電流回路構成的環(huán)路面積很大，容易受到外界交變磁場影響產(chǎn)生額外電流。

減小串擾的方法

1.敏感信號（如編碼器、指令脈沖信號）的線路與其回流線要使用雙絞線

2.差分信號（編碼器、指令脈沖信號）一定將發(fā)送端與接收端的參考地連在一起

3.伺服驅(qū)動器/變頻器的動力線（強電）與控制部分（弱電）的線路分開走線，并且保持一定距離

接線圖例

（圖片摘自松下使用說明書A5系列）

注意脈沖信號無論是差分接法還是集電極開路接法，都需要使用雙絞線

（圖片摘自松下使用說明書A5系列）

注意差分輸入信號的發(fā)送端與接收端的參考地必須連接

Solidtech運動卡的差分接線方式圖例：

Solidtech運動卡的單端接線方式圖例：

應用案例

    某客戶使用PCI-9016，1~4軸接大功率松下伺服驅(qū)動器，5~6軸接步進驅(qū)動器。伺服驅(qū)動器上電并使能后，步進電機緩慢轉(zhuǎn)動（控制卡并未發(fā)送控制脈沖）?，F(xiàn)場發(fā)現(xiàn)，步進驅(qū)動器的脈沖信號與其公共端信號分開走線，且相距較遠。后改用雙絞線，問題得到解決。

參考

1. http://en.wikipedia.org/wiki/Crosstalk_(electronics)

2. http://www.learnemc.com/tutorials/Magnetic_Field_Coupling/H-Field_Coupling.html

3. http://en.wikipedia.org/wiki/Inductive_coupling

4. http://www.learnemc.com/tutorials/Electric_Field_Coupling/E-Field_Coupling.html

5. http://en.wikipedia.org/wiki/Capacitive_coupling

6. http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E9%9B%BB%E8%B7%AF%E5%88%86%E6%9E%90