是否需要分开直流电源线和数据线？

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我之前与同事进行了讨论。直流电源不是交流电源，因此直流电源线产生的磁场是恒定的（是吗？）。现在，我知道规则是将电源线和数据线分开，但是我假设是交流电源。稳压直流电源是否遵循相同的规则？

我们在稳定的直流电源电缆（12V和GND）旁边使用CAN总线双绞线。我知道CAN不受噪声影响，但是如果您使用其他数据电缆（例如UART，又称为UART，或以太网），那么DC电源电缆会产生影响吗？如果是这样，为什么？

— Shibalicious
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即使直流电源电缆上的电压恒定，电流也不是恒定的，并且变化的电流会产生变化的磁场。

— Elliot Alderson

还取决于电源线是否为信号参考。如果是这样，将它们拉开只是在构造一个大型环形天线。

— sstobbe

消耗的功率是否小于55W？

— 哈珀-恢复莫妮卡

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关于干扰，除非您的UART也以每秒50位的速度运行，否则AC和DC之间几乎没有区别。AC是正弦的，这是有原因的。

— 德米特里·格里戈里耶夫

我今天读到，一家公司将在爱荷华州至芝加哥之间建造一条高压直流地下电源线，并且将像光纤公司当时一样使用RR。他们说，这条线是直流电，因此不会干扰火车的电子设备。

— Doc Smith，

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答案是“一切都取决于”。

直流负载是多少？如果它是非常嘈杂的感性负载，那么您将在直流线路上产生噪声，并且它可能比您想象的要多得多
数据线上的信令速率是多少？更快的利率更加敏感
[编辑]您获得了哪种行编码？诸如RS-485之类的任何差分都将比诸如RS-232之类的基于电压的事物更强大
您使用什么编码方案？如果您有任何带有错误检测的方案，也许没问题
如果线上有错误怎么办？如果要更新时钟显示，那会产生一点时间偏差，这与将重型机械掉落到工人身上是不同的。

说了这么多，使信号和直流电源相邻是很常见的。我有很多水下遥测技术，在这些遥测技术中，我们使用特制的DC电源和双绞线电缆连接24 VDC和250 Kbit / s RS-485。在另一个嘈杂的环境中，我们使用9600 bit / sec。根据评论者的说法，以太网供电当然是同一条电缆中高速，长距离，高功率DC和数据的最佳示例之一。（与USB或PCB上的总线相比，高而长。100米，12瓦。）

简而言之：这是完全可行的，但要注意。

— 乔纳森乔
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很好的答案，谢谢！

— Shibalicious

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补充一下，“ CAN”和“ 12V”表示汽车环境。在发动机附近，您会很容易看到起动马达，交流发电机，动力转向和冷却风扇。但是，即使在人体电子设备周围，您的12V电缆也可能正在运转空调鼓风机风扇，空调压缩机，刮水器，清洗喷嘴，窗户，座椅马达，后视镜马达，燃油泵。所有这些都是很大的感性负载。

— 格雷厄姆

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但是... OP还询问有关以太网和串行的信息。以太网（以最常见的CAT5形式）使用双绞线电缆，因此将以与CAN相同的方式保护其免受噪声的影响。串行电缆（RS-232）往往不是双绞线。但是，RS-232使用相对较高的线路电平，这使得串行通信具有一定的鲁棒性。但是，RS-232 在高噪声环境中将遭受数据损坏的原因，这就是为什么在恶劣环境中进行长距离传输时，首选其他串行协议（例如CAN）的原因。

— 格雷厄姆

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@Graham：说到以太网，我至少在没有提及PoE的情况下觉得这个答案是不完整的。

— Ilmari Karonen

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直流电源上汲取的电流通常不是恒定的。电流变化会导致磁场变化。

因此，可能有必要将电源和数据分开，而不必这样做。在USB或PoE中，电源和数据不是分开的。在SATA中。

因此，您可能需要进行测量并分开电缆或在电源和数据之间获得更好的屏蔽。

— 基督教
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老实说，AC vs DC并不是很重要。

将电源与数据线分开有两个原因。

首先是安全。高于50V的电压可能会造成电击危险。几安培的电流可能会引起火灾。因此，电气法规通常要求在电源和通信电路之间进行一定的隔离，或者采取额外的措施（例如接地的金属屏障或电源和通信线路上的电源额定绝缘），究竟允许和不允许的使用取决于实际情况。关于您正在遵循的标准）。

第二是干扰。正如您所说的，恒定的DC不会耦合到您的通信线路中。如果您为数据线准备了一条半体的双绞线，那么50Hz也不大可能成为问题。真正的问题是瞬态和干扰常常最终叠加在电源线上。这有多严重将在很大程度上取决于您的电源和负载的特性。

— 彼得·格林
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对于12V CAN总线，通常没有充分的理由将数据线与设备自身的电源线分开。

任何经过认证的CAN设备都必须通过耦合瞬变噪声（ISO 7637或类似规范）的抗扰性测试，该瞬变噪声规定了非常苛刻的条件，例如反复的高频干扰（例如，负载下的继电器电弧）。可以说这比您自己设备的电源线的噪声要严重得多，因此，如果您设法证明自己的设备可用于汽车，则它具有足够的抗扰性，因此附近的自己的12V电源线不会有问题。

UART在使用CAN的环境中可能无法工作。

— 德米特里·格里戈里耶夫（Dmitry Grigoryev）
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将交流电源与通讯分开的原因是电气规范。

代码中的原因是电源线有损坏的危险，并且交流电缆上的交流配电电压（100-277V）短路，可能在最不希望发生的地方产生电弧/火灾和电击危险。

《守则》有一个例外。如果通信电路从茎到尾一直到头到尾一直与市电（Class 1）布线标准绝缘，包括使用点的设备，那么，是的，市电绝缘的通信线路可以与市电混合。一些例子：

3路智能开关，将旧的Messenger线重新用作通讯线。
带有RR7闭锁继电器的办公室照明设备，它们向所有开关位置发送24V电压，然后瞬时接触以将24V电压发送回继电器。该接线通常在额定干线的导管中进行。
SCADA控制设备之间的以太网布线，其中所有设备都容纳在用于封闭电源布线的机柜中。所有这些设备都具有使以太网卡承受277V冲击的能力。

您无法做的是用电源线在导管中铺设以太网电缆，然后使LV / comms电路通过以太网盖板，通用电缆退出电源线，然后插入PC。那“退出”是你做不到的。

— 哈珀-恢复莫妮卡
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您有责任进行本地电荷存储，并进行阻尼以防止振铃。

这样可以将高频电流波动降至最低。

让我们举一个例子：高频电源接线废料（在100MHz Fring处为0.1安培峰值，因此dI / dT为0.1amp * d / dt（100MHz）== 6300万安培/秒为了简化数学运算，请假定功率为RETURN线是有些距离，所以我们假设一个单电源线，与irksomely快速振铃。

假设受害者是1米长的数据线，并且data_return距离1mm，并且不是双绞线。

假设电源线和数据线之间的距离为1mm。

Vinduce = [MU0 * MUr *面积/（2 * pi *距离）] * dI / dT

对于MU0 = 4 * pi * e-7，MUr = 1（空气，铜，铝，FR-4），

Vinduce = 2e-7 *面积/距离* dI / dT [我们忽略了较弱的natural_log系数]

然后我们插入数字

Vinduce = 2e-7 * 1米* 1mm / 1mm * 6300万安培/秒

Vinduce = 2e-7 * 1 * 0.63e + 7 = 1.26伏干扰

解决方案：使用双绞线，具有不同的匝数/英寸热功率和数据信号

那么，如果只有一捆电线是唯一的选择，该怎么办？使用“本地电池”。

原理图

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

— 模拟系统
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