Существует две проблемы с перекрестными помехами между проводниками кабеля: емкостная связь и индуктивная связь.
Индуктивная связь происходит потому, что ток, протекающий через провод, создает вокруг него круговое магнитное поле. Это также работает в обратном порядке. Если провод подвергается воздействию изменяющегося кругового магнитного поля вокруг него, будет индуцировано напряжение. Следовательно, если один провод несет переменный ток, а другой провод находится достаточно близко, так что часть результирующего кругового магнитного поля также окружает этот второй провод, то во втором проводе индуцируется напряжение.
Наиболее эффективный способ борьбы с этой проблемой состоит в том, чтобы обеспечить равный и противоположный обратный ток, протекающий так, чтобы магнитные поля двух токов подавлялись. Лучший способ обеспечить это - коаксиальный кабель. За пределами кабеля два равных и противоположных тока отменяются, и чистого магнитного поля нет.
Внутри многожильного кабеля, как вы описали, это обычно делается с помощью витой пары. В любой точке два проводника находятся рядом друг с другом. Достаточно далеко, два течения отменяются, но близко они этого не делают. Другой провод, идущий ближе к одному проводу пары, будет преимущественно принимать сигнал с этого провода. Вот почему провода скручены вместе. Прямой провод рядом с витой парой будет поочередно ближе к одному проводнику, чем к другой витой паре. Каждый индуцирует противоположное напряжение, так как направление тока противоположно в двух проводах витой пары. Тем не менее, они усредняются до нуля по любому целому числу поворотов. В достаточно длинном кабеле они обычно достаточно хорошо усредняются.
Есть еще одна проблема с витой парой. Предположим, у вас есть несколько витых пар в одном кабеле, что, вероятно, относится к описанному вами кабелю. Если изгибы одной пары синхронизированы с изгибами другой пары, то индуцированное напряжение больше не отменяется в долгосрочной перспективе. Вот почему кабели с несколькими витыми парами обычно имеют различный шаг скручивания для каждой пары. Допустим, у одной пары 11 витков / фут, а у других 13 витков / фут. В течение любой ноги индуцированное связанное напряжение снова исчезает. Взгляните на спецификацию кабеля CAT5, и вы увидите, что для каждой из четырёх пар тщательно указаны разные значения шага кручения.
Емкостная связь обусловлена тем, что между каждыми двумя проводниками во вселенной существует некоторая конечная емкость. Для вещей достаточно далеко друг от друга это обычно можно игнорировать. Тем не менее, разные проводники в многожильном кабеле находятся на большом расстоянии друг от друга, так что емкостную связь нельзя игнорировать. Лучшая защита от емкостной связи - экран, но он дорогой, и вы говорите, что у вашего кабеля нет внутренних экранов. Здесь снова помогает витая пара. Между парами все еще будет емкостная связь, но при правильной стратегии скручивания, как описано выше, не будет особой преференциальной связи с одним проводником пары. Другими словами, скручивание приведет к тому, что вся связь будет в общем режиме, а дифференциальный режим в основном отменяется.
Итак, чтобы наконец получить какой-то ответ, убедитесь, что каждый сигнал передается отдельной витой парой, а прямой и обратный ток этого сигнала все переносится этой парой. Затем обработайте любой сигнал как дифференциальный. Поймите, что к каждой паре будет добавлен синфазный шум, и примите соответствующие меры. Во внешнем мире также будет шум, и из-за скручивания этот шум будет отображаться как общий режим для каждой пары. Например, 10 base-T и более поздние Ethernet-сети имеют трансформаторную связь на каждом конце частично по этой причине, а также во избежание контуров заземления.
Все это говорит, я думаю, что токи катушек шагового двигателя через тот же кабель, что и сигналы, просто сумасшедшие. Это вызовет проблемы. Я бы серьезно посмотрел на отправку сигналов управления и питания на шаговые двигатели, но расположил драйверы шаговых двигателей рядом с шаговыми двигателями. Это также позволяет локальному колпачку силового резервуара снова обеспечивать низкий импеданс источника питания после длительной прокладки кабеля. Сопротивление и индуктивность кабеля между шаговым приводом и шаговым двигателем создает дополнительные проблемы.