Здравствуйте!

Нужно сделать дифференциальный вход для последующей подачи сигналов на дифференциальный вход АЦП.
Диапазон входных напряжений АЦП от 0 до 5В.
Сама входная цепь работает от 24В.
Прикинул схему, изображена ниже. Какие будут ваши замечания и дополнения?
Просится еще фильтрующий конденсатор между входами АЦП.
Является ли такая схема, действительно, дифференциальной? Мне кажется, что да.
Не хотел бы делать питание входной цепи от +5В, т.к. уровень шумов может быть сравним с этим значением и даже выше.
Резистор R5 - контакт.

Сообщение отредактировал Electronics Engineer - Aug 9 2013, 14:56

Если для опроса кнопки никаких других ресурсов, кроме АЦП, нет, то да, а иначе есть множество куда более простых способов это сделать.

Дать же ответ непосредственно по теме невозможно, потому как в ней ни слова о сигнале. Ну и показанный вход, конечно, ни разу не дифференциальный.

АЦП нужно, т.к. кроме замкнутого и разомкнутого состояния опрашиваемого контакта нужно также детектировать обрыв и короткое замыкание кабеля. Это уже 4 состояния нужно определять. Короткое замыкание кабеля не должно определяться как замыкание контакта, а обрыв - как размыкание. В этом вся суть. Иначе, конечно, использовал бы обычный цифровой вход.
Длина кабеля может достигать нескольких десятков метров или больше, поэтому шумов предостаточно. Поэтому нужен диф. вход.
Почему изображенный вход не является дифференциальным?

4 состояния — 4 разных тока цепи, следовательно, достаточно датчика тока в виде резистора и несимметричного входа. Но если кабель, то такой цепи в первую очередь нужна защита, и конденсатор таковой не является.

Может бредятина, а если использовать трансформатор.
На первичку подавать переменное, а на вторичку - кнопку с резюками
Тогда точно дифференциальный сигнал и развязка обеспечены
Единственное межвитковая емкости может пропускать ВЧ наводки
но это можно задавить чем нибудь еще

может как-то так сделать?
кз - полный размах ацп
нажата - 2/3
отжата - 1/3
обрыв - 0

Схему с подобными уровнями используем сейчас. В данный момент с помехами боремся программным путем,
что ведет к задержке определения уровня. Хотелось бы на железном уровне схему сделать более
помехоустойчивой. Поэтому хочу использовать диф. вход. Конечно, программная фильтрация тоже останется
для дополнительной надежности.
На реальных объектах с длинными проводами пики шумов превышают +/-5В. Поэтому single ended вход
уже не справляется. На диф. входе эти синфазные шумы должны существенно скомпенсироваться.

кроме того резисторы по 1кОм тоже не должны влиять на симметрию входов и иметь большую точность..
если хотите подавлять синфазные помехи, делители из резисторов следует подумать как убрать - надо однопроцентные и более резисторы.
источник напряжения 24В хорошо бы как то качественно фильтровать
.так что инструментальный усилитель с большим КОСС напрашивается.
примените инструментальный усилитель (ну или его эквивалент, собранный из 3-х обыкновенных ОУ), а уж после снижения синфазных помех делите на здоровье.
пс - если помехи действительно синфазные и ВЧ, то подумайте о пассивном фильтре синфазных помех.

можно попробовать увеличить ток шлейфа до нескольких милиампер, если это допустимо. И возможно использовать оптопреобразователь на входе mcu.
Для дифференциального входа нужно точно знать что куда откуда наводится, чтобы правильно все это в конечном итоге вычесть.

Правильнее было бы не пытаться сгоряча изобретать велосипед, а провести поиск существующих решений и стандартов. Для этой темы оптимальная строка для поиска - интерфейсы постоянного тока для датчиков перемещения и переключающих устройств (namur).

А что если запитывать петлю постоянным током, а вместо резисторов - 2 стабилитрона (один на 3В - который включен постоянно, и 1 последовательно с кнопкой, на 1,5В). Тогда разомкнутое состояние - 3В, закнутое - 1,5В, КЗ - 0В, обрыв - 5В. Динамическое сопротивление стабилитронов достаточно низкое (при токе скажем 20мА) -наводок меньше.

Интересная идея, но сравнительно большой ток не могу позволить, мах 5-10мА, что тоже достаточно. В таком случае тоже лучше использовать дифференциальный вход?
Питание входной цепи тоже желательно делать от 24В, чем от 5В? Но со стабилитронами могут возникнуть дополнительные неудобства при монтаже, например, неправильная полярность.
Действительно, изобретать велосипед не хочется.

Примерно такой велосипед - current loop уже давно изобрели как раз для повышения помехоустойчивости. Тут возможно много вариантов.

Тогда оставляйте свой вариант. Мне кажется он даже избыточен, хотя Вы не сказали какие у Вас там помехи. Если только ВЧ -то все устраняется конденсаторами, если конечно Вам не нужно мгновенное срабатывание по кнопке...
Для стабилитронов можно оставить все как есть -питание от 24В, только заменить стабилитронами R3-R5.
Да и защиту входа АЦП диодами наверно нужно все-таки дополнить.