реклама на сайте
подробности

 
 
2 страниц V  < 1 2  
Reply to this topicStart new topic
> Усилитель заряда для акселерометра
Tolyaha
сообщение Sep 11 2013, 06:03
Сообщение #16


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 116
Регистрация: 2-03-07
Из: Украина
Пользователь №: 25 826



Цитата(BaN @ Sep 11 2013, 01:32) *
Насколько я понял, в данном случае помеха 50 Гц возникает из-за контура заземления:
Если датчик не изолирован от земли, то можно сделать гальваничевкую развязку вашего усилителя от оборудования к которому он подключается, и разные потенциалы двух точек земли уже не будут связаны через усилитель - помеха подавится этак более 100 dB, при грамотной развязке.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tarbal
сообщение Sep 11 2013, 12:09
Сообщение #17


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 351
Регистрация: 21-05-10
Пользователь №: 57 439



Цитата(BaN @ Sep 11 2013, 02:32) *
Насколько я понял, в данном случае помеха 50 Гц возникает из-за контура заземления:


Спасибо понятно.

Цитата(Tolyaha @ Sep 11 2013, 10:03) *
Если датчик не изолирован от земли, то можно сделать гальваничевкую развязку вашего усилителя от оборудования к которому он подключается, и разные потенциалы двух точек земли уже не будут связаны через усилитель - помеха подавится этак более 100 dB, при грамотной развязке.


Или использовать симметричный выход. Но кабель возможо понадобится другой.

Или другой вариант. На приемном конце входные цепи развязать по земле с остальной частью схемы и передавать сигнал от входвых цепей к остальной части схемы в симметричном виде.

Сообщение отредактировал Tarbal - Sep 11 2013, 12:17
Go to the top of the page
 
+Quote Post
BaN
сообщение Sep 11 2013, 14:57
Сообщение #18


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 144
Регистрация: 28-08-07
Пользователь №: 30 111



Цитата(Tolyaha @ Sep 11 2013, 13:03) *
Если датчик не изолирован от земли, то можно сделать гальваничевкую развязку вашего усилителя от оборудования к которому он подключается, и разные потенциалы двух точек земли уже не будут связаны через усилитель - помеха подавится этак более 100 dB, при грамотной развязке.

Суть устройства - оцифровать аналоговый сигнал от акселерометра и отправить данные на компьютер.
Если делать гальваническую развязку, то можно гальванически развязать питание аналоговой части и АЦП от цифровой части, которая будет без развязки подключена к USB ПК и поставить опторазвязку для цифровых линий между АЦП и микроконтроллером.
Почитаю по поводу гальванической развязки, пока что не полностью понимаю, как поможет гальваническая развязка.
Цитата(Tarbal @ Sep 11 2013, 19:09) *
Или использовать симметричный выход. Но кабель возможо понадобится другой.

Из акселерометра с несимметричным выходом не получится сделать акселерометр с симметричным выходом.
Прикрепленное изображение

Цитата(Tarbal @ Sep 11 2013, 19:09) *
Или другой вариант. На приемном конце входные цепи развязать по земле с остальной частью схемы и передавать сигнал от входвых цепей к остальной части схемы в симметричном виде.

Как здесь?
Прикрепленное изображение

Но выходной сигнал акселерометра не нарпряжение, а заряд и на входе обязательно нужен усилитель заряда.

Сообщение отредактировал BaN - Sep 11 2013, 15:05
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tarbal
сообщение Sep 11 2013, 16:17
Сообщение #19


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 351
Регистрация: 21-05-10
Пользователь №: 57 439



Цитата(BaN @ Sep 11 2013, 18:57) *
Но выходной сигнал акселерометра не нарпряжение, а заряд и на входе обязательно нужен усилитель заряда.


Я имел ввиду после операционного усилителя, когда сигнал превратился в напряжение.

Но это будет усложнением схемы и без особой необходимости не стоит этого делать.




Как сделать из однополярного сигнала симметричный:
на одном операционнике делается повторитель, а на другом инвертор. оба подключены к сигналу, а между выходами операционников будет симметричный сигнал правда усиленый в два раза, но это исправимо.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
BaN
сообщение Sep 11 2013, 18:33
Сообщение #20


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 144
Регистрация: 28-08-07
Пользователь №: 30 111



Цитата(Tarbal @ Sep 11 2013, 23:17) *
Я имел ввиду после операционного усилителя, когда сигнал превратился в напряжение.
Но это будет усложнением схемы и без особой необходимости не стоит этого делать.
Как сделать из однополярного сигнала симметричный:
на одном операционнике делается повторитель, а на другом инвертор. оба подключены к сигналу, а между выходами операционников будет симметричный сигнал правда усиленый в два раза, но это исправимо.

С преобразованием сигнала из несимметричного к симметричному понятно, вопрос в том, как развязать входные цепи по земле с остальной частью схемы, чтобы исключить помеху:
Цитата
На приемном конце входные цепи развязать по земле с остальной частью схемы и передавать сигнал от входвых цепей к остальной части схемы в симметричном виде.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tarbal
сообщение Sep 11 2013, 21:42
Сообщение #21


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 351
Регистрация: 21-05-10
Пользователь №: 57 439



Цитата(BaN @ Sep 11 2013, 22:33) *
С преобразованием сигнала из несимметричного к симметричному понятно, вопрос в том, как развязать входные цепи по земле с остальной частью схемы, чтобы исключить помеху:



Первый вариант. Преобразовать сигнал в симметричный (при этом его можно усилить, что улучшит помехозащищенность) и передавать по кабелю. Передавать по кабелю землю при этом не обязательно, хотя можно, тогда кабель будет трехжильный или две жилы и экран.


Второй вариант на приемном конце землю кабеля соединить с землей входной цепи, которая преобразует сигнал в симметричный. Важно, чтобы земля кабеля и земля выходных цепей не были соединены между собой (или соединить их через резистор без конденсатора параллельно резистору). Симметричный сигнал передать в выходные цепи, а там можно преобразовать назад в сигнал относительно земли.
Цель в обоих случаях передавать сигнал между звенящими землями по паре. В паре сигнал представлен двумя проводами, а не является сигналом относительно земли, поэтому звон по земле не будет добавлен к сигналу.

Сообщение отредактировал Tarbal - Sep 11 2013, 22:00
Go to the top of the page
 
+Quote Post
BaN
сообщение Sep 12 2013, 05:09
Сообщение #22


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 144
Регистрация: 28-08-07
Пользователь №: 30 111



Цитата(Tarbal @ Sep 12 2013, 04:42) *
Первый вариант. Преобразовать сигнал в симметричный (при этом его можно усилить, что улучшит помехозащищенность) и передавать по кабелю. Передавать по кабелю землю при этом не обязательно, хотя можно, тогда кабель будет трехжильный или две жилы и экран.

В данном случае сделать не получится из-за конструктивных особенностей датчика.
Цитата(Tarbal @ Sep 12 2013, 04:42) *
Второй вариант на приемном конце землю кабеля соединить с землей входной цепи, которая преобразует сигнал в симметричный. Важно, чтобы земля кабеля и земля выходных цепей не были соединены между собой (или соединить их через резистор без конденсатора параллельно резистору). Симметричный сигнал передать в выходные цепи, а там можно преобразовать назад в сигнал относительно земли.
Цель в обоих случаях передавать сигнал между звенящими землями по паре. В паре сигнал представлен двумя проводами, а не является сигналом относительно земли, поэтому звон по земле не будет добавлен к сигналу.

По сути получается вот это:
Цитата(BaN @ Sep 8 2013, 17:48) *
Или подразумевалось сделать вот так?
Прикрепленное изображение


UPD:
Проверил схему:
Прикрепленное изображение

Получилось подавление помехи на 44,5дБ.


Сообщение отредактировал BaN - Sep 12 2013, 05:12
Go to the top of the page
 
+Quote Post
BaN
сообщение Sep 12 2013, 11:10
Сообщение #23


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 144
Регистрация: 28-08-07
Пользователь №: 30 111



Цитата(BaN @ Sep 10 2013, 21:32) *
Спасибо за замечание. Попробую для начала уменьшить паразитную емкость, вырезав слой земли под инвертирующим входом.

Ничего не дало.
Тогда остается только добавление еще ОУ для подстройки задержки сигнала и усиления сигнала.
Прикрепленное изображение


Сообщение отредактировал BaN - Sep 12 2013, 11:11
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tarbal
сообщение Sep 12 2013, 11:44
Сообщение #24


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 351
Регистрация: 21-05-10
Пользователь №: 57 439



Цитата(BaN @ Sep 12 2013, 09:09) *
В данном случае сделать не получится из-за конструктивных особенностей датчика.

По сути получается вот это:



Только дошло. Так у вас датчик находится на другом конце кабеля!
Если вы не найдете способа разместить пару операционников на стороне датчика, то есть только один способ извежать наводку -- изоляция датчика и кабеля от земли прибора.

Я имел ввиду, что если Х1 и Х3 находятся на стороне датчика, что я бы сделал (во всяком случае мне это сразу пришло в голову), то добавление еше двух операционных усилителей решило бы проблему.

Хотя второй способ, предложеный мной работает тоже. Делаем две земли одна та, что была использована в схеме, а другая особая. Назовем ее входной землей. Операционники Х1, Х3 и два, которые производят дифференциальный сигнал с выхода Х3 используют входную землю. Входная земля соединена с землей устройства, где расположен датчик через кабель, а с реальой землей измерительного устройства через резистор (дроссель). Сопротивление кабеля и сопротивление этого резистора образуют делитель, ослабляющий 50герцовый паразитный сигнал. Если сделать отдельный источник питания для входных цепей, то земли соединять не надо вообще и 50 герц будут ослаблены значительно. Только защитить входы с кабеля.

Сигнал передается в дифференциальном виде к выходным цепям. Землю соединять не требуется.


Сообщение отредактировал Tarbal - Sep 12 2013, 12:12
Go to the top of the page
 
+Quote Post
BaN
сообщение Sep 12 2013, 12:09
Сообщение #25


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 144
Регистрация: 28-08-07
Пользователь №: 30 111



Цитата(Tarbal @ Sep 12 2013, 18:44) *
Только дошло. Так у вас датчик находится на другом конце кабеля!
Если вы не найдете способа разместить пару операционников на стороне датчика, то есть только один способ извежать наводку -- изоляция датчика и кабеля от земли прибора.

Я имел ввиду, что если Х1 и Х3 находятся на стороне датчика, что я бы сделал (во всяком случае мне это сразу пришло в голову), то добавление еше двух операционных усилителей решило бы проблему.

Проблема с размещением предусилителя сразу на выходе датчика в том, что сложно достать разьемы UNF 10-32, а также, даже если найти разъемы, этот предусилитель, подключенный напрямую к датчику, будет мешать измерениям:
Прикрепленное изображение

Вообще, есть специальные IEPE акселерометры со встроенным предусилителем, но у меня акселерометр с зарядовым выходом.
Прикрепленное изображение

Попробую сделать гальваническую развязку схемы.

Сообщение отредактировал BaN - Sep 12 2013, 12:12
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tarbal
сообщение Sep 12 2013, 12:24
Сообщение #26


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 351
Регистрация: 21-05-10
Пользователь №: 57 439



Цитата(BaN @ Sep 12 2013, 16:09) *
Проблема с размещением предусилителя сразу на выходе датчика в том, что сложно достать разьемы UNF 10-32, а также, даже если найти разъемы, этот предусилитель, подключенный напрямую к датчику, будет мешать измерениям:
Попробую сделать гальваническую развязку схемы.


Гальваническая развязка не обязательна. Она может внести необходимость индивидуально калибровать каждое устройство. Можно передавать дифференциальный сигнал.


Есть еще один способ. Промодулировать сигнал скажем 100 килогерцовым меандром и отфильтровать. Но это надо делать на входной земле.
Преимущество этого способа в том, что сигнал пойдет через конденсаторы.
Недостаток -- надо предпринимать меры при измерении.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
BaN
сообщение Sep 12 2013, 18:11
Сообщение #27


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 144
Регистрация: 28-08-07
Пользователь №: 30 111



Цитата(Tarbal @ Sep 12 2013, 19:24) *
Гальваническая развязка не обязательна. Она может внести необходимость индивидуально калибровать каждое устройство. Можно передавать дифференциальный сигнал.


Есть еще один способ. Промодулировать сигнал скажем 100 килогерцовым меандром и отфильтровать. Но это надо делать на входной земле.
Преимущество этого способа в том, что сигнал пойдет через конденсаторы.
Недостаток -- надо предпринимать меры при измерении.

У меня задача стоит в оцифровке сигнала от акселерометра и передаче его на ПК, поэтому гальваническую развязку питания аналоговой части и АЦП, а также опторазвязку цифровых линий между АЦП и микроконтроллером будет сделать не сложно и ничего калибровать не нужно.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tarbal
сообщение Sep 12 2013, 21:17
Сообщение #28


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 351
Регистрация: 21-05-10
Пользователь №: 57 439



Цитата(BaN @ Sep 12 2013, 22:11) *
У меня задача стоит в оцифровке сигнала от акселерометра и передаче его на ПК, поэтому гальваническую развязку питания аналоговой части и АЦП, а также опторазвязку цифровых линий между АЦП и микроконтроллером будет сделать не сложно и ничего калибровать не нужно.


По цифровым линиям 50 герц тоже не пролезут.
Go to the top of the page
 
+Quote Post

2 страниц V  < 1 2
Reply to this topicStart new topic
2 чел. читают эту тему (гостей: 2, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 18th July 2025 - 06:53
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.0144 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016