Кто-нибудь занимался качественной защитой от помех?

Стоит задача пройти испытания

Мы проводим испытания весового оборудования на электромагнитную совместимость.
Тензометрический датчик на который установлена калибровочная гиря подключен через сигнальный кабель
к весоизмерительному индикатору. На датчик подается питание +5В, с выхода датчика поступает сигнал-
постояннное напряжение = единицы милливольт. Сигнальный кабель зажимается в электромагнитные клещи.
Помеха наводится в соответствии с ГОСТ.
В.3.6 Испытания на устойчивость к кондуктивным помехам, наведенным
радиочастотными электромагнитными полями
Испытание заключается в воздействии на EUT (электронный весовой терминал) кондуктивными помехами от наведен-
ных радиочастотных полей. Испытательное оборудование, настройка и испытательная про-
цедура описаны в [29].
Перед испытанием EUT должен быть выдержан при постоянных условиях окружающей
среды.
EUT подвергают воздействию наведенными помехами, сила и характер которых опре-
деляются установленной степенью жесткости.
ГОСТ Р 53228 - 2008
172
Испытания проводят с одной небольшой испытательной нагрузкой.
Степень жесткости испытания:
Диапазон частот: 0,15 – 80 МГц.
Амплитуда (50 Ом): 10 В (emf).
Модуляция: 80 % - ная амплитудная модуляция, 1 кГц, синусоидальная волна.
Максимальные допускаемые отклонения:
Разность между показаниями весов, полученными при воздействии помехи и без нее, не
должна превышать е (цены одного дискретного значения), или весы должны выявить промах и отреагировать как на промах.
Ссылка: ГОСТ Р 51317.4.6, [29].

При наведение помехи происходит уход значения веса сначала вниз от номинала
с частоты 20-30МГц, затем вверх с частоты 50МГц.
Необходимо найти приемлемое техническое решение
для успешного прохождения испытаний.

Вынести АЦП поближе к датчику.
Расположить их в одном корпусе. Наводка на цифровой канал в указанных пределах будет на важна.

Или передавать аналоговый сигнал по согласованной диф паре.

АЦП ближе к датчику вынести невозможно, вся аналоговая часть на плате внутри терминала. Уже предлагали
усилить сигнал прямо в датчике, такой датчик найти можно, но после прохождения через помеху сигнал нужно
фильтровать и снижать его амплитуду опять до уровня милливольт, иначе измерительная часть на плате
будет работать неправильно.

Странное желание усилить сигнал, а потом его снова задавить. Однозначно, для улучшения помехоустойчивости придется усилитель переносить поближе к тензомосту, а следом изменить и измерительную часть для работы с большими уровнями сигнала. И это тоже поможет улучшить помехоустойчивость. Можно попробовать индуктивно-емкостные фильтры в каждом проводе, разместив их конструктивно поближе к усилителю.

Рассмотрите, пожалуйста, как варианты:
1. Увеличение рабочего напряжения мостовой схемы.
2. Усиление аналоговой и введение цифровой фильтрации сигнала.
3. Тщательное экранирование медно-никелевым экраном высокочувствительных элементов схемы с обязательным заземлением экранов.
4. Ну и, конечно, уменьшение длины проводников и максимально-возможное использование экранированных витых пар, в т.ч. по питанию.
За советы прошу не сильно бить, выложил всё то, что в жизни помогало (кстати, весами также занимался).

И ещё: применить изолирующий усилитель для усиления разбаланса моста, если уж нельза усилитель приблизить к датчику. Но Ку входной части схемы тоже приждется понизить соответственно, Хотя можно и применить из. усилитель с Ку=1, но тут его шумы добавятся. При этом выход моста соединить со входом усилителя витой парой в экране, экран заземлить со стороны схемы.

Ну почему же? - если чистый сигнал усилить в 100 раз и добавить помеху, а затем делителем уменьшить в 100 раз, то это эквивалетно уменьшению помехи в 100 раз. Полезный сигнал - единицы милливольта, частота никакая - классическая задача для прецизионного ОУ.

Да, только зачем прецизионно усиливать 2 раза? Чтобы наловить помех и проч. погрешностей? Когда это можно сделать 1 раз.

как подсказывает мне некотрый опыт, всегда достаточно хорошего фильтра на входе (или даже не очень, а так себе) и экрана той схемы , на которую приходит DC с помехой в десятки мегагерц.
контрольный вопрос - без тензодатчика с закороченным входом влияние поля помехи есть ?

Без тензодатчика влияние помехи не проверялось,
и что может нам дать эта проверка?

Проверка покажет , лезет ли поле помехи сразу в схему , вызывая изменение показаний, или оно таки приходит по проводам от тензодатчика. Рецепты при этом различаются. В первом случае приоритет экранированию собственно схемы, фильтрации наводок "внутре" схемы. Во втором случае - приоритет входному фильтру.

Это говорит о том, что наведенный сигнал выпрямляется на какой-то нелинейности, скорей всего, на каком-то pn-переходе. Это выпрямление может происходить и на выходе датчика, и на входе индикатора. И даже не обязательно непосредственно на выходе и на входе, помеха может перенавестись и "глубже внутрь", если монтаж неудачный.

Общая рекомендация - навесить везде где можно керамических кондеров. Все ОУ надо увешать мелкой керамикой, причем, не только с выхода на "-" вход и с "+" входа на землю, но, по возможности, выход на землю тоже (возможно, придется врезать небольшие резючки последовательно с выходом, чтоб не возбуждался). Кабель надо, конечно, увешать керамикой с обеих концов, каждый сигнальный провод на землю. Если не поможет, то ферритовые бусинки добавить на каждый провод. И т.д., придется похимичить.

У нас был такой случай, когда испытания в RF поле при напряженности 3 В/м (если склероз не подводит) давали ложное срабатывание детектора с PIR-датчиком. Правда, в нашем случае наводка была непосредственно на ПП, поскольку корпус был пластмассовый, а экран ставить было нельзя из соображений экономии - изделие было массовое. Даже нескольких мм дорожки, соединяющей выход датчика со входом ОУ было достаточно, чтобы поиметь схожие с вашими симптомы. Тщательная обвеска усилительного тракта керамикой нам помогла.

Был случай, когда у клиентов, чья органицация находиться
рядом с телебашней возникли проблемы с помехами,
поменяли терминал на тот, в котором были реализованы
LC фильтры по + и - сигнала с датчика
и в цепи +5В питания на датчик. Помогло.
Терминал пластиковый.

По поводу экранирования измерительной части ПП -
можно попробовать. Только из какого материала
лучше делать экран? И как повлияет неизбежная щель
между краем экрана и ПП? На лабораторных весах
аналоговая часть закрыта экраном впаянным на плату так,
что щелей нет. А какие паразитные параметры
могут возникнуть от экрана если помеха уже
внутри терминала? От входного разъема до ПП
сигнал идёт по проводам длиной около 10 см,
они сами могут как антенны работать.

Первые испытания проводились на терминале
в металлическом корпусе, корпус нас не спас,
поэтому эксперементировали с LC фильтрами
навесным монтажом. На самой плате резать печать
и впаивать SMD фильтры возможности нет.

Можно еще попробовать найти разъем с встроенными
EMI фильтрами, но этот разъем должен подойти
под корпус (у нас круглый блочный разъем
на подобии РМДТ). Можно впаять проходные
конденсаторы прямо в разъем самим,
но эти конденсаторы ждать 5 недель, как
и разъем, если еще такой найдётся.
Да и стоит это всё не дёшево...

Резисторы и керамика по питанию, экранированные витые пары, помехоподавляющие ферриты и никелированные медные экраны стоят дёшево!
С этого и начните методом исключения... Желаю удачи!!!

Сделать подавление ВЧ синфазной помехи не такая уж и простая задача, но не невозможная.
перечислю методы позволяющие защитить аппаратуру от ЭМИ по эффективности:
1. Применение дифференциальных схем в измерительном каскаде (большой эффект подавления НЧ помехи 50Гц)
2.Экранирование (качественное ЭМ экранирование стоит дорого - на пермаллой ни один производитель не пойдет )
3. Применение фильтров на входе (в вашем случае подойдет проходной трансформатор - отлично давит ВЧ (изготовляется руками))

У нас есть исследования о влиянии ВЧ составляющей на ОУ, так вот могу сказать что если ВЧ помеха поступит на вход но она моделируется и преобразуется в дополнительное смещение ОУ. Весоизмерительная техника как правило использует НЧ диапазон, поэтому это смещение становиться губительным для аппаратуры. Отсюда вывод - у вас неправильно сделана входная измерительная часть.







Постоянно занимаюсь ухудшением метрологических характеристик - качественной защитой от помех.
Не ухудшив в одном месте не получишь эффект в другом. Законы физики.