увеличить С/Ш с токового шунта, повышение КОСС для помехи 400кГц Опции

[_Vova]

для оцифровки тока на выходе ШИМ УНЧ IRAUDAMP7D поставил AD629 и шунт на 0,05ом.
но AD629 на частоте ШИМ (400кГц) не давит синфазную помеху CMRR<50dB. Ожидал, что уровень шума будет меньше (он порядка 100мВ)
добавка LC звена в фильтр на выходе УНЧ, снижает шум на 20-30дБ, но этого все равно мало...еще звеньев в фильтр добавить?..вых сопротивление УНЧ вырастет
фильтр на входе ИУ снижает шум, но его применение нежелательно т.к. он увеличивает время нарастания измерительной части (ток имеет импульсный характер) и даст задержку
хочу сделать так: усилитель х10(х100) с шунта на ОУ (с отвязанным питанием-придется делать) а потом уже AD629.
или фильтровать в цифре (убедить программеров надо что такое возможно+задержку от ЦФ скомпенсировать)
буду рад вашим предложениям/критике.
забыл ток 1-10А, С/Ш нужно 40-45дБ

Сообщение отредактировал _Vova - Apr 29 2009, 05:48

[Herz]

А, может, пойти другим путём - синхронизировать измерения с частотой ШИМа? Пусть даже не в каждом такте оцифровывать, но сделать что-то вроде синхронного детектора...

[_Pasha]

забыл ток 1-10А, С/Ш нужно 40-45дБ

Предлагаю начать с ответа на вопрос: что Вы меряете, если при ШИМ 400кГц у AD629 , как говорится, 500 kHz bandwidth ? Я так представляю что для таких измерений GBWP должно быть где-то больше 4МГц. Интересно, кто что думает по этому поводу?

синхронизировать измерения с частотой ШИМа?

А это - однозначно плюспицот! Именно так и надо мерять, чтоб не хватать моменты переключений.

[korolkov24]

Ток можно мерить после фильтра, то есть, шунт ставить между общим проводом и нагрузкой.
Шунт можно поставить и непосредственно на выход фильтра, для измерений понадобиться не высокоскоростной дифференциальный усилитель. Фаза в обоих случаях, будет соответствовать фазе выходного тока. Для коррекции фазы, если Вы собираетесь сравнивать ток с входным напряжением, можно поставить фазоопережающую цепь.

Сообщение отредактировал korolkov24 - Apr 30 2009, 04:40

[_Vova]

измеряется сигнал НЧ на выходе УНЧ после фильтра,зачем здесь широкая полоса? АД629хватит
в идеале а выходе не должно быть "видно" следов шим.. так вот эти 400кГц можно представить как синфазную помеху на входе ad629 и она проходит почти без ослабления. она "размывает" сигнал - после простенького RC фильтра в выходе ад329 или когда не его входе фильтр сигнал чистенькии но фильтр завалит и сам сигнал
цифруется это все тмс320ф2812 синхронизировать?-поясните идею. частота шим чуть меняется (в зависимости от вх сигнала)
шунт в землю не поставить: выход в мост включен.

Ток можно мерить после фильтра, то есть, шунт ставить между общим проводом и нагрузкой.
Шунт можно поставить и непосредственно на выход фильтра, для измерений понадобиться не высокоскоростной дифференциальный усилитель. Фаза в обоих случаях, будет соответствовать фазе выходного тока. Для коррекции фазы, если Вы собираетесь сравнивать ток с входным напряжением, можно поставить фазоопережающую цепь.

если вы про фильтр на выходе шим, то это так только фильтр на несколько звеньев делать придется..

[Guest_orthodox_*]

А что, выходной ток именоо 20А?
И что, совсем нефильтрованный?
Откуда столько помехи-то?
Я бы поработал с монтажом, уменьшил площадь всех контуров, что могут ловить помеху.
Токи гуляют приличные там, экранированием не спасешься - магнитное поле наводит.

Еще, после уменьшения - симметрировать все цепи, чтобы компенсировалась наводка...
Вполне может быть и чистенько, если после всего еще и "походить с бубном" вокруг, в смысле - методом тыка
поменять расположение проводников и точек подключения.

Еще одно - не надо рассчитывать на землю большой площади...Это не тот случай. расположение +/- 1 мм может быть критичным.
Все покороче, в одну точку по возможности ...большая длина - беда.

И вот после этого все уже - как советовали выше...

PS Шунт достаточно безындуктивный? Достаточно маленький?

[evgeny_ch]

Предлагаю начать с ответа на вопрос: что Вы меряете, если при ШИМ 400кГц у AD629 , как говорится, 500 kHz bandwidth ? Я так представляю что для таких измерений GBWP должно быть где-то больше 4МГц. Интересно, кто что думает по этому поводу?
...

Думаю, что ток в нагрузке не изменяется с частотой 400кГц и амплитудой 10А.
Следовательно, нужно мерять ток непосредственно в нагрузке, а
от мусора избавляться ГР, если не помогает фильтрация и дифференциальные измерения.

[Designer56]

а почему бы не поставить вместо шунта ТТ на аморфном железе? Или даже на феррите? Проблема синфазных несколько нивелируется в таком случае.

[_Pasha]

Думаю, что ток в нагрузке не изменяется с частотой 400кГц

Если душить коммутационные помехи, например, открывая УВХ на середине интервала ШИМ, то полоса опера как-раз и должна быть нехилой. Иначе - мы будем мерять сопли самого опера. А это уж С/Ш сабжевый не подымет никак. Я других средств не знаю...

а почему бы не поставить вместо шунта ТТ на аморфном железе? Или даже на феррите? Проблема синфазных несколько нивелируется в таком случае.

А как оно фазу ворочает ?

[Designer56]

А как оно фазу ворочает ?

а это как нагрузите

[korolkov24]

шунт в землю не поставить: выход в мост включен.

Непонятно зачем мерить, то есть, какие параметры выделенного напряжения должны быть.
Важен ли сдвиг фазы?
Усилитель не мостовой, Вы хотите включить его в мост. Схема с самоосцилляцией, то есть частоты не синхронизированы.
Три рисунка.
1) Для полумоста, верхний график напряжение на выходе, нижний, ток на шунте.
2) Мост, верхний график напряжение на нагрузке, нижний – отфильтрованное напряжение с шунта. Видно, что на шунте ток обеих полупериодов.
3) Снятие напряжения с шунта, при помощи дифференциального усилителя.

Сообщение отредактировал korolkov24 - Apr 30 2009, 16:29

Эскизы прикрепленных изображений

 

[_Vova]

Всем спасибо!
похоже что я не совсем точно(ясно) дал начальные условия
сигнал в полосе 50-1000Гц, необходимо цифровать ток в нагрузке с максимальнои точностью формы и минимальной фазовой задержкой
ток имеет форму пиков(в нагрузке транс с насышением сердечника), поэтому "полоса" тракта измерения тока пошире около 30кГц
ШИМ усилитель включен в мост (на один канал идет инвертированный сигнал)
LPF1 фильтр внутри унч. На его выходе шум порядка 100мВ, LPF2 внешнии фильтр на выходе после него шум 10мВ
очевидно шум адитивный к полезному сигналу, те работает как синфазная помеха 400кГц, сам ток конечно с частотой 400кгц не изменяется
LPF3 или 4 помогают (посмотреть форму сигнала) но частота среза должна быть относительно низкой и они и будут задерживать фазу и тп, LPf3 еше снизит КОСС
повторюсь АЦП это внутр TMS320F28 и шим с самооциляциеи-частота меняется - фокусы с комутацией врядли получатся
нужно получить чистый аналоговый НЧ сигнал и подать его на АЦП или фильтровать в цифре?
при подключении осцилографа прямо к шунту землеи и шупом естественно сигнал чистенькии-нужно ослабить шум от шим относительно земли измерительной части схемы(АД629)
ЗЫ идею с трансом я обдумывал, но отказался: хоть можно получить большой по уровню сигнал и отвязанный от выхода УНЧ. но я опасаюсь при его применения фазового сдвига
если будет как его подсчитать? или как сделать транс с минимальным сдвигом?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[alexkok]

похоже что я не совсем точно(ясно) дал начальные условия

Осталось ещё напряжение на выходе усилителей привести и питающее напряжение.

Сообщение отредактировал alexkok - May 2 2009, 07:07

[Herz]

По-моему, у Вас проблема в неудачной топологии, а не фильтрации, да и усилитель неверно выбран, ИМХО.
Как он включен, кстати?

повторюсь АЦП это внутр TMS320F28 и шим с самооциляциеи-частота меняется - фокусы с комутацией врядли получатся

при подключении осцилографа прямо к шунту землеи и шупом естественно сигнал чистенькии-нужно ослабить шум от шим относительно земли измерительной части схемы(АД629)

Это не фокусы, но, скорее всего, даже не понадобятся...
А сдвига фазы трансформатором не бойтесь - её ещё постараться надо сделать заметной.

[_Vova]

По-моему, у Вас проблема в неудачной топологии, а не фильтрации, да и усилитель неверно выбран, ИМХО.
Как он включен, кстати?

что вы имеете ввиду? что неверного в выборе унч или ИУ?
напряжение питания УНЧ +-50В, операционников +-15 , выходное около 40В
УНЧ с ШИМ-с его выхода всегда будет шум. и топологию его не изменить(он готовый всборе)
изменительная цепь на макетке, к шунту припаяны силовые провода и к нему же входы ИУ,питание от раздельных источников, даже если соединить вместе входы ад629 и подключить к выходу УНЧ, на выходе ад629 будет шум/(КОСС на f=400кГц)..

Сообщение отредактировал _Vova - May 2 2009, 13:15

[Herz]

что вы имеете ввиду? что неверного в выборе унч или ИУ?
напряжение питания УНЧ +-50В, операционников +-15 , выходное около 40В
УНЧ с ШИМ-с его выхода всегда будет шум. и топологию его не изменить(он готовый всборе)
изменительная цепь на макетке, к шунту припаяны силовые провода и к нему же входы ИУ,питание от раздельных источников, даже если соединить вместе входы ад629 и подключить к выходу УНЧ, на выходе ад629 будет шум/(КОСС на f=400кГц)..

Вот именно... Топологию УНЧ я менять не предлагаю. А то, что при закороченных входах Вашего сенсора тока на выходе - сигнал ШИМа, говорит о небрежности монтажа на макетке, неправильной разводке земель, и т.п. Это типичная наводка. Тем более, что осциллографом Вы видите на шунте чистый сигнал. Я просил Вас хоть бы схему этого дела привести, а желательно и фото того, что получилось. И почему Вы выбрали именно AD629? Если питание действительно раздельное, то есть УНЧ и Вашего измерителя - независимые, то КОСС Вас вообще не должно волновать... Возьмите нормальный дифусилитель, с нужным усилением или инструментальник и забудьте о проблеме...

[_Vova]

фото и схему выложить пока не могу
извините,не точно выразился: питание раздельное всмысле от отдельных источников, земли соединены в однои точке
но насчет того что это наводка, хочу возразить это шум от неотфильтрованного шима-он и осцилографом виден (относительно земли самого унч) помоему на такои частоте его ИУ не ослабит, только если очень быстрый дифусилитель, ад629 стоит т.к. шунт почти от питания до питания плавает,

[alexkok]

фото и схему выложить пока не могу
извините,не точно выразился: питание раздельное всмысле от отдельных источников, земли соединены в однои точке
но насчет того что это наводка, хочу возразить это шум от неотфильтрованного шима-он и осцилографом виден (относительно земли самого унч) помоему на такои частоте его ИУ не ослабит, только если очень быстрый дифусилитель, ад629 стоит т.к. шунт почти от питания до питания плавает,

AD629 как здесь уже заметили, неудачный выбор. У него всего 32 дБ подавления на 400кГц в идеальных условиях.
Возьмите широкополосный ОУ, например AD8065, и схему обычного дифф усилителя на одном операционнике с Ку 5:1.
Даже на однопроцентных резисторах получите 40дБ подавления, а если их подобрать или поставить 0,1% то 60дБ.
Чем меньше номинал резисторов, тем лучше, например 2к для ОС и 5х2к входные, все SMT естественно..
Про монтаж здесь уже писали. Расположить дифф усилитель лучше подальше от УНЧ и соединить с шунтом витой парой.

[_Vova]

AD629 как здесь уже заметили, неудачный выбор. У него всего 32 дБ подавления на 400кГц в идеальных условиях.
Возьмите широкополосный ОУ, например AD8065, и схему обычного дифф усилителя на одном операционнике с Ку 5:1.

быстрый опер конечно ослабит помеху лучше, но ад629 взят изза его большого допустимого синфазного наряжения
шунт висит над землей примерно на 30-40В, можно поробовать сделать делитель, но это и получиться тот же ад629, может и пошустреее прада ..

[korolkov24]

К сожалению, я так и не смог понять проблемы, а интересно, и интересно для чего нужно снимать ток?
Непонятно почему не устраивает вариант, который я показал в посте №11, и ОУ быстрых не надо, всё просто.
Ещё хотел бы напомнить, что каналы не синхронны, поэтому будут биения. Усилители с самоосцилляцией и мостовым выходом, обычно имеют один компаратор или интегратор, как у IR, то есть, весь мост работает синхронно.

[alexkok]

быстрый опер конечно ослабит помеху лучше, но ад629 взят изза его большого допустимого синфазного наряжения
шунт висит над землей примерно на 30-40В, можно поробовать сделать делитель, но это и получиться тот же ад629, может и пошустреее прада ..

У меня опечатка, надо читать Ку 1:5. И входной диапазон +- 40В.
Структура конечно та же самая.

[shf_05]

а если убрать lpf3, поставить вместо него подавитель синф. помех на колечке, чтобы получить хороший рез-т лучше взять ченить типа мурата а не мотать самому- нужна большая точность
имхо- тока быстрый опер уберет ВЧ синф. помеху