Как подавить сетевую наводку ? Опции

[PriBoris]

[attachment=48364:voltmeter.bmp] Тут ребята у меня второй день мучаются ...
По конкретному техзаданию сделан вольтметр переменного тока. Максимальное напряжение - 1000В. Входное сопротивление - 10МОм (задание). Схема входного каскада - во вложении.
Резистор R1 - сейчас нет под рукой документации - какой-то дорогой специализированный от Vishay, там керамическая подложка примерно 40 на 20 мм.
Проблема - сетевая наводка ( 50Гц ), по величине - единицы вольт. Не пропадает ( снижается примерно на 30% ) если вход аккуратно замкнуть на землю. Разводка платы - по всем канонам. Питание - чистое.

Посоветуйте, что можно сделать в данной ситуации ?

В голову пока лезут всякие глупости. Например составить эти 10 мегом из нескольких таких резисторов и поиграться с их взаимным расположением в прострастве. Понимаю, что на 50гц это смешно, но ведь как-то эта помеха наводится, возможно совсем не кондуктивно.
Автор(ы)! Не нужно картинки в bmp-формате клеить. Вот после моих(!) преобразований она стала в сто пятьдесят раз меньше. Т.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Designer56]

Делайте развязку. Гальваническую. Или полностью симметричный вход. Но первое- лучше. У Вас наводка на делитель- на 100 кОм.

[тау]

Посоветуйте, что можно сделать в данной ситуации ?

а заэкранировать весь усилитель вместе с резисторным делителем не пробовали ? при таких размерах делителя экран очень нужен.

[Xenia]

По конкретному техзаданию сделан вольтметр переменного тока. Максимальное напряжение - 1000В. Входное сопротивление - 10МОм (задание). Схема входного каскада - во вложении.

А вы это переменное напряжения сперва ... выпрямите , а уже постоянное через ФНЧ пропустите и измеряйте уже постоянку. Вот и не будет у вас наводки. А потом пересчитаете из результата, какая амплитуда у переменки была - там амплитуда от среднего всегда на один и тот же коэффициент отличается, независимо от частоты.

[Designer56]

А вы это переменное напряжения сперва ... выпрямите , а уже постоянное через ФНЧ пропустите и измеряйте уже постоянку. Потом пересчитаете из результата, какая амплитуда у переменки была - там амплитуда от среднего всегда на один и тот же коэффициент отличается, независимо от частоты.

А 1 В тоже сначала выпрямить? Так, как Вы предлагаете- можно делать, если прибор имеет только один предел- 1000 В, и задана приведенная к диапазону погрешность. А не просто относительная. В этом случае на малых напряжениях будет большая ошибка.
Или сделать активный выпрямитель на входе.... но это уже- сказка про белого бычка.

[PriBoris]

а заэкранировать весь усилитель вместе с резисторным делителем не пробовали ? при таких размерах делителя экран очень нужен.

Экран - это первое что попробовали. Без результатов. Вообще польза экрана при защите от 50Гц сомнительна, нет ?

Делайте развязку. Гальваническую. Или полностью симметричный вход. Но первое- лучше. У Вас наводка на делитель- на 100 кОм.

Поясните пожалуйста, и про развязку и про симметричный вход.

А вы это переменное напряжения сперва ... выпрямите

Нельзя,это сэмплирующий вольтметр. Помимо действующего надо вычислять амплитудное, гармоники,коэффициент формы,ПКЭ и еще много чего.

[Designer56]

Один вопрос: огласите, пожалуйста, полные требования к прибору. Диапазоны измерений, погрешности, частотные диапазоны и т.п.

[rezident]

про симметричный вход.

Двуполярное питание (или униполярное, но с искусственной средней точкой) и инструментальный ОУ на входе.

[Designer56]

И ещё делитель надо бы симметрировать- R1 расщепить на 2 с половинными резисторами 500 кОм.

А вообще 700 мВ, если считать приведенную к диапазону погрешность- это 0,07%.

[PriBoris]

Один вопрос: огласите, пожалуйста, полные требования к прибору. Диапазоны измерений, погрешности, частотные диапазоны и т.п.

По памяти всё не вспомню ...
Класс точности 0.05, частота основного тона от 40 до 70Гц и 40 гармоник от этой частоты, данный предел - от 0 до 1000В. Собственно назначение - калибровка и поверка средств измерений.

И ещё делитель надо бы симметрировать- R1 расщепить на 2 с половинными резисторами 500 кОм.

Что это даёт?


Сообщение отредактировал PriBoris - Oct 4 2010, 19:53

[Designer56]

Но, вообще- то, осциллографические аттенюаторы несимметричны. Просто ювелирно монтируются и заключены в коробку. Ну и усилитель подключен правильно к общему проводу.

По памяти всё не вспомню ...
Класс точности 0.05, частота основного тона от 40 до 70Гц и 40 гармоник от этой частоты, данный предел - от 0 до 1000В. Собственно назначение - калибровка и поверка средств измерений.

Что это даёт?

Симметрию. Но добиваться её будет сложно- вх. сопротивление высокое, наводка у Вас- статическая, от электр. поля. Симметрия должна быть не только электрической, а ещё и конструктивной. В нек. роде- шаманство.

[Herz]

Проблема - сетевая наводка ( 50Гц ), по величине - единицы вольт. Не пропадает ( снижается примерно на 30% ) если вход аккуратно замкнуть на землю. Разводка платы - по всем канонам. Питание - чистое.

А я, как и Станиславский, не верю... Откуда единицы вольт (!) на 100к резисторе, если всё по канонам. Рядом с вольтметром силовой шкаф, трансформаторная будка?

Тут ребята у меня второй день мучаются ...

Так мопед не Ваш?

[тау]

Экран - это первое что попробовали. Без результатов. Вообще польза экрана при защите от 50Гц сомнительна, нет ?

очень странно что "безрезультатно" , может экран был не той систему ?
. в такой конструкции без экрана нельзя. Польза не тольке НЕ сомнительна , а очень ощутима , почти безусловно.

Вы сказали что замыкание входа на землю не дает существенного снижения наводок . Это вход замыкали или R2 замыкали ?

[Designer56]

Кстати, а куда "землю" осциллографа подключали? Или вообще чем помеху меряли?

[PriBoris]

Это вход замыкали или R2 замыкали ?

Да,именно вход.

Откуда единицы вольт (!) на 100к резисторе, если всё по канонам.

Единицы вольт ( это в районе процента ) - это приведенные к 10-мегомному входу. Подается сигнал например 200 вольт/50.1герц, и видно как например амплитудное плавает с частотой, очень похожей на глаз на 0.1.

Кстати, а куда "землю" осциллографа подключали? Или вообще чем помеху меряли?

Меряли в частности как описано выше. И на выходе ОУ она видна. Земля - у нижнего плеча делителя, но вообще там всё очень компактно.


Сообщение отредактировал PriBoris - Oct 4 2010, 20:11

[Designer56]

надо начинать сначала... повторюсь:
1. подключите "землю" осциллографа к нижнему концу (общий провод вашей схемы) делителя. только не клемму "земля" на осциллографе, а именно отросток измеерительного кабеля.
2. Отключите заземление осциллографа и (вторым этапом) генератора.
И снова измерьте.

[PriBoris]

надо начинать сначала... повторюсь:
1. подключите "землю" осциллографа к нижнему концу (общий провод вашей схемы) делителя. только не клемму "земля" на осциллографе, а именно отросток измеерительного кабеля.
2. Отключите заземление осциллографа и (вторым этапом) генератора.И снова измерьте.

ОК,но это уже завтра.

[Herz]

Да,именно вход.
Единицы вольт ( это в районе процента ) - это приведенные к 10-мегомному входу. Подается сигнал например 200 вольт/50.1герц, и видно как например амплитудное плавает с частотой, очень похожей на глаз на 0.1.

Постойте, приведенное, это как? Вы же написали:

Не пропадает ( снижается примерно на 30% ) если вход аккуратно замкнуть на землю

Этот момент меня больше всего интересует.

[sensor_ua]

Опустите R2 до 10 кОм и поднимите усиление

[Designer56]

без экрана, боюсь, не поможет.

[rezident]

2. Отключите заземление осциллографа и (вторым этапом) генератора.

+100500. Я вообще не понимаю, как люди заземленным осциллографом могут чего-то наблюдать. На работе борюсь с такими постоянно. Ладно хоть в сетевые БП умудряются заземленным осцилом не залезать.

[Herz]

+100500. Я вообще не понимаю, как люди заземленным осциллографом могут чего-то наблюдать. На работе борюсь с такими постоянно. Ладно хоть в сетевые БП умудряются заземленным осцилом не залезать.

А у меня все приборы заземлены по определению. Просто третий штырь в вилке. Иногда неудобно. Но кое-что наблюдаю.

[777777]

По конкретному техзаданию сделан вольтметр переменного тока.
Проблема - сетевая наводка ( 50Гц )

Что-то я не понял, если вольтметр переменного тока, то он как раз и должен мерять эти 50 Гц, как они могут быть наводкой? Или он меряет другую частоту?

По схеме: R3 должен быть 10 кОм. А R2, по моим понятиям, должен быть много меньше чем входное сопротивление вашего усилителя.

[_4afc_]

А у меня все приборы заземлены по определению. Просто третий штырь в вилке. Иногда неудобно. Но кое-что наблюдаю.

Думаю у многих есть современные осциллографы с евро вилкой. Поэтому приходится подключать через переходничёк (евро/не евро) - в нём всего два контакта.

[nbooker]

Тут ребята у меня второй день мучаются ...
По конкретному техзаданию сделан вольтметр переменного тока. Максимальное напряжение - 1000В. Входное сопротивление - 10МОм (задание). Схема входного каскада - во вложении.
Резистор R1 - сейчас нет под рукой документации - какой-то дорогой специализированный от Vishay, там керамическая подложка примерно 40 на 20 мм.
Проблема - сетевая наводка ( 50Гц ), по величине - единицы вольт. Не пропадает ( снижается примерно на 30% ) если вход аккуратно замкнуть на землю. Разводка платы - по всем канонам. Питание - чистое.

Посоветуйте, что можно сделать в данной ситуации ?

В голову пока лезут всякие глупости. Например составить эти 10 мегом из нескольких таких резисторов и поиграться с их взаимным расположением в прострастве. Понимаю, что на 50гц это смешно, но ведь как-то эта помеха наводится, возможно совсем не кондуктивно.

На самом деле все очень просто. В данной схеме Вы используете ОУ в диференциальном включении но с сильно перекошенными плечами, если вы плечи выровняете то у вас наводка исчезнет даже экранировать "не надо" будет. Экранировать конечно все равно придется но подавление синфазной будет работать сейчас у вас его просто нет. попробуйте сделать так R2/R1=R5/R4 или R1/R2=R5/R4 не помню точно. Короче смысл заключается в вычитании помехи.
Да и землю от входа уберите, а то работать не будет. (почитайте User's guide of Instrumentational Amplifire)

Я бы на вашем месте такую схему не использовал - это примитив 60-х годов. Хотя бы инструментальник поставте, а то схема работать будет только на низкоомный вход или как в вашем случае работать не будет вообще. (всегда используйте дифф. или квазидифф. - головной боли будет меньше)
Вариантов создания подавления масса но про них вспоминают только когда помеха на вход прет со страшной силой.

[Herz]

На самом деле все ...

Вы поторопились. Это не дифференциальное включение, даже не "псевдо-" . Обычный неинвертирующий усилитель, применяющийся вполне успешно до наших дней. Если входные токи ОУ небольшие, резистора последовательно с неинвертирующим входом, как правило, нет. В противном случае, номинал его выбирается эквивалентным приведенному сопротивлению со стороны инвертирующего входа и здесь должен быть 10к.

[Tanya]

Вы поторопились.
....здесь должен быть 10к.

И Вы торопитесь - там стоит 120К.

[nbooker]

Вы поторопились. Это не дифференциальное включение, даже не "псевдо-" .

В данном случае, с такими номиналами - это действительно не дифференциальное включение. Автор темы спрашивал что нужно сделать что бы не было помех: ответ простой применить дифф. каскад. Дифф. каскад может быть в любой части схемы: вначале, в середине или в конце - это не важно. Важно чтобы в схеме производилось вычитание помехи вот и все. А все рассуждения по поводу номиналов - это не то.

Обычный неинвертирующий усилитель, применяющийся вполне успешно до наших дней.

Да и как показала практика - (отлично работает в идеальных условиях) - не работает он нифига.

Сразу оговорюсь применять такого рода усилители можно, но не в чистом виде иначе получите то что получилось.

P.S. Дифф. каскад хорошо давит помеху на низких частотах и совершенно не работает на высоких. Выше придется применять другие методы подавления например, проходной трансформатор.

Если стоит задача сделать прибор класса Hi-end автору придется набить не одну шишку прежде чем что-то приличное получится.

[Herz]

И Вы торопитесь - там стоит 120К.

Виноват. Очки забыл...

В данном случае, с такими номиналами - это действительно не дифференциальное включение. Автор темы спрашивал что нужно сделать что бы не было помех: ответ простой применить дифф. каскад. Дифф. каскад может быть в любой части схемы: вначале, в середине или в конце - это не важно. Важно чтобы в схеме производилось вычитание помехи вот и все. А все рассуждения по поводу номиналов - это не то.

Не в номиналах дело.

Да и как показала практика - (отлично работает в идеальных условиях) - не работает он нифига.
Сразу оговорюсь применять такого рода усилители можно, но не в чистом виде иначе получите то что получилось.
P.S. Дифф. каскад хорошо давит помеху на низких частотах и совершенно не работает на высоких. Выше придется применять другие методы подавления например, проходной трансформатор.

Да не стоит так огульно. Всё работает так, как и рассчитано. Практика это подтверждает. И без дифкаскада здесь вполне можно обойтись.

[gregory]

[quote name='PriBoris' date='Oct 5 2010, 01:36' post='819553']
Экран - это первое что попробовали. Без результатов. Вообще польза экрана при защите от 50Гц сомнительна, нет ?

Вряд ли кто-то уберет Ваши наводки. Надо идти проторенным путем -все самому. .
Все что возможно -применить - особенно экраны. Затем нарисовать эквивалентную схему. Опять -таки все учесть -даже паразитные емкости 2-3 пф. Предположите , что на экранах есть напряжение. Учтите входной контур, на него всегда есть наводка- даже , если он совсем мал. Чтобы уменьшить паразитные емкости . поставьте вторые экраны. Если помеха носит магнитный характер, надо ставить многослойные экраны из разных металлов.

[repairDV]

Кстати, а почему вы употребляете слово: наводка? Наводка - это когда параллельно вашим проводам по входу прибора проходят какие-то кабели с жуткой нагрузкой. А они разве проходят? Поэтому правильнее говорить слова: грязный синус? А это уже - только фильтрация.

[rudy_b]

Не знаю, мы такие схемы регулярно делаем, наводка вместе с шумом не превышает 10 мкВ, если пересчитать ко входу опера. А обычно - порядка 3 мкВ (на основной гармонике). Скорее всего у вас экран неправильный (или точка подключения к нему) или дальше в схеме что-то не то.