дифференциальный усилитель с заземленным входом, актуальность? Опции

[l-e-o-n-a-r-d-o]

Доброго времени суток. Известно, что дифференциальные усилители обладают хорошей помехозащищенностью к синфазным помехам, что позволяет их использовать для измерений напряжений в длинных проводах до датчиков итп.
Но как быть, если линия одним проводом заземлена? Получается V1=0, т.е. V1 нужно заземлить. Но в этом случае от дифференциального усилителя остается простой делитель напряжения на входе (R2, R4) а после него обычный не инвертирующий усилитель. Собственно возникает вопрос, а есть ли тогда смысл сохранять схемотехнику дифф усилителя? ведь с другой стороны сигнал сначала уменьшится во много раз а затем в столько же раз усилится (предположим Ку=1)...
Собственно, как влияет заземление одного входа на ослабление синфазных помех? есть ли смысл оставлять делитель на входе?

[АНТОН КОЗЛОВ]

Смысл есть, если заземлен не вход дифусилителя непосредственно,а точка на противоположном конце линии. Тогда синфазная помеха будет ослаблена.

Причина редактирования: Избыточное цитирование.

[MaslovVG]

Можно только ОУ должен быть с двухполярным питанием, в крайнем случае допускающий ноль на входе (LM324) или аналогичный

[Tanya]

Собственно, как влияет заземление одного входа на ослабление синфазных помех? есть ли смысл оставлять делитель на входе?

Если один вход идеально заземлен (имеет потенциал равный точке заземления), то нет смысла ни в таком делителе, ни в Вашем вопросе.
В противном случае нет смысла только в Вашем вопросе.

[gte]

Известно, что дифференциальные усилители обладают хорошей помехозащищенностью к синфазным помехам,

Используйте инструментальный усилитель.

[l-e-o-n-a-r-d-o]

ну а чем тогда инструментальный усилитель поможет, если синфаза по земле будет заглушена этой землей? фактически помеха будет измерятся по второму проводу, а земля и останется нулем.

А если так: сделать V1 виртуальной землей, не подключенной к общей, но такая виртуальная земля будет общей для нескольких аналогичных каналов, и провода датчиков будут разнесены в разные стороны. Как взаимные помехи на разных общих проводах повлияют на помехи каждого канала?

[Alex11]

Как взаимные помехи на разных общих проводах повлияют на помехи каждого канала?

Отвратительно влияют. Если только у Вас провода изрядную часть пути проложены вместе, тогда какую-то выгоду получите.

[gte]

ну а чем тогда инструментальный усилитель поможет, если синфаза по земле будет заглушена этой землей? фактически помеха будет измерятся по второму проводу, а земля и останется нулем.

Тем, что в отличие от схемы в первом сообщении, ИУ не изменит своих характеристик. Вопрос правильности подключения для уменьшения помех, это отдельный вопрос конкретной схемы.
Я дал ответ на вопрос автора топика о проблеме замыкания резисторов дифференциального усилителя.

[l-e-o-n-a-r-d-o]

если я правильно понял, инструментальный усилитель ослабит синфазные помехи не смотря на то что один вывод будет заземлен?

[shkal]

Вы как-бы определитесь, есть у вас синфазные помехи, или нет. Если есть разность напряжений между землей датчика и входной землей усилителя, то помехи есть и дифф. усилитель их будет давить, но в этом случае говорить о заземлении одного провода некрректно, поскольку земли разные.

[AlexeyW]

но в этом случае говорить о заземлении одного провода некрректно, поскольку земли разные.

А даже если и одинаковые, есть еще наводка на сам провод (например, магнитная на петлю провода), она примерно одинакова для обоих проводов линии и будет хорошо подавляться.

[xemul]

А даже если и одинаковые, есть еще наводка на сам провод (например, магнитная на петлю провода), она примерно одинакова для обоих проводов линии и будет хорошо подавляться.

ТС так и не ответил, в какой точке V1 вешается на землю (вероятно, он считает это очевидным - тогда Tanya дала исчерпывающий ответ).

[l-e-o-n-a-r-d-o]

V1 в лучшем случае вешается на землю возле входной клемы, в худшем- на ноге земли ОУ

[Herz]

Обратитесь к букварю:

[NicSm]

Если еще актуально V1 у Вас в любом случае имеет связь с землей.
Если нет нарисуйте схему до усилителя. Вы разбираете работу готового устройства или изобретаете?

[xemul]

V1 в лучшем случае вешается на землю возле входной клемы, в худшем- на ноге земли ОУ

Тогда объясните, из какого места возникает синфазный сигнал на входе ОУ? На V2 приходит сумма сигнала датчика и всех наводок, которые смог собрать кабель к нему; на V1 - что-то, зависящее от схемы, трассировки, расположения платы усилителя и её источника питания.

Если бы, н-р, датчик подключался к плате двумя шнурками в экране, и V1 соединялся бы с экраном на стороне датчика, а экран с землёй - на стороне усилителя, то и синфазный сигнал на входе ОУ мог бы получиться, и дифференциальный (лучше инструментальный) ОУ был бы к месту.

Если бы, н-р, датчик подключался к плате двумя шнурками в двух экранах, то можно было бы сделать из второго экрана эквипотенциальную защиту, повесив его на "виртуальную землю" (если Вам симпатичнее такое наименование). (возможно, устройство, обеспечивающее "виртуальную землю" придётся наделить изрядными характеристиками по выходу; использовать одну "виртуальную землю" на несколько каналов - примерно то же, что и использовать один экран на эти каналы).

[l-e-o-n-a-r-d-o]

слева датчик (может быть источник напряжения, источник тока, или сопротивление до 3кОм (для измерения сопротивления выполняется подтяжка к +)) справа приемник. между ними линия, вот ее помехи и наводки и интересуют.

Вопрос о экранировании кабеля: предпочтительней без экрана (особенно для резистивных датчиков), но если нужно то экран будет (для источников напряжения).

Вы разбираете работу готового устройства или изобретаете?

разрабатываю, на основе готового устройства - в нем одна клема строго заземлена, и при этом они обещают до 80м провода.

Из всего выше Вами всеми сказанного, в случае если один провод заземлен прямо на клеме приемника смысла использования дифф усилка нету? обычный неинв. усилитель даст ничем не хуже/лучше результат?

Сообщение отредактировал l-e-o-n-a-r-d-o - Oct 10 2011, 10:47

Эскизы прикрепленных изображений

 

[NicSm]

разрабатываю, на основе готового устройства - в нем одна клема строго заземлена, и при этом они обещают до 80м провода.

Из всего выше Вами всеми сказанного, в случае если один провод заземлен прямо на клеме приемника смысла использования дифф усилка нету? обычный неинв. усилитель даст ничем не хуже/лучше результат?
[/quote]

На вашей схеме операционный усилитель используется в режиме повторителя, на дифференциальный усилитель никак не похоже.
Источник сигнала, опять же по схеме, изолированный. Вы его соединяете с "землей" на входе операционного усилителя.
Пока смысла использования дифф усилка нету!! Исходя из длинны провода и аналогового сигнала рекомендовано использовать кабель с повивом и экраном.

если нужно снизить влияние сопротивления длинного провода, то с датчика сигнала лучше снимать токовый сигнал.

[_Vova]

синфазную помеху помогает ослабить продольный трансформатор.
опишите подробнее ваш сигнал, используемый кабель и ожидаемые источники помех...

Эскизы прикрепленных изображений

 

[shkal]

На схеме датчик изолирован от земли.

[l-e-o-n-a-r-d-o]

На вашей схеме операционный усилитель используется в режиме повторителя

я изобразил схему усилителя условно. То не повторитель, то я изобразил подключение земли усилителя.

Типы датчиков могут быть любые, я разрабатываю схему "универсального входа" который должен измерять напряжение 0-10В, ток 0-20мА, сопротивление до 3кОм. Вот моя тема про это: http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=94587

ожидаемые источники помех: сетевые наводки, импульсные помехи др.устройств, помехи от других кабелей (силовых).

вот входная схема подобного фирменного устройства: http://electronix.ru/forum/index.php?act=a...st&id=60696

Одна клема там заземлена. При этом они обещают измерение сопротивления при проводе до 85м током в 0,3мА. Ну тогда вопрос.. а как же помехи? ниужели их нету на таком проводе? а если есть, то за счет чего выделяется полезный сигнал?
По логике вещей - должен быть дифф усилитель на входе. Но так как одна клема заземлена, есть ли толк от дифф усилка? Тогда как оно работает?

_Vova
а с какой книжки эта картинка?

[_Vova]

книга
Гальперин М. Практическая схемотехника в промышленной автоматике 1987.
и еше по теме:
Отт Г. Методы подавления шумов и помех в электронных системах. 1979

[l-e-o-n-a-r-d-o]

Спасибо, уже прочитал часть книги Гальперина, очень познавательно.