Организовать экранирование платы сбора данных, Компьютер-Плата-Датчик Опции

[Crowbar]

Потребовалось ввести в плату гальваническую развязку- появились вопросы, связанные с экранированием, защитой от внешних помех.

Прикрепил рисунок расссматриваемого варианта. С внешним миром прибор связан через USB и провод датчика. Причем датчик "висит в воздухе". Корпус цельнометаллический. На картине вопросами помечены спорные места. Т.е вопрос можно поставить так: допустим, TVS'ы от линий датчика и экран кабеля я повесил на корпус, TVS'ы линий USB- на оплетку USB кабеля- как далее завязать между собой: корпус, плату, оплетку USB?

Во время использования вся система компьютер-плата-датчик может быть и не заземлена.

Возможно я криво сформулировал вопрос

Прикрепленные файлы

 Electronix.bmp ( 29.37 килобайт ) Кол-во скачиваний: 69

 

[Crowbar]

А для чего этот диод? Для защиты от статического импульса центральной жилы кабеля. Вот и надо этот диод повесить между центральной жилой кабеля и аналоговой землёй DC-DC преобразователя. Тогда в случае импульсной помехи, она будет закорочена на экран кабеля и ничего не произойдёт. В случае же прохода помехи через паразитную ёмкость DC-DC преобразователя на цифровую землю и корпус прибора опять же, сработает защитный диод и аналоговая схема не будет повреждена. А если его вешать на корпус, то через ёмкость этого диода помехи с корпуса повалят в аналоговую часть.

Если я повешу защитный диод между сигнальными жилами и аналоговой землей, то как же импульсная помеха стечет на корпус- только через паразитную емкость DC-DC. Элементами защиты будут PESD, у них емкость типовая 0.25 пик, что на 2 порядка меньше паразитной емкости DC-DC. Ваш вариант я изобразил на рисунке (оранжевый цвет- помеха по сигнальным проводам, красная- по экрану)- поправьте, если я что-то не пропарсил

Эскизы прикрепленных изображений

 

[MaxPIC]

Если я повешу защитный диод между сигнальными жилами и аналоговой землей, то как же импульсная помеха стечет на корпус- только через паразитную емкость DC-DC. Элементами защиты будут PESD, у них емкость типовая 0.25 пик, что на 2 порядка меньше паразитной емкости DC-DC. Ваш вариант я изобразил на рисунке (оранжевый цвет- помеха по сигнальным проводам, красная- по экрану)- поправьте, если я что-то не пропарсил

Экран кабеля не должен быть соединён с корпусом, он должен быть соединён с аналоговой землёй. TVS диод нужен для подавления переходных процессов: http://www.semtech.com/pc/downloadDocument.do?id=509 Соответственно диод должен соединять центральную жилу кабеля и его оплётку, которая должна быть соединена с аналоговой землёй у DC-DC преобразователя. Если Вы соедините диодом оплётку кабеля и корпус, то в случае возникновения помехи на аналоговую часть (она же в воздухе висит), на ней относительно корпуса появится изменяющееся напряжение (например 50 Гц). Диод срабатывает при превышении clamping voltage, поэтому потенциал аналоговой платы будет судорожно дёргаться при открытии/закрытии диода и ни к чему хорошему это не приведёт.
В инете есть на эту тему статейка интересная: http://www.coleparmer.com/techinfo/techinf....htm&ID=945 там только сказано, что нужен диссипационный элемент, а в статье: http://www.datatranslation.com/docs/whitep...and_dangers.pdf сказано, что по идее сама аналоговая часть должна рассеять заряд. В итоге, первое - ставить TVS надо обязательно, чтобы не повредить микросхему. Второе - не соединять ни аналоговую землю, ни один из проводников кабеля с корпусом. Третье - если очень хочется "прикрепить" плавающую аналоговую землю относительно корпуса, то я бы установил один диод типа http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/NUP2105L-D.PDF Помеху до 40 В Вам вряд ли удастся навести, изоляция DC-DC выдержит такое напряжение несомненно, а вот в случае превышения - пусть в качестве диссипационного элемента поработает диод, "спустив" заряд на корпус.
И ещё, как у Вас на схеме земля появилась? Устройство ведь переносное? И не забудьте дроссель по шинам питания USB, чтобы в случае утечки электростатического заряда с корпуса переносного устройства на ноутбук не было импульса тока.