Гальваническая развязка аналогового сигнала, от DC до 15МГц Опции

[sergunas]

Подскажите, пожалуйста, схемотехнические решения по гальванической развязке входного аналогового сигнала в частотном диапазоне от DC до 15МГц. Спасибо.

[Guest_@Ark_*]

трансформаторную гальваническую развязку всегда ставил на любой аналоговый вход, пока не столкнулся с постоянным уровнем...

Можете выложить пример подобной развязки (часть схемы), чтобы было понятно о чем речь?

[sergunas]

Можете выложить пример подобной развязки (часть схемы), чтобы было понятно о чем речь?

да, пожалуйста, такая незамысловатая схема:

Вы нигде не сообщили каковы требования к полосе пропускания, линейности и динамическому диапазону. Если Вас устроит завал АЧХ 2-3dB на 15mHz и уровень сигнала от 0 до 1V, то для гальванической развязки дешевле всего будеть применить усилитель на оптроне HCPL4562. Его описание, включая схему включения, находится здесь. Проверено.

спасибо, полоса 17МГц это прям то, что нужно, к сожалению, пока к линейности и динам. диапазону требований не знаю, постараюсь уточнить

[sergunas]

если, немного требования озвученные в теме по полосе снизить до 200Гц - 15МГц, это что-нибудь облегчает?
Можно было бы поставить в параллель два трансформатора: на НЧ (200Гц-4КГц) и ВЧ (4КГц - >50МГц), но не могу найти трансформаторы низкочастотные в индустриальном температурном диапазоне...

[Ariel]

если, немного требования озвученные в теме по полосе снизить до 200Гц - 15МГц, это что-нибудь облегчает?
Можно было бы поставить в параллель два трансформатора: на НЧ (200Гц-4КГц) и ВЧ (4КГц - >50МГц), но не могу найти трансформаторы низкочастотные в индустриальном температурном диапазоне...

2 трансформатора в параллель будут работать гораздо хуже, чем каждый из них по отдельности.

[sergunas]

2 трансформатора в параллель будут работать гораздо хуже, чем каждый из них по отдельности.

ну а что делать, надо компромисс какой-то найти...
Ещё дополнительная информация такая: источник входного сигнала с очень шумной землёй (из-за высоковольтных напряжений 25кВ, больших токов потребления) с опасностью (в случае выхода из строя блока) высоковольтных помех, выжигающих (по опыту) цифровую часть приёмного блока.
Требований по линейности и динамическому диапазону не предъявляются, т.е. пока насколько сможем сделать настолько, как говорится, сможем.

[тау]

ну а что делать, надо компромисс какой-то найти...
Ещё дополнительная информация такая: источник входного сигнала с очень шумной землёй (из-за высоковольтных напряжений 25кВ, больших токов потребления) с опасностью (в случае выхода из строя блока) высоковольтных помех, выжигающих (по опыту) цифровую часть приёмного блока.
Требований по линейности и динамическому диапазону не предъявляются, т.е. пока насколько сможем сделать настолько, как говорится, сможем.

Вы надеетесь на "идеальную " гальваническую развязку , с гипотетической нулевой проходной емкостью, забывая что трансформаторы, особенно низкочастотные , имеют весьма заметную межобмоточную емкость, через которую "проскочат" импульсы от суровых процессов на 25 кВ стороне. И все равно всё погорит на "изолированной" стороне.
Вас может быть только спасет опторазвязка волокном . На "горячей" стороне надо поставить АЦП, сериалайзер 40-60 МБайт/с в поток 440 -660 Мбит/с , если 8 разрядов мало - ставите 2 сериалайзера. Выходы сериалайзеров через какие-нить SFP модули по оптике гоните на развязанную часть системы и десериализуете. имхо


еще вариант - перенести спектр повыше ( с потерей некоторой точности порядка процентов) На ВВ стороне поставить модулятор или перемножитель, работающий на частоте к примеру 100MHZ. На приемной стороне - такой же перемножитель (уже как демодулятор с ФНЧ 15MHZ) . тактовую частоту гетеродина подавать от одного опорного генератора например по волокну одинаковой длины (или через махонькие но электропрочные трансформаторы с малой проходной емкостью). Перенос спектра вверх просто позволит снизить проходную емкость между двумя сторонами. Точное восстановление DC уровня подстраиваете фазой гетеродина на приемной стороне в небольших пределах.

Сообщение отредактировал тау - Oct 19 2011, 08:38

[rudy_b]

...еще вариант - перенести спектр повыше ( с потерей некоторой точности порядка процентов)
...

Это, скорее всего, оптимальный вариант, особенно если не нужно точно передавать постоянную составляющую (но и это вполне возможно). Но, чтобы избежать некоторых проблем, лучше использовать два канала с дифференциальной модуляцией (когда в одном канале амплитуда растет - в другом снижается). И не нужна дополнительная частота - синхронное детектирование - по самому сигналу. А если каналы будут работать в противофазе - это еще и помехи поможет подавить. ВЧ транс обеспечит минимальную емкость, что крайне важно при таком уровне помех.

Можно использовать и частотую модуляцию. А вот с оптикой будет заметно сложнее, хотя и лучше. Прийдеться как-то питание дальнего конца обеспечивать, а это емкость и пролезание помех.

Есть и еще один забавный способ, его использовали в старых энцефалографах - он вообще не требует постоянного напряжения питания датчиков. Делается генератор на контуре с двумя обмотками. Генератор - на приемной стороне, а, на отдельной обмотке контура, ставится варикап, на который подается входной сигнал (ессно развязанный фильтром). Нужное смещение по постоянному напряжению обеспечивается выпрямлением сигнала генератора. Входной сигнал изменяет емкость варикапа и, соответственно, резонансную частоту генератора. Линейность, конечно безобразная, но, если нет особых требований...

Аналогично можно подавать на ВЧ трансформатор сигнал с генератора, и модулировать его нагрузку (на вторичной обмотке) входным сигналом. При этом питание датчика будет браться от самого сигнала генератора. Ну и т.д. и т.п.