Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: шум от источника питания
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Сайт и форум > В помощь начинающему > Схемотехника
Ariel
Имеется устройство, предназначенное для передачи данных через кабель CAT5. Устройство состоит из двух коробочек: передатчика и приемника. Для связи с CAT5 используются 10Gbase-T трансформаторы H1008 (PULSE), причем через central pоint этих трансформаторов передается 48V для питания приемника, так что передатчик и приемник питаются от одного источника. В качестве этого источника используется этот 220V/48V regulator. Все блоки передатчика и приемника гальванически изолированы от 48V.
Корпус передатчика и приемника металлический. Проблема в том, что если имеется гальвагическая связь между коробочкой 48V источника и коробочкой передатчика, а CAT5 имеет металлическую оплетку (соединенную, естествено, с корпусами передатчика и приемника)б то резко возрастает количество ошибок передаваемого сигнала. Если 48V источник изолировать от коробочки передатчика, и следовательно от оплетки CAT5, то все работает хорошо. Как обьяснить это явление, и существует ли другое решение? Дело в том, что то коробочки уже изготовлениы, и вносить в них изменения непросто?
XVR
Не очень понятна схема включения всего этого хозяйства.
В любом случае посмотрите в сторону схем PoE - это как раз ваш случай
paskal
Цитата(Ariel @ Jul 24 2011, 10:31) *
Корпус передатчика и приемника металлический. Проблема в том, что если имеется гальвагическая связь между коробочкой 48V источника и коробочкой передатчика, а CAT5 имеет металлическую оплетку (соединенную, естествено, с корпусами передатчика и приемника)б то резко возрастает количество ошибок передаваемого сигнала. Если 48V источник изолировать от коробочки передатчика, и следовательно от оплетки CAT5, то все работает хорошо. Как обьяснить это явление, и существует ли другое решение?

Вообще то во избежание помех, металлическая оплетка не должна заземляться в 2-х местах, а только в одном. Иначе говоря земляная цепь не должна образовывать замкнутых петель. Т.е. если я правильно вас понял, у вас изначально сделано не как надо.
Ariel
Цитата(XVR @ Jul 24 2011, 13:41) *
Не очень понятна схема включения всего этого хозяйства.
В любом случае посмотрите в сторону схем PoE - это как раз ваш случай

Да, это действительно POE. Простите за корявость рисунка. Левая часть-приемник, правая - передатчик.
Как я предполагаю, дополнительные помехи в экранированном кабеле CAT5 возникают из-за токовой петли, ведь внутри источника 220V.48V имеется пара конденсаторов между его корпусом (коробочкой) и входом 220V.
В то же время к выходу приемника подключается монитор, который питается от сети 220V, а следовательно земля приемника через имеющийся в блоке питания монитора конденсатор (порядка 1nF-2nF) тоже связана с сетью 220V. Или, может быть, на металлической коробочке блока питания наводится помеха от магнитного поля трансформатора, и вот эта помеха создает шумы?

Цитата(paskal @ Jul 24 2011, 17:47) *
Вообще то во избежание помех, металлическая оплетка не должна заземляться в 2-х местах, а только в одном. Иначе говоря земляная цепь не должна образовывать замкнутых петель. Т.е. если я правильно вас понял, у вас изначально сделано не как надо.

металлическая оплетка заземлена именно в 2-х местах: со стороны приемника, и со стороны передатчика. С обоих сторон применено согласование Bob-Smith, то есть 75 oHm резисторы. Допустим, я оставлю заземление оплетки только со стороны приемника. В этом случае помехи от коробочки блока питания действительно отсутствуют. Но будет ли при этом обеспечена достаточная помехоустойчивость (radiated field Immunity)? Проверить это я не могу, нет такого оборудования. А потом, судя по книгам и статьям, для высоких частот (более 10mHz) кабель как раз рекомендуется заземлять с обоих сторон? Да и смысл схемы Bob-Smith как раз в том и состоит, чтобы согласовать пары кабеля относительно земли? Или я чего-то не понимаю? rolleyes.gif
Ariel
Цитата(paskal @ Jul 24 2011, 17:47) *
Вообще то во избежание помех, металлическая оплетка не должна заземляться в 2-х местах, а только в одном.

вот тут утверждается следующее (цитирую):
" Заземлять кабель с одного или обоих концов — зависит от используемых в кабеле частот. Для высокочастотных сигналов кабельная система STP должна заземляться, как минимум, с обоих концов кабельной проводки и оно должно быть постоянным. Экран, заземленный только с одного конца, не эффективен, как минимум, против помех от магнитного поля"

=AK=
Цитата(Ariel @ Jul 25 2011, 03:26) *
Как я предполагаю, дополнительные помехи в экранированном кабеле CAT5 возникают из-за токовой петли, ведь внутри источника 220V.48V имеется пара конденсаторов между его корпусом (коробочкой) и входом 220V.
В то же время к выходу приемника подключается монитор, который питается от сети 220V, а следовательно земля приемника через имеющийся в блоке питания монитора конденсатор (порядка 1nF-2nF) тоже связана с сетью 220V.

Скорей всего, дело именно в этом.

Используйте более дорогие БП, которые подключаются к сети вилкой с заземлением. У них нет конденсаторов, связывающих первичку и вторичку, поскольку при трехпроводном подключении к сети разработчики БП могут уложиться в требования по EMI без этих кондеров. В качественных БП еще и экранчик заземленный проложен между первичкой и вторичкой. Проверить, хороший у вас БП или нет, довольно просто: померяйте мультиметром АС ток, который стекает с ненагруженной вторички на настоящую землю. У хорошего БП его практически нет, а у обычных - такой ток, какой течет через кондер величиной от 1 до 4.7 нФ.

Цитата(Ariel @ Jul 25 2011, 03:26) *
будет ли при этом обеспечена достаточная помехоустойчивость (radiated field Immunity)?

Странно, у вас конкретно устройство глючит, а вы о довольно умозрительных материях беспокоитесь.

Цитата(Ariel @ Jul 28 2011, 17:31) *
вот тут утверждается

Очевидно, что это утверждается для случая, когда сама система сделана правильно и не имеет источников помех в своем составе.
ValeriyM
Цитата(Ariel @ Jul 24 2011, 21:56) *
Да, это действительно POE. Простите за корявость рисунка. Левая часть-приемник, правая - передатчик.
Как я предполагаю, дополнительные помехи в экранированном кабеле CAT5 возникают из-за токовой петли, ведь внутри источника 220V.48V имеется пара конденсаторов между его корпусом (коробочкой) и входом 220V.


Проблема может быть и в мостах. Я так понимаю - защита от дурака. Но они могут выполнять роль модулятора. Данная проблема была очень хорошо освещена в журнале радио, не помню номер, надо искать. Решалось она просто - конденсаторы шунтирующие диоды моста.
ValeriyM
Цитата(ValeriyM @ Jul 28 2011, 14:55) *
Данная проблема была очень хорошо освещена в журнале радио, не помню номер, надо искать.



Нашел.

"Мультипликативные помехи от источников вторичного электопитания."
Д.Авдонин, А.Гречихин

Журнал Радио, 2, 2002 г., стр 62

посмотреть можно здесь http://www.chipinfo.ru/literature/radio/200202/p62-63.html
продолжение http://www.chipinfo.ru/literature/radio/200203/p64.html

Ariel
[/quote]
Цитата
Проблема может быть и в мостах

to ValeryM
Спасибо за ссылку, но дело в том что мы применяем готовый покупной модудь питания, и не можем вносить в него изменение.

Цитата
вы о довольно умозрительных материях беспокоитесь.

To AK
помехоустойчивость - параметр очень важный. Например я проверял как работает система, если заземлить кабель CAT5 только со стороны приемника, в этом случае любая внешняя помеха, например включение/выключение люминисцентных ламп в лаборатории, вызывает сбой.

Появилась дополнительная информация, вследствии чего вопрос можно считать решенным. Мы достали образцы модулей питания 220V/48V LS35-48 от TDK-LAMBDA. Эти модули имеют такие же точно размеры, что и модули от MEANWELL, и даже такое же расположение крепежных отверстий, но шумят гораздо меньше, смотрите приложенные осциллограммы. Осциллограммы сняты осциллографом TDS2012, подключенным через импульсный высокочастотный трансформатор (чтобы отфильтровать 50Hz) между входами NEUTRAL и GND модуля. Как видно из фотографий, амплитуда шума модуля MEANWELL составляет почти 6V, в то время как амплитуда шума LAMBDA всего 1.9V. Так что вернем модули MEANWELL поставщику и применим LAMBDA. Последние можно не изолировать от оплетки кабеля CAT5, они и так хорошо работают, проверено.
Спасибо всем, кто откликнулся.
rolleyes.gif
Ariel
Мы отправили указанные модули MEANWELL на экспертизу в Институт стандартов, и получили следующий результат Conducted Immunity Test.
Мой совет коллегам: не верьте тому, что производитель блоков питания пишет на своей продукции. Если на блоке есть значки CE, UL, и т.д. то это еще не означает что так есть на самом деле.
Microwatt
Цитата(Ariel @ Aug 7 2011, 11:38) *
Мы отправили указанные модули MEANWELL на экспертизу в Институт стандартов, и получили следующий результат Conducted Immunity Test.

'Ariel', спасибо!
Немного поковырявшись в разных MEANWELLах, я давно подозревал что это так, но документ - не просто догадки.
zltigo
QUOTE (Microwatt @ Aug 7 2011, 10:53) *
Немного поковырявшись в разных MEANWELLах, я давно подозревал что это так, но документ - не просто догадки.

Вообще-то очень странные картинки. Имеем какие-то два шаблона, похоже верхний типа для пиковых шумов, нижний "ну в основном шумы должны быть под ним". Откуда эти шаблоны взялись допустим не интересно. Интересно другое, что собственно работающий скорее всего на частотах всего-то порядка 60KHz MeanWell на этой частоте и вообще до мегагерц 6 в шаблон вкладывается. После десяти мегагерц с хвостиком - тоже. Странные какие-то эти ~8MHz. Да и сам уровень шумов в том месте, где в шаблон не лезет +60dBuV -
типа один милливольт. Типа из-за того, что в "розетку" пролезает 1mV чего-то там у кого-то совсем не работает? Допустим, что невлезание в какой-то шаблон при измерении "в институте стандартов" послужит Автору формальным поводом к возврату блоков питания. Но это повод, а не причина. А что в этих MeanWell-ах при копании выяснилось? Те, что я видел были банальные блочки на UC3842. Все, как у всех.

QUOTE (Ariel @ Aug 1 2011, 06:27) *
между входами NEUTRAL и GND модуля

Собственно, если производитель не запихнул между ними какой-нибудь резисторо-конденсатор, то там "воздух" и конструктивные паразитные емкости-индуктивности. Вы типа на них жалуетесь? Может лучше думать о том, что они по любому будут иметь место в любом источнике и о них надо знать и уметь нетрализовывать?
Ariel
Цитата
+60dBuV - типа один милливольт.

+60dBuV - это 1 вольт, а не 1 милливольт. Почитайте википедию.
zltigo
QUOTE (Ariel @ Aug 7 2011, 19:01) *
+60dBuV - это 1 вольт, а не 1 милливольт. Почитайте википедию.

Милый Ariel, а можно я НЕ буду читать то, что должно быть всосано с молоком матери? А, наоборот, Вы хотя-бы вспомните школу и десятичные логарифмы.
Дело в том, +60dB относительно одного МИКРОВОЛЬТА это всего один милливольт. Не обсуждаемо sm.gif. Если-бы Вашей на картинке было написано dBmV, тогда-бы имели +60dBmV - то есть действительно вольт.
ValeriyM
Цитата(Ariel @ Aug 1 2011, 08:27) *
to ValeryM
Спасибо за ссылку, но дело в том что мы применяем готовый покупной модудь питания, и не можем вносить в него изменение.


Вообще-то я предлогал зашунтировать ваши диоды.
zltigo
QUOTE (ValeriyM @ Aug 7 2011, 21:12) *
Вообще-то я предлогал зашунтировать ваши диоды.

Вообще-то они тут к Вашему журналу Радио ни сном ни духом. Проблемы Автора просто в организации разумного заземления всей этой конструкции, начиная с блока первичного питания. Заземление, кстати, на рисунке просто не показано. Очевидно по причине того, что Автор не придал ему никакого значения, хотя использовал с системе три импульсных источника питания. После чего еще соединив что-то с чем-то экраном кабеля, получил проблемы.
ValeriyM
Цитата(zltigo @ Aug 7 2011, 23:40) *
Вообще-то они тут к Вашему журналу Радио ни сном ни духом. Проблемы Автора просто в организации разумного заземления всей этой конструкции, начиная с блока первичного питания. Заземление, кстати, на рисунке просто не показано. Очевидно по причине того, что Автор не придал ему никакого значения, хотя использовал с системе три импульсных источника питания. После чего еще соединив что-то с чем-то экраном кабеля, получил проблемы.


Ну, журнал не мой.

Проверить можно б было. Ничего страшного подключить несколько кондеров на пробу. А здесь также возможна модуляция сигнала.

На счет заземления.
Всяк бывает. Был у меня случай. Работало одно устройство, работало хорошо. Однажды прихожу - шумы неимоверные. Начинаю разбираться и выхожу - шумит кабель, но только тогда, когда он соединен с блоком питания - т.е. шина земля с корпусом блока пититания. Блок питания покупной, импульсный. Потребитель (копм с АЦП) имеет свой импульсный блок питания, это понятно. Соединение было и раньше и не быть не может конструктивно, корпуса металические и находятся на одном шасси (стойка). Заземление проблемы не сняло. Отсоединяю разъем от устройсва, ничего не изменилось. Замечаю, что выключение блока питания снимает проблему. Шумы на выходе кабеля пропадают, но и схема то работать не будет. Прозваниваю, разбираю разъемы, ничего. Решаю заменить кабель. Все заработало как часы. Выясняю - помошник заменил кабель вчера, срочно понадобился в другое место, времени бегать на склад и получать новый не было. Снял, отдал, потом поставил новый, мне не сказал. На утро картина Репина - преплыли. Почему другой кабель выдал такое? не знаю. Отложил в сторону.
Чтоб отмести вопросы - устройство многоповторяемое, кабель 37 жильный, сигнальный - связь между устройством и АЦП. Шумы по всем 16 каналам АЦП. Питание на устройство поступает по другому, специальному кабелю. Такое было только с одним кабелем. Предположения есть, но проверять не стал, затраты на кабель не стоят затрат рабочего времени.
halfdoom
В похожем случае производитель попросил выслать фото платы бока питания, после чего с радостью сообщил об отсутствии на ней "некоторых важных" деталей (снабберы вокруг диодов), и предложил либо запаять самим, либо вернуть продавцу.
Ariel
[/quote]
Цитата
+60dB относительно одного МИКРОВОЛЬТА это всего один милливольт

Да, тут я ошибся, принял единицы напряжения за единицы мощности. Вы правы, речь идет о милливольтах. Но это не значит, что шумы модуля измеряются милливольтами. Не путайте частотное распределение спектра сигнала с самим сигналом. Полоса пропускания спектроанализатора составляет 9kHz. Если уровень шума широкополосного и примерно распределенного по спектру шума при прохождении через 9kHz фильтр составляет 1mV, то при прохождении через 900kHz фильтр оно будет примерно 100mV. Реальные напряжения шумов я проверял осциллографом, можете их посмотреть выше, и они составляют не милливольты, а вольты (примерно 6V). Поэтому вывод однозначный: блок питания годится может, быть, для питания электромотора, но совершенно не годится для питания точных электронных устройств. Как я уже писал выше, наше устройство работает нормально с блок питания другого изготовителя.

to ValeryM
Шунтирование диодов мостов конденсаторами не поможет.
Вот посмотрите путь помехи на приложенном рисунке. Пунктирный прямоугольник слева - это блок питания, который создает помеху (обозначена кружком). Эта помеха приложена между проводами "Neutral" и "GND', а поскольку GND соединен с опленкой кабеля CAT5, то по указанной оплетке проходит ток помехи.
Rst7
QUOTE
Полоса пропускания спектроанализатора составляет 9kHz. Если уровень шума широкополосного и примерно распределенного по спектру шума при прохождении через 9kHz фильтр составляет 1mV, то при прохождении через 900kHz фильтр оно будет примерно 100mV.


"I знову двiйка, Носенко!" (ЦЭ)

Внезапно там корень квадратный из полосы фигурирует wink.gif

QUOTE
Реальные напряжения шумов я проверял осциллографом, можете их посмотреть выше, и они составляют не милливольты, а вольты (примерно 6V).


Чего там можно на осциллографе углядеть - непонятно. Сферический конь в вакууме. Вы бы поинтересовались для начала, каким образом производится измерение помех в питающую сеть.
ValeriyM
Цитата(Ariel @ Aug 8 2011, 11:10) *
to ValeryM
Шунтирование диодов мостов конденсаторами не поможет.
Вот посмотрите путь помехи на приложенном рисунке. Пунктирный прямоугольник слева - это блок питания, который создает помеху (обозначена кружком). Эта помеха приложена между проводами "Neutral" и "GND', а поскольку GND соединен с опленкой кабеля CAT5, то по указанной оплетке проходит ток помехи.


Вообще-то по вашей первой схеме, что от руки, другой путь получается и диоды как раз в цепи. А здесь я не понял, как Ваш второй блок от 220 питается, когда по схеме от 48. Или что-то не так. Не договариваете.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.