Здравствуйте.

Если 2 провода находятся близко друг к другу и на одном из них возникает импульс амплитудой 5А, то на втором будут наводки?

Как их рассчитать и можно ли этого как то избежать не разнося провода на расстояние?


На самом деле это не провода, а щупы и их не 2, а 4. Через 2 щупа течёт ток известной величины через образец, другие 2 измеряют падения напряжение на образце и в эти 2 щупа ток не затекает, если только пА.

Все 4 щупа расположены параллельно друг другу, на расстоянии примерно 1мм и закреплены на жёсткой головке.

Наводки на щупах которые мериют падение напряжение, я думаю, будут? А как их рассчитать и может быть устранить их можно? Или уменьшить?

Mentor Hyperlynx может такое рассчитывать.

Как избежать:
1 Разнести провода на разные слои платы, поместив между ними земляной слой. То есть разносим по вертикали.

2 Поместить между проводами третий провод, подключенный к земле, желательно с переходными отверстиями.

3. Ограничить скорость нарастания напряжения на проводе-агрессоре, помеха уменьшится.

4. Найти толковую книжку по SI (Signal Integrity) и читать, читать, читать....


Удачи!

Наводки будут обязательно. Если на проводе возникает импульс напряжения... Если проводник не включен в электрическую цепь (ток не течет), он работает как излучающая антенна, а второй, соответственно, как приемная антенна. Дальше радиотехника (длина волны, согласование антенн и т.д.) Если в проводнике течет ток, то расчеты следует проводить исходя из взаимной индуктивности двух проводников. Наверное так.
Избежать помех нельзя, против физики не попрешь. От них можно в той или иной степени защититься.

Ток течёт - причём достаточно большой - 5А.

Там суть такова - это не провода как таковые, а просто 2 иглообразных щупа, даже не 2, а 4. Все 4 щупа должны представлять собой головку измерительного прибора и закреплены они жёстко на расстоянии примерно 1мм друг от друга. По 2-м из них пропускается импульс напряжения(тока) через измеряемый образец. 2 другие щупа снимают падение напряжения на образце - и при чём через эти 2 щупа ток практически не течёт - ну может пА(это чтобы ошибки в измерении падения напряжения не было). Это так называемый четырёхпроводный способ измерения электросопротивления.

У меня такое ощущение что наводки на те 2 щупа через которые ток не течёт будут от тех 2 щупов через которые 5А.

Там в самом начале я наверное не правильно написал, что напряжение 5В.






У меня не проводники на печатной плате, а именно провода - ну или щупы, расположенные близко друг к другу. Хотя, конечно наводки будут такого же типа, что и на печатной плате.

Если ток постоянный, то для наводок от протекающего тока нет причины. И, тем не менее, лучше токовые и потенциальные провода разнести в пространстве. А с помехами, наведенными радиочастоными полями, бороться фильтрами дифференциальных/синфазных помех на входе измерительного устройства.

Пугающая Вас наводка будет замыкаться через образец - ведь между иголками он шунтирует наводку...
Будет кратковременная "магнитная часть". Ее можно оценить замыкая потенциальные иголки рядом с образцом - без касания. Измерения должны проводиться после ее "умирания", - когда ток установится. Если сопротивление образца большое, то можно сделать экраны на измерительные иголки. Потенциал экранов поддерживать повторителями на ОУ. Но это уже второй или третий порядок.

Ток не постоянный, а импульс с постоянной амплитудой и длительностью порядка 5мс.

Разнести щупы к большому сожалению не могу, теряется разрешение измерения.

А эти наводки от этого импульса тока будут синфазны к измерительным щупам? И как их хотя бы примерно прикинуть?

Просто если эти наводки синфазны, то можно использовать инструментальный усилитель и подавить их? или нет?



Можно поподробнее об этом.

Просто я не очень хорошо в электродинамике разбираюсь.

ЭМ наводка будет шунтироваться через образец - ЭДС наведётся в обоих измерительных щупах, но так как ток не течёт в по этим щупам, то весь ток вызванный этими ЭДС потекёт через образец - это вы имели в виду?

А ЭДС наведётся в обоих щупах - отличная друг от друга?

Ток у меня в импульсе, а не постоянный - импульс 5А.

Если более точно, импульс представляет собой резкий скачок до 5А, и последующее разряжение по экспоненте - в общем кондёр, исппользую для этого. Ток я могу определить, это сейчас не суть дела.

Вот этот импульс, создаст помехи?

И ещё - сопротивление образца маленькое - поэтому и ток такой большой.

Второе обстоятельство помогает в борьбе с первым.
А почему Вы так просто разряжаете конденсатор? Как Вы потом будете измерять то, что собираетесь? Интегрировать оба сигнала, а потом делить?
Можно же поставить стабилизатор. Импульсный.

Там будет стоять токоограничивающий резистор, ограничивающий ток в 5А. А поскольку измеряемое сопротивление будет во много-много раз меньше токоограничивающего, то ток практически меняться не будет.

Для того что-бы измерить этот ток, будет использоваться эталонный резистор, то-же много меньше токоограничивающего. Падение на эталонном и измеряемом сопротивлении будет оцифровываться одновременно - ну всё просто высчитывается.

Так, получается эта помеха, если я правильно понял ваши объяснения, будет создавать дополнительный ток через измеряемый образец?

Как это? Ток будет спадать по экспоненте. Это, по Вашему мнению, практически, константа? Даже при временах много меньше постоянной времени будет линейная зависимость от времени. Поставьте ОУ и транзистор, который будет держать постоянное напряжение какое-то время - пока емкость не разрядится. Будет лучше ведь? И в любом случае... ток не будет постоянным - контакты, нагрев образца и т.п.
А поняли Вы меня неправильно. Откуда дополнительный ток?

Постоянная времени экспоненты 5мс примерно, ничего не мешает за пару микросекунд оцифровать напряжение одновременно с эталонного и измеряемого сопротивления.

ЭМ наводка будет шунтироваться через образец - как я понял, это значит, что из-за наводки, возникнет ЭДС, которое вызывает дополнительный ток через образец?

ЭМ наводка будет шунтироваться через образец - объясните поподробнее.

Какой Вы быстрый... А с какой точностью? Флаг Вам в руки тогда. Шунт у Вас с какой индуктивностью? Провода... емкости разные.
Усилители с какой полосой? Какое у них время установления до нужной Вам точности?

Тока не будет - у Вас же высокоомные потенциальные выводы.
Наводка между двумя крайними электродами будет шунтироваться образцом.

Тут наверное нужна схема.
Кондёр - возьмём 4700мкФ.
Сначала полевик закрыт и кондёр заряжается. После чего полевик открывается о кондёр разряжается через токоограничивающее, эталонное и измеряемое сопротивление.

Кондёр я собираюсь заряжать до 5В(максимум что выдаст USB - я подразумеваю такое питание). Токоограничивающий резистор 1 Ом. Измеряемые сопротивления до 1мОм, с шагом там видно будет. Эталонный резистор например 5 мОм или 10 мОм.

Итак у нас возник скачок тока в 5А. Если посмотреть спектр сигнала - ну скачок + дальнейшая разрядка с постоянной времени t=4700мкс. То практически вся энергетическая часть будет лежать в диапазоне от 0 до 1кГц. Да если ограничить спектр 1кГц, то резкого скачка мы и не увидим - увидим постепенное нарастание. Но даже оно позволит получить хороший ток в импульсе.

Для усиления падения напряжения на измеряемом сопротивлении я хочу выбрать AD627, который при усилении примерно в 300 раз даёт полосу пропускания примерно 1кГц. Достаточно малая ПП уменьшит собственные шумы усилителя.

Для измерения падения на эталонном резисторе можно выбрать тоже какой-нибудь малошумящий усилитель. И как я всё предполагаю поставить фильтр на его входе - ограничить ПП до 1кГц.


Существуют АЦП с возможностью мерить по 2 каналам одновременно и обеспечивающие быстродействие до 1MPSM. За эту 1 мкс конденсатор разрядится на очень маленькую величину, которая в итоговый результат не внесёт изменений.
И вот как только этот скачок, который уже не скачок а плавное нарастание нарастёт до своего пика мы и начинаем кучу своих измерений. Потом вычисляем для каждых измерений измеряемое сопротивление и усредняем результаты.

Какую точность я хочу получить - приемлемую.

Провода... ёмкости разные - это вы имеете в виду что провода которые обладают своей ёмкостью и из-за этого у меня будут различаться сигналы на 2 каналах АЦП - этого я не учёл, но я не думаю что у них такая большая ёмкость. Вообще, они обладают ёмкостью?

Шунт у Вас с какой индуктивностью? - объясните данный вопрос.
Шунт чего?

Не получится чисто активный делитель для таких времен. Я так думаю. Попробуйте. Но какой смысл открывать транзистор полностью, когда можно это сделать аккуратно, поддерживая напряжение (4 или 3 вольта будут долго стоять ) или даже ток, используя обратную связь с шунта, и не связываться с высокочастотными АЦП. Вы собираетесь чем-то с двух каналов собирать каждую микросекунду?

Не шунт, а шут... Гороха...

Спецификация USB ограничивает ток на уровне 500 миллиампер (0.5 А).
Как и емкость конденсатора по цепи питания - 10 микрофарад.
Ах да, USB-3 даже 0.9 А.

А ничего, что даже гипотетически предполагаемые 5 ампер будут только в начале зарядки?
По мере заряда конденсатора ток при данной схеме построения цепи (резистор 1 Ом) будет падать.

Топикстартеру неплохо бы подучиться, если работает. Ну или в армию, если учится...

Ага, вижу схему. Беру свои слова обратно.

Он ведь не сказал, через какой резистор он будет заряжать. Про разрядный сказал.

Кому скажите нужен ваш ток в 5А для заряда. Если бы USB выдавал ток в 5А, то и смысла в накопительном конденсаторе не было - Сразу 5А выдавать в нагрузку и всё.

Ключ по вавшему зачем используется в той схеме. Кондёр заряжается до 5В, и нам не важно каким током он будет заряжаться. После ключ замыкается и кондёр разряжается через малые сопротивления. Что приводит к броску тока!!!

Ёмкость конденсатора по цепи питания USB ограничена 10 микрофарад - честно, не знал. Можно ссылочку. С чем это ограничение связано?