Messen der Brummspannung mit On-Board-Komponenten. Ist es möglich?

Ich entwerfe eine Schaltung mit einem sehr empfindlichen analogen Teil. Um SMPS-Rauschen von einem normalen Netzteil zu eliminieren, verfügt das Gerät über ein eigenes Nicht-SMPS-Netzteil, gefolgt von einem extrem rauscharmen Linearregler (LT3042). Aber auch danach sieht das Gerät immer noch Geräusche aus der Netzsteckdose, wenn ein lautes Gerät an der benachbarten Steckdose angeschlossen ist.

Normalerweise wird das Rauschen erheblich reduziert, indem einfach eine Steckdose an einer anderen Wand gewählt oder die Stromkabel der Geräte auseinander verlegt werden. Ich sehe dies als kostenlose Rauschunterdrückung über das hinaus, was in der Schaltung getan werden kann.

Ich hätte gerne einen Mechanismus im Gerät, der den Benutzer über Rauschen auf der Leitung informieren kann. Ich brauche keine genauen Brummspannungsmessungen, nur etwas, das gut genug ist, um zu sagen, dass die Kabelanordnung B besser ist als die Kabelanordnung A. Dies würde es dem Benutzer ermöglichen, verschiedene Steckdosen auszuprobieren und eine mit dem geringsten Rauschen auszuwählen.

Alternativ kann das Gerät einfach einen Rauschschwellenwert aufweisen, unterhalb dessen dem Benutzer eine "Power Good"-Anzeige bereitgestellt wird.

Nur zu Ihrer Information, dies ist für eine industrielle Anwendung und die Position des Geräts oder seiner Verkabelung ändert sich nicht sehr oft. Wenn der Geräuschpegel während des Betriebs über den Schwellenwert ansteigt, z. B. aufgrund anderer in der Nähe angeschlossener Geräte, kann das Gerät den Master über RS485 benachrichtigen.

Ich denke, Sie müssen tatsächlich einen Weg finden, Ihre Geräte für dieses Rauschen weniger empfindlich zu machen, wenn Sie möchten, dass sie EMV-Tests bestehen, anstatt nur das Problem zu beheben. Haben Sie festgestellt, wo das Rauschen in Ihre Schaltung eingespeist wird (Masseebene? Messpfad? usw.)?

Antworten (3)

Hier und im Internet gut dupliziert sind unvollkommene Wünsche nach geringem Rauschen ohne Angaben zu: Signal {V,I,Z, BW} oder Rauschen {...}. Die Antworten hängen nicht so sehr von der Wahl von PS ab, sondern eher von dem Verständnis, dass das Eindringen von Rauschen in hohe Z-Signale durch jeden Modus induziert werden kann; geleitetes, abgestrahltes, Gleichtakt-Impedanzverhältnis von der Quelle, die in differentielles Rauschen umgewandelt wird.

Die Antworten sind überall, Baluns, Twisted-Pair-Abschirmung, CM-Drosseln. Pi-Filter, Kabelausrichtung und -nähe, Entkopplungskappen. Jede von vielen Lösungen hängt von Spezifikationen ab (a priori)

Das Fachwissen und die Weisheit stammen aus einfachen Impedanzteilerbeziehungen von der Quelle zu den Zielen unter Verwendung von CM-Impedanz., Zcm und differentieller Impedanz Zdm aus unsymmetrischen Leitungen. CM-Drosseln dienen dazu, Zcm über ein begrenztes Spektrum anzuheben, um mehr Balance und größere Dämpfung zu schaffen. Verdrillte Paare und Abschirmung dienen dazu, Zdm(f) durch Streukopplung zu verringern, entweder pF von 240-VAC-Effektiv-E-Feldern oder nH von in der Nähe befindlichen induzierten Stromkabeln.

Sie benötigen viele Artikel oder ein gutes Buch (Henry Ott) über EMV, EMI-Reduktion, um es vollständig zu verstehen.

Fragt das OP nicht, wie die relative Größe des Rauschens erkannt werden kann, anstatt wie das Rauschen reduziert werden kann?
Ja. Dies ist jedoch ein ziemlich unqualifizierter Weg, der das eigentliche Problem möglicherweise nicht löst, da die Ursache des Gleichtaktrauschens ignoriert wird. Wenn Sie die Sensorverkabelung mit den oben genannten Lösungen reparieren können, ist sie immun gegen Buchse A oder B. (XY-Problem)
Ich stimme Tony zu: Das Messen des "Rauschens" ist nicht die richtige Methode, um dies zu lösen. Ich stimme zu, dass die Grundursache nicht gut verstanden wird. Ich bin mir nicht einmal sicher, ob dieser Zustand technisch in Ordnung ist, um die EMV-Zertifizierungstests zu bestehen. Mir gefiel „Printed Circuit Board Design Techniques for EMC Compliance: A Handbook for Designers“ von Montrose wegen seines praktischen Ansatzes sehr gut. Im Allgemeinen wird das Umgehen von Problemen auf diese Weise dazu führen, dass Sie das Kernproblem in Zukunft nur härter trifft. Oder ist es erforderlich, nur "dumm" auf die wörtliche Frage zu antworten und nicht auf den in der Frage erkannten tatsächlichen Bedarf?

Sie könnten vielleicht dafür sorgen, dass Ihr Gerät seinen eigenen Eingang kurzschließt und das Grundrauschen misst, aber das kann oder kann nicht genau darstellen, wie das Rauschen ist, wenn ein echtes Signal vorhanden ist, insbesondere wenn das Signal von außerhalb des Instruments kommt. Es besteht die Möglichkeit, dass das externe Rauschen auf der Stromversorgung als Gleichtaktrauschen eingeht und eine starke Änderung der Eingangsschaltung die Wirkung des Rauschens verändern kann.

[TITEL] Brummspannung messen

[FRAGE], um SMPS-Rauschen von einer normalen Stromversorgung zu eliminieren

Was Sie im Titel erwähnen und was im Hauptteil dieser Frage ausgearbeitet wird, führt zu der Möglichkeit, dass Sie einige Konzepte verwechseln. Die Welligkeit hat ein gut definiertes Frequenzspektrum und könnte besser von einem Transformator gemessen werden, der sie verstärken könnte, um zumindest eine Schätzung ihrer Größenordnung zu geben. Andererseits ist das Rauschen ein Phänomen, dessen Ursprung normalerweise nicht genau definiert ist. Ob dieser Ansatz funktioniert, ließe sich ohnehin nur durch Experimentieren selbst feststellen. Es mag theoretisch gut sein, aber nur Simulation oder Zusammenbau mit realen Komponenten bestätigen.