Neuverdrahtung von Versuchsapparaturen: Fragen zur richtigen Erdung, Gleichstromversorgung und Präzisionsinstrumentierung

Sie können die negativen Ports zusammenbinden und dies ist das Ergebnis:

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Im ersten Beispiel sind die Versorgungen mit einem digitalen (oder analogen) Signal verbunden, das von einem Schaltkreis an der 12-V-Versorgung zur 5-V-Versorgung geht. Da sie nur an einer Stelle verbunden sind, kann der Strom nicht zurück zur 12-V-Quelle gelangen. Das Ergebnis ist ähnlich, wenn Sie zwei Batterien mit einem Kabel miteinander verbinden, es fließt kein Strom. Ein weiteres Ergebnis ist, wenn diese Versorgungen nicht in irgendeiner Weise relativ zueinander geerdet sind, kann die Spannung zwischen ihnen abhängig von den Bedingungen viele Werte annehmen und unbestimmt sein. Wenn Sie ein Voltmeter zwischen der Oberseite der beiden Versorgungen platziert haben, können Sie etwas anderes als 7 V ablesen.

Um diese Probleme zu lösen, können Sie die beiden Versorgungen am Minuspol zusammenbinden, Strom kann zurückfließen und Sie wissen, dass die Minuspole der Versorgungen sehr nahe an der gleichen Spannung liegen werden (es würde einen sehr großen Strom erfordern, um sich zu ändern dass V = IR, also wenn R niedrig ist, wie 0,1 Ohm oder niedriger für die meisten Drähte, würde es einen Strom von 10 A erfordern, um 1 V zwischen den Versorgungen zu erhalten)

Was Sie erhalten, sind die beiden Versorgungen, die aufeinander bezogen sind, Strom kann zur 12-V-Versorgung zurückfließen, und Sie sollten in der Lage sein, 7 V zwischen den positiven Schienen beider Versorgungen mit einem Voltmeter zu messen.

Diese Beispiele funktionieren am besten mit isolierten Netzteilen (Netzteile, die schwimmen können, viele Laborgeräte sind isoliert. Überprüfen Sie, was Sie haben. Isoliert bedeutet, dass die Netzteile nicht an Masse gebunden sind, und Sie können die negative Seite an alles anschließen, was Sie wollen kann sogar ein System mit positiver und negativer Schiene herstellen.

Wenn die Netzteile geerdet sind (z. B. Wechselstromnetzerde), können Sie mit dem Kabel zwischen den beiden Netzteilen eine Erdschleife bilden, die in Ihrem System Rauschen erzeugen kann.

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Das Diagramm, das Sie später hinzugefügt haben, ist höchstwahrscheinlich nicht in Ordnung, da Sie eine Masseschleife erstellen (siehe unten). Es hängt von der Empfindlichkeit Ihres Servoreglers ab. Das Anschließen des DAC an den Servocontroller erzeugt eine riesige Masseschleife, da der Servocontroller eine andere Masse hat als Ihre analoge Elektronik.

Dies ist nur ein Problem, wenn im System Rauschen vorhanden ist, aber normalerweise erzeugen Masseschleifen Rauschen. Sie können es versuchen und das Rauschen am DAC am Servo mit einem Voltmeter messen, um sicherzustellen, dass kein Rauschen vorhanden ist. Ein weiteres Problem ist die getrennte Masse zwischen AC-Netzdosen, dies könnte ein anderes Potential erzeugen und dazu führen, dass das Servo eine andere Spannung liest als der DAC-Ausgang.

Quelle: https://en.wikipedia.org/wiki/Ground_loop_(Strom)

Was können Sie dagegen tun? Minimieren Sie den Schleifenbereich oder lassen Sie die Erdung beider Netzquellen von derselben Quelle kommen (wenn Sie können).

Eine andere Möglichkeit, die Schleife zu durchbrechen, wäre der Kauf eines Isolators. Analoge Isolatoren sind verfügbar , um den DAC vom Servo zu isolieren, dann wäre keine Erdung zwischen den Boxen erforderlich (Sie verbinden zwei Erdungen von jeder Box mit dem Isolator, aber zwischen den Erdungen des Isolators besteht ein hoher Widerstand).

Ein digitaler Isolator und ein Leistungsisolator können auch zwischen dem DAC-Modul und der +5-V-Versorgung arbeiten, um die Masseschleife dort zu unterbrechen.