Rauschen aufgrund von Streuspannungen in einem Datenerfassungssystem

Ein einseitig geerdeter Datenacq. Die Platine auf der linken Seite in der folgenden Abbildung hat Eingänge, die durch BNC-Kabel gekoppelt sind, die von den Kraftaufnehmerverstärkern A1, A2, A3, A4 kommen, wie rechts gezeigt:

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Wenn kein BNC angeschlossen ist, lese ich beim Messen der Spannung zwischen einer beliebigen BNC-Anschlussklemme und Erde mit einem Multimeter etwa 100 VAC. Aber durch die Verwendung einer niedrigen Impedanzeinstellung des Multimeters habe ich überprüft, dass dies eine Streuspannung, auch Geisterspannung genannt, ist.

Da ich diese Streuspannung zwischen dem inneren BNC-Pin zur Erde und dem äußeren BNC-Pin zur Erde messe, schätze ich, dass diese Streuspannung an beiden Anschlüssen des BNC in Phase ist.

Es gibt keine direkten Masseschleifen im System, dh die Masse der Verstärker/Quellen ist nicht geerdet. Während der Datenerfassung sehe ich manchmal für einige Sekunden Rauschen kommen und gehen, und ich war der kapazitiven Kopplung verdächtig.

Meine Fragen sind:

1-) Die maximale Eingangsspannung für die Datenerfassung beträgt +-10 VDC. Wäre diese Streuspannung in diesem Fall ein Problem? Überschreitet es den maximalen Gleichtaktbereich? Denn in dem Moment, in dem ich die Lektüre anschließe, sind sie in Ordnung. Aber ich bin mir nicht sicher, ob diese Streuspannung noch Nebenwirkungen hat.

2-) Ist diese Konfiguration anfälliger für Fehler bei Messwerten als bei differenziellen Eingängen? Wie würde sich unterscheiden. Verbindung das durch Streuspannungen verursachte Rauschen eliminieren?

Wenn Ihr Multimeter 80-100 VAC anzeigt, haben Sie ein echtes Problem. Das Multimeter benötigt einen Stromfluss von etwa 18 uA (unter der Annahme eines Eingangswiderstands von 10 M Ohm), sodass es sich nicht nur um eine „Geisterspannung“ handelt. Ich würde mir Ihr Netzteil sehr genau ansehen.
Alle Netzteile, die ich habe, haben diese Streuspannungen zwischen ihrem Anschluss und der Erde um 90 VAC. Es kommt von den Netzteilen.
Wenn Sie geringes Rauschen benötigen, benötigen Sie die richtige Art der Stromversorgung (und wahrscheinlich eine lineare Ausgangsstufe), korrekt geerdet und mit geringer kapazitiver Kopplung zwischen Eingang und Ausgang.
Kennen Sie einen Stromversorgungstyp, der wie eine Batterie nahezu kopplungsfrei ist? Ich habe medizinisch zugelassene gekauft, aber sie haben dieses Problem. Ich habe linear versucht, ich habe SMPS versucht. Kann diesen Dämon nicht loswerden.
Suchen Sie nach CF-bewerteten Netzteilen, wie sie von TDK-Lambda hergestellt werden, diese haben eine hervorragende Isolierung. Sie müssen bei der Auswahl der Verbrauchsmaterialien vorsichtig sein, da einige wie diese BEAR-Einheit gemischte Fähigkeiten haben. 24 V CF-bewertet und 12 V BF-bewertet. bearpwr.com/pr_medical-dualCF-BF.shtml
Möglicherweise finden Sie den Abschnitt Erdschlusstest in diesem Dokument hilfreich, um zu verstehen, was Sie möglicherweise erhalten. rigelmedical.com/downloads/…
@JackCreasey Kann sich die Menge dieses Lecks während der Datenerfassung ändern. Denn anscheinend nimmt das Gleichtaktrauschen manchmal für einige Sekunden zu und nimmt dann wieder ab.
Es ist kein Gleichtaktrauschen, wenn Sie nur einen Single-Ended-Eingangs-ADC haben!
Sie meinen, der Name kann nicht nur als cm-Rauschen bezeichnet werden, oder Sie meinen, das, was ich beobachte, ist nicht auf ein Lecken der Stromversorgung zurückzuführen?
Was ich mit Gleichtakt meinte, war die parasitäre Kopplung durch beide Signalleitungen zur Erde.
@JackCreasey hat sich große Mühe gegeben, Ihre Symptome zu erklären, aber Ihr Blockdiagramm enthält nicht genügend Details, um zu zeigen, wo eine Isolierung mit C-Leckrauschen vorliegt und wo eine gegenseitige Kopplung aller Kanäle von einem Kanal in der Nähe von Interferenzen besteht und wie "gdc" ist geteilt durch Gleichstrom und BNC-Masse. In jedem Fall sieht das DAQ möglicherweise ein unsymmetrisches Spektrum, das in das Kabel induziert wird, was in Ihrem Blockdiagramm nicht ersichtlich ist. (was zu einem schlechten CMRR im Koaxialkabel führt) Der AC-Gitterleck muss jedoch durch eine Methode überbrückt werden, um ein Clipping innerhalb des DAQ zu verhindern

Antworten (1)

Diese Frage und Antwort erklärt, wie der Ausgang vieler zweipoliger (erdloser) AC-SMPSs intern einen Kondensator verwendet, um übermäßiges Ausgangsschaltrauschen aufgrund der kapazitiven Kopplung des internen Transformators zu reduzieren.: -

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Der Nebeneffekt ist, dass beide DC-Ausgangsklemmen (offener Stromkreis) mit der AC-Netzfrequenz "herumgewobbelt" werden. Es ist für den Menschen harmlos, kann aber bei einigen Eingängen einiger DAQ-Karten ein Problem verursachen.

Die maximale Eingangsspannung für die Datenerfassung beträgt +-10 VDC. Wäre diese Streuspannung in diesem Fall ein Problem? Überschreitet es den maximalen Gleichtaktbereich?

Sie müssen sich das Datenblatt der DAQ-Karte ansehen, um zu sehen, ob es ein Problem sein könnte.

Ist diese Konfiguration anfälliger für Fehler bei Messwerten als bei differenziellen Eingängen?

Ja, die Verwendung eines unsymmetrischen Eingangs bedeutet, dass mehr Strom vom störenden Gleichtaktsignal zur Erde fließt als über die Signalleitung, und dies kann ein differenzielles Störsignal von geringer Größe erzeugen.

Wie würde sich unterscheiden. Verbindung das durch Streuspannungen verursachte Rauschen eliminieren?

Die von beiden Differenzeingängen dargestellte Eingangsimpedanz gegen Masse ist gleich, was zuvor über unsymmetrische Ströme erwähnt wurde, ist JEDOCH nicht anwendbar, wenn diese Impedanzen hoch sind und keine externen Kapazitäten angelegt werden, um die Gleichtaktspannung zu unterdrücken, die Sie leicht überschwemmen könnten Gleichtakteingangsbereich des Differenzeingangs des DAQ.

@ Andy Was ist der Strom durch die 2.200 picoFarad-Kappe? 100 uA? und es ist schief.
@analogsystemsrf Der Wechselstrom hängt davon ab, woran die DC-Ausgangsklemmen angeschlossen sind.
@Andyaka Da das Rauschen in allen Kanälen auftritt, bin ich mir fast sicher, dass es sich um diese Art von kapazitiver Gleichtaktstörung handelt. Aber was könnte der Grund sein, dass es manchmal für einige Sekunden (in allen Kanälen) nicht einmal periodisch passiert. Das Rauschen nimmt für einige Sekunden zu und verschwindet. Welche Parameter könnten sich zufällig auf die Stärke der kapazitiven Kopplung auswirken? Kann es eine Änderung aufgrund der Erdströme oder des SMPS-Filters oder der Schaltung sein? Ich frage mich wirklich, warum das zufällig passiert. Danke.
@ user1234 Ich habe keine Ahnung ohne Systemschema. Belastungseinflüsse auf die Sekundärwicklungen, Art der Last und deren Impedanz gegen Erde, zyklisches Aus- und Wiedereinschalten aufgrund vorhandener geringer Lasten. Es kann viele Gründe geben. Sorry für die späte Antwort.
Rauschen aufgrund von Streuspannungen in einem Datenerfassungssystem
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