Warum verursacht ein Koaxialkabel diesen Effekt?

Dies ist eine Folgefrage zu meiner berührungslosen Spannungserkennungsschaltung ( hier ). Ich wollte Spannung in einem Kabel ein paar Meter vom Arduino entfernt erkennen können, also fügte ich ein Stück RG174-Koaxialkabel (mit geerdeter Abschirmung) zwischen der 4-Zoll-Pickup-Antenne und der Schaltung hinzu.

Ich hatte erwartet, dass das Koaxialkabel die Aufnahme anderer Signale verhindert, aber ansonsten keine weiteren Auswirkungen.

Die tatsächlichen Ergebnisse waren, dass das Kabel zwar als Abschirmung fungierte, aber die Wirkung der Pickup-Antenne erheblich reduzierte. Um das Wechselstromfeld erkennen zu können, musste ich es um einige Zentimeter verlängern und die Antenne mehrmals um das 120-V-Kabel wickeln.

Warum ist das passiert, und gibt es eine Möglichkeit, diese Schwankungen zu berechnen und im Voraus zu bestimmen?

Diagramm (entschuldigen Sie das MS Paint-Koaxialkabel):

Koaxialdiagramm

Wenn Sie sagen, dass die Abschirmung "geerdet" ist, was meinen Sie damit? Dass es mit GND auf dem Arduino verbunden ist? Womit hängt das zusammen?
Die Abschirmung ist mit dem von Arduino bereitgestellten GND verbunden.

Antworten (2)

Das Koaxialkabel schirmt die Signalleitung zwischen Antenne und Empfangsschaltung ab und reduziert so die Störeinkopplung. Beachten Sie, dass dies nichts mit Fremdsignalen zu tun hat, die von der Antenne selbst aufgenommen werden.

Der Grund, warum Signale von der "Antenne" gedämpft werden, liegt darin, dass sie eine gewisse Kapazität von der Signalleitung zur Erde hinzufügen. Es sieht so aus, als wäre das, was Sie eine Antenne nennen, wirklich nur ein kapazitiver Pickup. Die Kapazität vom Quellsignal zu diesem Tonabnehmer ist klein, sodass die kleine Kapazität im Koaxialkabel groß genug ist, um einen signifikanten Spannungsteiler zu bilden.

Olin hat völlig Recht - Koax hat eine Kapazität und diese bildet einen Potentialteiler mit der Kapazität, die Sie zum "Abnehmen" Ihres Signals verwenden. Je länger das Koaxialkabel, desto mehr Dämpfung erhalten Sie.

Wenn Sie dies richtig machen wollen, sollten Sie über die Verwendung eines "Kopfverstärkers" nachdenken. Dies wäre eine kleine Operationsverstärkerschaltung in der Nähe der Stelle, an der Sie versuchen, das Wechselstromsignal zu messen. Nur ein Unity-Gain-Pufferverstärker reicht aus. Wählen Sie einen Operationsverstärker mit niedriger Eingangskapazität, wahrscheinlich unter 5 pF, und er sollte besser funktionieren. Es puffert auch Ihr Arduino von einer potenziell schädlichen Spannungsquelle.

Bieten die 4011er nicht die notwendige Pufferung zum Schutz des Arduino?
Ja das sollte reichen.
Warum verursacht ein Koaxialkabel diesen Effekt?
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