Wie lebt man mit Rauschen und Erdschleifen in einem System mit Elektronik, Leistungselektronik, elektrischen Maschinen, Drehstrom und mehreren Platinen?

Erdungsschemata können Probleme verursachen, aber nicht immer. Wenn Sie Probleme mit Rauschen in Ihrem System haben, können Sie hier zwei Erdungskonfigurationen überprüfen, die Probleme verursachen werden:

1) Masseschleifen: Wenn Sie eine Abschirmung haben, können Sie eine riesige Schleife aus den Abschirmungen und Erdungen der Geräte machen. Manchmal ist es vorteilhaft, die Abschirmung an dem einen oder anderen Ende zu brechen, um die Ströme zu stoppen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, Signaltrenner zu verwenden, um die Verbindung zu unterbrechen. Es kann auch möglich sein, den Boden neben dem Kabel zu führen und so die Schleife ebenfalls zu beseitigen.

2) Gleichtaktrauschen Das andere Problem tritt auf, wenn ein großer Strom durch einen Boden fließt , der von zwei Geräten geteilt wird. Der große Strom bewirkt, dass der Widerstand des Kabels eine Spannung erzeugt. (Kabel liegen normalerweise unter einem Ohm, sodass Sie bei einem Strom von 100 mA einen Offset von 50 mV von einem 0,5-Ω-Kabel erhalten$V = I*R$)

Um dies zu bekämpfen, teilen Sie keine Gründe, manchmal sind Sterntopologien besser. Die Verwendung von Kabeln mit geringerem Widerstand hilft ebenfalls.

Wenn Sie AC-Störungen auf Leitungen sehen, können Sie die AC-Ströme mit einer Klemme auf einer Ferritperle blockieren. EMV ist eher eine Kunst als eine Wissenschaft. Der Grund, warum ich das sage, ist, dass es so viele Faktoren gibt und jedes System anders ist.

Es gibt Sender-Empfänger-Paare für Instrumentensignale, die für schwierige Umgebungen in Fabriken, Schiffen usw. ausgelegt sind. Verwenden Sie sie. Es gibt galvanische Isolatoren, die die Schleifen unterbrechen können.

Verwenden Sie den GND der Gleichstromverteilung nicht als Signalweg. Verwenden Sie zumindest symmetrische Signale für Sensoren und Low-Power-Steuerungen.

Kabel: Twisted-Pair-Kabel verhindern, dass Magnetfelder zwischen symmetrischen Signaldrähten eindringen. Wenn alle schwachen Signaldrähte in einem dicken Eisenrohr ohne Schleifen verlaufen, können Magnetfelder keine verwirrenden Spannungen an ihnen verursachen. Das bedeutet: Ein Gerät bekommt alle seine nicht isolierten Adern auf eine Röhre.

Lesen Sie den Kommentar (von skvery). Es ist voller Details. Lernen Sie etwas Ernsthaftes über industrielle Instrumentierung. Lassen Sie sich vor Ort beraten.

Verdrillte CAT-6-Kabel (STP) sind eine ausgezeichnete Wahl, aber nicht gut, es sei denn, Sie verwenden auch einen Ethernet-ähnlichen PHY, um ein sehr hohes CMRR oder zumindest eine CM-Drossel am Empfänger zu erreichen.

1. Ich schlage Twisted Pairs für alle Strom- und Signalleitungen vor, um Emissionen auszugleichen und zu reduzieren und in Signalleitungen einzudringen. Differentiell symmetrische Signale sind am besten für die Immunität und die CM-Drossel tut dies, indem sie die CM-Impedanz beider Drähte erhöht, ohne die differentielle Impedanz zu beeinflussen. Eine einfache Lösung besteht darin, große Ferrit-Clamshell-Drosseln mit geeignetem Mu hinzuzufügen, um den interessierenden Frequenzbereich anzupassen zum Kabelbündel, um die CM-Impedanz zu erhöhen und somit Strom und Rauschspannung zu reduzieren

2. Sie lernen auf die harte Tour, dass EMV-Probleme im Leben existieren, und Sie müssen die Immunität beim nächsten Mal intelligenter planen.

3. Wenn Sie die Gesetze von Ohm, Ampere, Lenz, Gauss und Ampere studiert haben, um zu erkennen, dass Sie verstehen sollten, wie man sie bei unsymmetrischen Lasten mit hoher Impedanz (niedrigem Strom) und hohen magnetischen Linienkraftfeldern und hohen elektrischen Feldern anwendet, die um das herum ausstrahlen Zimmer.

4. Nehmen Sie einfach eine beliebige Zielfernrohrsonde und verwenden Sie Ihren Körper als Antenne, um zu sehen, welches E-Feld Sie haben, dann eine große Schleife und schließen Sie die Sonde kurz, um das H-Feld zu sehen (mit ein paar Umdrehungen kann dies helfen). Messen Sie sogar die Spannung zwischen einer Laptoptasche und Erde Masse mit zwei Tastköpfen im Differentialmodus oder einem DMM. Sie sollten überrascht sein, 25 bis 75 Volt im Durchschnitt zu sehen.

Verwenden Sie ein DMM, um die AC-Spannung des Erdrauschens zu messen, und stellen Sie fest, dass es sich um eine hohe Impedanz handeln kann, die zu Ihrer gemeinsamen Instrumentenmasse geshuntet werden kann, wo analoge Signale mit einer HF-Kappe erfasst werden, damit kein AC-Strom induziert wird. (10nF)

• Best Practice ist die Verwendung von STP oder abgeschirmten Twisted-Pair-Kabeln, wobei die Abschirmung nur an der Quelle abgeschlossen wird. und verwenden Sie Netzfilter, um leitungsgebundenes Rauschen und Abschirmung oder CM-Ferrithülsen für hochohmige Kabel zu reduzieren.

z.B

Ich bekomme 25 VAC zwischen meiner Laptoptasche (schwebend) und AC-Masse, und wenn ich meinen Finger benutze, um mit der Sonde mehr Kapazität auf der Laptoptasche zu erzeugen. Wenn ich meinen Körper (Finger an jeder Sonde) verwende, um diese (sichere) Spannung zu shunten, lege ich effektiv eine Shunt-Kapazität von etwa 1 nF an und das DMM fällt auf < 1 V und das Brummen der externen Lautsprecher verschwindet. Laptops sind berüchtigte Rauschrezeptoren für schwebendes SMPS-Rauschen. weil die DC-Seite erdschlussstrombedingt erdfrei ist. Aber wenn Sie wissen, dass das AC-Erdungssignal nur eine hohe Impedanz oder HF-Rauschen hat, verhindert das Verbinden dieser Erdungen einen AC-Leckstrom bei der Netzfrequenz, unterdrückt jedoch das SMPS-Brummen bei höheren Frequenzen.

Lernen Sie immer, zwei 10:1-Sonden zu verwenden, um Rauschen zu messen, und testen Sie es, indem Sie es an denselben Punkt anschließen, um eine flache AB-Linie zu erhalten. Dann wissen Sie, dass Ihre Methode sauber ist, wenn Sie differenzielles Grundrauschen messen. Denken Sie auch daran, dass die Sondenmasse <1 cm betragen muss, wenn Sie Signale mit einer Anstiegszeit <100 ns messen, da die Sondenmasse L und das Kabel C in der Nähe von 20 MHz mitschwingen.

Dies ist ein spontaner Rat eines Testingenieurs mit 40-jähriger Erfahrung.

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