Question du capteur pour les basses fréquences

Genzo

Question du capteur pour les basses fréquences


Un capteur de sortie de tension CC flottant sera alimenté localement et le signal sera envoyé à l’extérieur à 200 mètres de distance vers une carte d’acquisition de données. Je n’ai pas encore reçu le capteur et je n’ai pas la fiche technique. Mais ma question portera sur autre chose.

Pour une transmission aussi longue, j’ai d’abord pensé à utiliser un pilote de ligne différentielle à la sortie du capteur ou convertir le signal de tension en courant et l’envoyer en courant ou envoyer en ect numérique.

Mais je peux utiliser une carte d’acquisition de données d’entrée à extrémités différentielles ayant l’architecture suivante:

En omettant l’effet diviseur de tension, si j’utilise ce module et l’acquisition de données comme dans le diagramme ci-dessous, est-ce suffisant pour éliminer les problèmes de bruit en mode commun ou les problèmes de bruit de couplage capacitif? Ou encore un pilote de ligne différentielle ou une conversion de courant est-il nécessaire?

à mettre à jour prochainement …

BeB00

Semble exagéré …

Nick Alexeev ♦

L’approche où le module d’isolement se trouve en amont de l’ampli diff n’est pas la plus pure. Mais cela peut être suffisant pour les environnements avec peu d’interférences. Le manuel mentionne les modules d’entrée 8B . Avez-vous cette carte DAQ à proximité? Avec quels CI ces modules sont-ils fabriqués? Si vous pouvez poster une photo d’un module d’entrée 8B réel, cela aiderait aussi.

Tony EE rocketscientist

Les questions auxquelles vous devez répondre comprennent l’impédance de la source Spectral BW, le niveau de bruit ambiant et le pire des cas de spectre et le minimum souhaité. Topologie du réseau SNR et accès à la terre

Réponses


 Sparky256

Parce que j’ai construit tellement de capteurs à distance, j’ai utilisé un pilote de ligne Diff SSM2142 600 ohms, mais il a besoin de +/- 15 volts pour entraîner une charge diff 1K à 200 mètres. Il a besoin de +/- 18 volts pour piloter une charge distante de 600 ohms. Pas nécessaire ici.

schématique

simuler ce circuit – Schéma créé à l’aide de CircuitLab

J’ai utilisé un câble STP de 600 ohms avec un fil de 22 AWG comme paire torsadée. Donne d’excellentes performances AC (jusqu’à 50 KHZ) et DC. Vous pouvez avoir besoin d’un ampli opérationnel pour piloter le SSM2142 car il n’a pas de décalage et de gain intégrés, et son impédance d’entrée n’est que de 10 K ohms.

Dans le schéma, la charge 1K divise le signal par 2, de sorte que le signal d’entraînement de +/- 10 volts devient +/- 5 volts au niveau des modules d’isolement.

Je suppose que vous avez des options d’alimentation CC au niveau du capteur, mais vous ne l’avez pas précisé.

analogsystemsrf

Le SSM2142 a une dérivation de 50 ohms et conduira à 0,16 uF sans oscillation. Ainsi, beaucoup de bruit à haute fréquence est court-circuité de manière différentielle, si un capuchon passe les fils + et -.

Sparky256

@analogsystemsrf. Les entrées isolées diff de l’OP ont une largeur de bande de tension de 1 KHZ, donc le bruit local 60 HZ / 120 HZ peut apparaître comme une gigue. Je pense que diff tout le chemin avec STP est toujours le meilleur pari pour une faible gigue.


 Andy aka

Voici le problème tel que je le vois et il est fondamental lors de l’envoi de signaux analogiques à une certaine distance par câble: –

entrez la description de l'image ici

Le module d’isolement n’aidera pas – la seule solution est d’équilibrer l’impédance de la source motrice – il n’a pas besoin d’être un pilote différentiel mais il doit avoir une impédance équilibrée – c’est pourquoi vous utilisez une résistance dans les deux jambes ainsi que le câble STP. À cela s’ajoute la nécessité probable d’avoir des condensateurs de découplage équilibrés à la terre à l’entrée du DAQ et un blindage cassé à l’extrémité d’envoi, c’est-à-dire que la masse du blindage à la fin du DAQ est uniquement mise à la terre.

Vous devez également utiliser des résistances d’équilibrage de 10 kohms pour mettre à la terre à l’extrémité DAQ afin de maintenir la plage de mode commun du signal dans celle requise par le DAQ.

Andy aka

S’il s’agit d’un capteur de pression passif de type pont de Wheatstone, la résistance que vous avez dessinée, appelée Rs, peut être supposée répartie également sur les deux sorties, de sorte que la sortie est intrinsèquement équilibrée en impédance. Cependant, vous devez l’alimenter et cette alimentation peut ne pas être équilibrée en impédance à la terre. L’effet est que lorsque vous appliquez une pression sur le capteur, vous pouvez obtenir une augmentation du bruit différentiel. Si votre bande passante est faible, cela peut bien sûr être largement filtré.

Andy aka

Je ne peux que vous recommander de contacter le fournisseur et d’être prêt à ajouter des condensateurs à la terre à l’entrée de votre DAQ. Tout dépend de la puissance de la source de bruit désagréable et de son couplage avec votre câble. Si vous ne pouvez pas équilibrer l’impédance naturellement, vous devez considérer les condensateurs de force brute à la terre pour agir comme des suppresseurs de nez.

Andy aka

Ratiométrique signifie généralement que c’est un pont passif. Vous ne pouvez atténuer cela qu’en ajoutant des condensateurs comme je l’ai suggéré.

Andy aka

Cela signifie généralement que mais lisez la fiche technique pour être sûr.


 Whit3rd

Vos entrées doivent être dans la plage de mode commun de l’amplificateur, vous ne devez donc PAS les isoler. Mettez à la terre une entrée à la fin de la réception et (si le ramassage pose problème), utilisez une self de mode commun sur la paire. Considérez un câble à paire blindée (mettez le blindage à la terre à un point) si ce coût est acceptable.

Cela suppose que (comme indiqué) l’alimentation à l’extrémité du capteur est une batterie et flottante (non mise à la terre). Cela suppose également que le câblage ne passe pas à l’extérieur et ne sera pas frappé par la foudre.

Whit3rd

@GenzoWakabayashi L’amplificateur n’est qu’un amplificateur pour les signaux dans une plage limitée autour de la terre; il s’agit de la plage de mode commun et une connexion à la masse est nécessaire pour maintenir la condition d’entrée en mode commun satisfaite. Il n’y a pas de «masse de capteur» intrinsèque au capteur, comme illustré.


 Nick Alexeev

L’approche où le module d’isolement se trouve en amont de l’ampli diff n’est pas la plus pure, je dirais. Mais cela peut être suffisant.

Les modules d’isolement peuvent avoir une certaine variation d’un module à l’autre, et cela apparaîtrait comme un décalage après l’amplificateur diff. Vous pouvez calibrer une partie de cette variation, puis la soustraire des données.

Ces modules d’isolation 8B ont une bande passante de 1 kHz. Ils laisseront passer le bruit de mode commun de l’alimentation secteur. L’amplificateur de différence supprimera le bruit CA principal.

Idées supplémentaires

Placez l’ampli diff en amont du module d’isolement. Exécutez un signal asymétrique via un module d’isolement.

Convertissez le signal en 4-20mA au niveau du capteur. Faites passer le 4-20mA à travers le câble.


 Tony EE rocketscientist

Le problème n’a pas été suffisamment défini en termes d’interférences. Votre plus grand défi peut être de rejeter le bruit d’induction CM sur un large spectre de la ligne f à la bande AM / SW où la modulation peut être corrigée dans la non-linéarité du récepteur. C’est donc le CMRR du câble correspondant à chaque ligne et champ E ou B source qui détermine le niveau de bruit x l’impédance CM. Ainsi, le choix d’un câble STP ou coaxial avec des caractéristiques d’impédance de transfert qui sont analysées pour déterminer le SNR optimal sur le signal et le bruit BW est la manière professionnelle de concevoir un réseau. Cela dépend donc du bruit ambiant de votre réseau, que vous utilisiez STP ou un câble coaxial 50/75 ohms à double blindage avec les filtres CM PI

Les boucles actuelles sont souvent utilisées mais aussi diff. Sources de tension avec contrôle d’impédance tel que l’impédance CM.

Jusqu’à ce que vous définissiez les champs d’arrière-plan E, B en uV / m ou uA / m sur le spectre, nous ne pouvons que deviner quelle est la solution adéquate. Pour les longs câbles téléphoniques, un transformateur hybride est utilisé sur les lignes appariées. Pour la bande de base et la sous-bande et plus, un câble coaxial de 75 ohms avec une excellente impédance de transfert vers l’avant est utilisé à la fois avec une impédance d’adaptation et une égalisation possible.

Une autre approche est la modulation FM combinée via des combinateurs en réseau d’arbres inverses sur des câbles coaxiaux partagés utilisant la porteuse la plus basse nécessaire pour donner un rapport de déviation de la porteuse de 10: 1 et une énorme augmentation du SNR par rapport au rapport de déviation.

Encore une fois, la manière professionnelle consiste à analyser les exigences SNR les plus défavorables et le spectre ambiant, à choisir l’impédance DM idéale, la porteuse et le CNR pour atteindre les exigences SNR, puis le câble et les émetteurs-récepteurs.

Pouvez-vous définir la topologie de votre réseau et le pire des cas pour le bruit ambiant et l’énergie du signal?

 

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