ป้องกันและลูปพื้นดิน

ฉันมีอุปกรณ์หลายชิ้นที่ทุกคนต้องเชื่อมต่อกับ GND (Chassis GND) ปัญหาที่ฉันมีคือฉันกำลังเชื่อมต่อการ์ด ADC ภายในคอมพิวเตอร์ผ่านกล่องโลหะที่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่กำหนดเองที่เชื่อมต่อกับ cryostat (แผ่นป้องกันโลหะ)

ปัญหาคือว่าถ้าฉันใช้สายเคเบิลมาตรฐานแล้วคอมพิวเตอร์ GND เชื่อมต่อกับกล่องโลหะด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เชื่อมต่อกับโลหะของ cryostat ตอนนี้คอมพิวเตอร์เชื่อมต่อกับ GND ผ่านปลั๊กและ cryostat เชื่อมต่อกับ GND ผ่านสายโลหะขนาดใหญ่ไปยังอาคาร GND นี่สำหรับฉันมีกลิ่นเหมือนกรณีของลูปกราวด์

ดังนั้นฉันคิดว่าฉันจำเป็นต้องทำลายเกราะบางแห่งในสายเคเบิลหนึ่งสาย คำถามอยู่ที่ไหน อิเล็กทรอนิคส์กำลังขยายสัญญาณที่ค่อนข้างเล็กจาก cryostat ดังนั้นฉันจึงคาดเดาว่าฉันต้องการลองเชื่อมต่อกับโล่นั้นอย่างต่อเนื่อง ฉันกำลังจะทำลายเกราะที่กล่องบนสายเคเบิลที่วิ่งไปที่คอมพิวเตอร์ ADC นี่เป็นความคิดที่ดีหรือไม่? ฉันไม่ควรกังวลหากคอมพิวเตอร์ GND และ cryostat GND นั้นเชื่อมต่อกับปลั๊กไฟเดียวกันหรือไม่

โปรดทราบว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ GND ควรลอยจาก Chassis / building GND

ใช่ดูเหมือนว่า (เกิดความสับสนเล็กน้อย) คุณมีปัญหาลูปกราวด์และใช่พวกเขาสามารถสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพยายามวัดสัญญาณอะนาล็อกขนาดเล็ก หากพื้นที่ทั้งหมดผูกกลับไปที่แถบเต้าเสียบเดียวกันผ่านทางสายสัมพัทธ์สั้น ๆ ก็อาจจะตกลง อย่างไรก็ตามคุณพูดว่าสิ่งที่แช่แข็งนี้ (สิ่งที่เป็น) เชื่อมต่อแยกต่างหากกับพื้นดินเพื่อให้เห็นได้ชัดว่าไม่ใช่กรณีและมันทำให้เกิดความสับสนดังนั้นทำไมคุณนำมันขึ้นมา

โดยทั่วไปแล้วมันเป็นการดีที่จะแปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิตอลให้ใกล้เคียงกับแหล่งที่มาที่สุดแล้วจึงส่งสัญญาณดิจิตอล สิ่งเหล่านี้แยกได้ง่ายกว่าเช่นผ่านออปโตคัปเปลอร์, พัลส์ทรานสดิวเซอร์เรดิโอ, วิทยุ ฯลฯ กล่าวอีกนัยหนึ่งการ์ด A / D แบบเก่าในคอมพิวเตอร์ไม่ใช่สถาปัตยกรรมโดยรวมที่ดีที่สุดจากมุมมองระดับระบบ

อย่างไรก็ตามดูการ์ด A / D อย่างระมัดระวัง ส่วนใหญ่มีแนวโน้มว่าจะสามารถกำหนดค่าสำหรับการดำเนินการสิ้นสุดเดียวและความแตกต่าง นี่เป็นกรณีที่คุณต้องการอินพุตที่แตกต่างกัน สิ่งที่แช่แข็งอาจผลิตสัญญาณอ้างอิงภาคพื้นดิน แต่รับสัญญาณภาคพื้นดินและเอาท์พุทของมันว่าเป็นความแตกต่าง สิ่งนี้จะลบพื้นชดเชยจากสัญญาณก่อนที่จะแปลง

เคล็ดลับนี้ใช้งานได้กับความถี่บางส่วนเท่านั้นอาจมีไม่กี่ kHz หรือ 10 วินาทีต่ำของ KHz มันควรจะทำงานได้ดีในการลบสัญญาณภาคพื้นดินใด ๆ เนื่องจากสายไฟ 60 Hz หรือ 50 Hz ส่งกระแสกลับข้ามเส้นทางพื้นดินในวง แหลมโหมดทั่วไปที่คมชัดยังสามารถสร้างความสับสนในแอมป์กระจายใน A / D และแสดงเป็นเสียงรบกวนในเอาต์พุตสุดท้าย มันคุ้มค่าที่จะลอง ถ้ามันไม่ดีพอให้ย้อนกลับไปและแปลงเป็นเซ็นเซอร์ดิจิตอลจากนั้นเลือกแยกสัญญาณ telemetry แบบดิจิทัล

มีการสอนเกี่ยวกับลูปพื้นดินและรูปแบบอื่น ๆ ของการรบกวนทางไฟฟ้าที่เป็นเว็บไซต์ห่วง Slooth

บทช่วยสอนนี้แสดงให้เห็นว่าลูปกราวนด์มีพฤติกรรมแตกต่างกันที่ความถี่ต่ำและสูง ที่ความถี่ต่ำสิ่งที่นับได้ก็คือความต้านทานของตัวนำที่ก่อตัวเป็นวงกราวด์ แต่ไม่ใช่รูปแบบทางกายภาพในขณะที่ที่ความถี่สูงมันเป็นอีกทางหนึ่งเพราะที่ความถี่สูงสิ่งที่นับได้ก็คือการเหนี่ยวนำไม่ใช่ความต้านทาน ความถี่ไขว้ถูกกำหนดโดย R / L โดยที่ R คือความต้านทานของสายเคเบิลและ L คือการเหนี่ยวนำแบบลูป

ปัญหาเหล่านี้จะกล่าวยังอยู่ในการสอบทานของกระดาษเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ (ยังเป็นที่ลิงค์ในเว็บไซต์)

บทช่วยสอนอธิบายว่าวงลูปเป็นผลมาจากความแตกต่างระหว่างกฎของฟาราเดย์และกฎของเคิร์ชอฟฟ์ (อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เป็นไปตามกฎหมายของเคิร์ชอฟฟ์ซึ่งใช้ได้สำหรับ DC เท่านั้นในขณะที่โลกแห่งความเป็นจริง นอกจากนี้ยังกล่าวถึงความสัมพันธ์ของลูปกราวด์กับรูปแบบการรบกวนอื่น ๆ เช่นการมีเพศสัมพันธ์แบบเหนี่ยวนำการมีเพศสัมพันธ์ไฟฟ้าสถิตและการมีเพศสัมพันธ์ด้วยการแผ่รังสี

1. เป็นที่เชื่อกันบ่อยครั้งว่าภัยคุกคามที่สำคัญของกราวด์กราวด์คือว่ามีความแตกต่าง DC อย่างมากระหว่างบริเวณ (เช่น 0V และ 0.3V) ซึ่งในกรณีนี้การเชื่อมต่อทั้งสองด้วยสายต้านทานต่ำอาจทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าสูงและทำให้อุปกรณ์ (หรือทั้งสองอย่าง) เสียหายได้ อาจเป็นกรณีที่การบริโภคอุปกรณ์ในปัจจุบันเป็นคำสั่งที่มีขนาดต่างกัน (เช่นเครื่องยนต์โรตารีที่เชื่อมต่อกับโทรศัพท์มือถือ) อย่างไรก็ตามสิ่งนี้ไม่น่าเป็นไปได้สำหรับคุณ ดังนั้นการปล่อย DC ไม่น่าจะมีปัญหา

2. ลูปกราวนด์มักเป็นปัญหาเพราะทำหน้าที่เหมือนหม้อแปลงที่แปลงสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลง (เกิดจากการใช้งานอุปกรณ์ใกล้เคียงเช่นสายส่งไฟฟ้า, หลอดไฟ, สวิทช์, เครื่องยนต์ ฯลฯ ) เป็นแรงดันไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำ

ในกรณีที่เหมาะสมถ้ามีเพียงหนึ่งคู่สาย (เชื่อมต่อกับแหล่งพลังงาน) ตั้งอยู่ใกล้กันทุกที่ลูปปัจจุบันจะเหมือนกันและ EMF ที่เหนี่ยวนำจะเหมือนกัน ดังนั้นการวัดความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าระหว่างสายที่จุดใด ๆ จะให้ผลลัพธ์เหมือนกันไม่ว่าจะมีสนามแม่เหล็กหรือไม่ก็ตาม

อย่างไรก็ตามในทางปฏิบัติกรณีนี้ไม่ค่อยเกิดขึ้นสายไฟไม่เข้าคู่และไม่เข้าใกล้กันเสมอ วิธีนี้เสียงจะปรากฏขึ้น (EMF ที่เหนี่ยวนำในลูปต่างกันจะต่างกัน)

จากมุมมองที่ใช้งานได้จริงคุณสามารถทำสิ่งต่อไปนี้ a) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสายไฟทั้งหมดเข้าใกล้กันมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ b) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีแหล่งกำเนิดสนามแม่เหล็กที่แปรผันตามเวลา

ในกรณีของคุณอุปกรณ์ทั้งสองมีการเชื่อมต่อที่แตกต่างกันกับกราวด์ (ไฟหลักและการสร้างจีดี) ดังนั้นอาจเป็นไปได้ที่จะเกิดลูปยักษ์ขึ้นซึ่งไม่ดี

ระดับเสียงรบกวนจริงจะขึ้นอยู่กับสนามแม่เหล็กของกาฝากที่อยู่รอบ ๆ การตั้งค่าของคุณ หากไม่มีแหล่งกำเนิดของสนามแม่เหล็กที่แปรผันตามเวลาในห้องปฏิบัติการของคุณห่วงพื้นอาจไม่เป็นปัญหา

การทำลายเกราะอาจไม่ใช่ทางเลือกที่ดีเพราะ:

1) มันจะเปลี่ยนอิมพีแดนซ์ของสายเคเบิลซึ่งอาจลำบากที่ความถี่สูง

2) gnd ของผู้รับจะลอยเมื่อเทียบกับ gnd ของผู้ขับขี่ กระแสจรจัดใด ๆ ที่ปรากฏขึ้นที่ตัวรับ gnd จะส่งผลกระทบต่อสัญญาณ