Откуда эти шумы 50Гц?

Структура цепи:

  1. Преобразователь переменного тока в постоянный MeanWell 220V в 5V . Выход 5В. Электросеть работает на частоте 50 Гц.

  2. Мы создаем преобразователи постоянного тока (силовой модуль) с несколькими фильтрами нижних частот для обеспечения различных напряжений постоянного тока, необходимых для нашей основной цепи: + 5 В, + 15 В, -15 В.

  3. Главная цепь использует напряжения, сгенерированные выше. Он подает управляющие сигналы своей цели и считывает сигналы обратной связи. Он соединяется с целью через 2,54-миллиметровые провода Dupont, длина которых составляет около 0,3 метра. Он будет регулировать управляющие сигналы в соответствии с сигналами обратной связи. Целевое устройство имеет чисто дифференциальный приемник, и на него не должны влиять синфазные шумы.

введите описание изображения здесь

Проблема:

  1. Вся схема работает нормально в лаборатории нашей компании. Цепь не соединена с землей.

  2. При использовании в какой-либо лаборатории с большим количеством устройств (осциллографы, генераторы сигналов и т. д.) он больше не работает должным образом. Сигнал обратной связи выглядит следующим образом: это шум 50 Гц.Шумы

  3. Когда заземление цепи соединено с землей, шум 50 Гц будет значительно снижен. Он начинает работать.

  4. В моей лаборатории все еще есть шумы 50 Гц, которых нет, и это вредит производительности устройства.

Вопросы

  1. Откуда шумы 50Гц?

  2. Почему шумы уменьшаются при соединении цепи с землей?

  3. Как полностью удалить шум 50 Гц?

Вы не указали свою страну в профиле, но я предполагаю, что 50 Гц исходят от фонового излучения электросети. Это довольно распространенная проблема.
Спасибо за ваш ответ. Уменьшает ли соединение цепи с землей шум 50 Гц? И да, электросеть в моей стране использует 50 Гц.
Ваш вопрос начинается с упоминания источника питания, предполагая, что это может быть причиной (?). Но ваша схема может иметь другие чувствительные точки, длинные провода, чтобы уловить фон 50 Гц.
«Уменьшает ли соединение цепи с землей шум 50 Гц?» Иногда получается, иногда нет, иногда без разницы! Все зависит от настройки/соединений/цепей вашей системы.
@FakeMoustache Это правда! Мы используем длинные провода, чтобы соединить наше устройство с его целью. Но почему соединение земли нашего устройства с землей значительно уменьшит шумы?
Возможно, через эти длинные провода проходит ток частотой 50 Гц, и, подключаясь к земле, вы каким-то образом даете этим токам другой путь, а не через ваши провода.
Правильное использование заземления может значительно снизить синфазный шум, особенно в сочетании с Y-образными конденсаторами.
Все, что я вижу, это изображение какого-то сигнала, а не схема и заявление о том, что он больше не работает должным образом. Нечего продолжать.
Кроме того, вы говорите что-то о «Схема протестирована в Китае»: 1. Какая схема? Поставка или ваша? 2. Вы знаете, что они проверяли его, или они говорят, что проверяли?
Частично это может быть шум, связанный с заземлением прицела.
у вас могут быть компоненты, действующие как антенны или магнитные петли, и может потребоваться некоторое экранирование. Величина шума, составляющая почти 1 В (выглядит примерно как 800 мВ), очень странная и очень плохая. Кроме того, если у вас есть светоприемники в цепи, это могут быть лампочки в вашем офисе, которые мигают с частотой 50 или 60 Гц, в зависимости от того, где вы находитесь — это может быть уловлено схемой, а также радиочастотным излучением.
@Andyaka Вы имеете в виду, что часть «структуры схемы» не ясна? Какую еще информацию я должен был предоставить?
@Asmyldof Вся схема, включая преобразователь переменного тока в постоянный, цепь источника питания и нашу основную цепь. 2. С ними тестил.

Ответы (3)

  1. Шум на частоте 50 Гц — это гул сети. Каждый раз, когда вы слышите шум на той же частоте, что и гудение вашей сети, предполагайте, что это от сети (один раз, может быть, два раза в жизни это будет неверным предположением, но каждый второй раз оно будет правильным).

  2. Практически единственный способ избавиться от посторонних шумов (сетевой гул, эми/радиочастоты и т. д.) — это заземлить их.

  3. Из вашего обновленного сообщения с вопросом похоже, что шум появляется на (возможно, длинном) проводе, несущем недифференциальный сигнал, и поступает как обратная связь данных от (питанного от сети?) «ведомого» устройства.

Либо гул возникает внутри «ведомого» устройства из-за некоторого шума источника питания (вероятно, из-за плохой проводки и других шумных устройств в той же цепи), либо он улавливается проводом как EMI / RFI.

Если он воспринимается как EMI/RFI (какая-то его часть почти наверняка), то переключение на дифференциальную сигнализацию может «исправить это».

Если он каким-то образом исходит от «ведомого» устройства, то может возникнуть необходимость добавить некоторую фильтрацию 50 Гц и / или заземление в этом устройстве, чтобы устранить шум до того, как он попадет в линию данных.

Не могли бы вы объяснить, почему заземление уменьшит принимаемый шум? Для фильтрации в модуле питания мы используем: LC-фильтры (фильтрация высокочастотных шумов) и LDO для фильтрации низкочастотных шумов. Для основной цепи каждый операционный усилитель имеет два конденсатора (10 мкФ и 0,1 мкФ) на шинах питания.
Касательно 1. Если когда-нибудь возникнет вопрос, исходит ли этот фон 50 Гц (или 60 Гц) от сети, включите прицел от сети (обычно это встроенная опция выбора источника запуска) и посмотрите на шум. Если он остается в фазе с триггером в течение минуты или более, вы можете перейти с 98% уверенности на 99,99% уверенности, что это источник.
Замыкание @richieqianle на землю помогает с шумом в электросети двумя способами. # 1 Земля - ​​это то место, куда «хочет» идти весь ток электросети, он замыкает цепь. Сетевые генераторы, наружные электрические столбы, силовые трансформаторы и т. Д. Все подключены к земле, иногда она используется для защиты от молнии, для опорного напряжения и даже в качестве «четвертой фазы» / нейтрали. Каждый раз, когда вы используете свою мощность на 220 В, вы подключаете один контакт к фазе под напряжением, а другой к земле, чтобы замкнуть цепь (отлично в США). Подключение сетевого шума напрямую к земле приводит к «короткому замыканию».
# 2 Земля эффективно работает как огромный конденсатор. Каждый раз, когда молния падает на землю, она снижает заряд конденсатора земля-воздух-облака. Из-за огромной накопительной емкости планетарной емкости любой шум, который вы вносите в землю, имеет слишком низкую энергию, чтобы вызвать заметное изменение потенциала, поэтому эффективно шум накапливается в конденсаторе настолько большого размера, что он образует «предельно низкий уровень». пройти фильтр.
Можете ли вы проверить свое устройство, где оно улавливает этот гул 50 Гц, и определить, можете ли вы найти гул на выходе источника питания или только в основной цепи, пожалуйста?
Спасибо за напоминания. Я проведу эксперимент, когда у меня будет возможность через несколько недель. Но откуда взять ссылку на землю? Что делать, если в лаборатории нашего клиента нет точки заземления?
Если у вашего клиента в лаборатории есть сетевое питание 220 В, значит, у него есть заземление. yunhuanelectric.com/Clkj_Images/upfile/image/20130325/… Если питание в их лаборатории подключено правильно, вы сможете использовать «земляной» штырь сетевой розетки для ссылки на землю. Если вы подозреваете, что проводка неисправна, возьмите с собой провод, который может касаться земли на открытом воздухе из их лаборатории; воткните один конец провода в грязь не менее чем на 5-10 см, затем используйте мультиметр для проверки напряжения переменного или постоянного тока между другим концом этого провода и контактом «земли» их розетки (должно быть 0 В переменного тока и <0,2 В постоянного тока).
Если в лаборатории вашего клиента нет надежной точки заземления, то я бы порекомендовал клиенту, чтобы электрик установил правильное заземление для его системы питания, так как плохое заземление № 1 опасно для всей их электроники и № 2 опасно для возможного удара током или поражения электрическим током. люди.
@ RobhercKV5ROB Спасибо за вашу предыдущую помощь. Могу ли я спросить, помогут ли источники питания, подобные этому, с контактом 3, подключенным к земле, решить эту проблему? Я мог бы попытаться соединить контакт 3 (FG) выхода с контактом 4 (выход -V). meanwell.com/mw_search/NES-15/NES-15-spec.pdf
Это может помочь, но после того, как пара «обновлений» прочитает ваш пост с вопросом, я почти уверен, что гул 50 Гц, который вы улавливаете, является электромагнитным / радиочастотным излучением, излучаемым «другими шумными устройствами» в лаборатории. Хотя предоставление другой точки заземления вполне может помочь в этом, более надежным решением, вероятно, будет использование дифференциальной сигнализации на этой линии или, по крайней мере, достаточное смещение любых частот сигналов на этой линии (скажем, по крайней мере, несколько кГц) разрешить установку фильтров нижних частот на землю и встроенных фильтров высоких частот на вашей линии обратной связи, чтобы уменьшить/устранить (продолжение)
влияние принимаемых помех на эту линию. По сути, добавьте фильтр нижних частот с отсечкой 100 Гц между обратной связью и землей, затем фильтр верхних частот с отсечкой 1 кГц между устройством «основной цепи» и линией обратной связи. Таким образом, любой шум на частоте 50 Гц будет иметь путь с очень низким сопротивлением к заземлению и путь с очень высоким сопротивлением к входу данных. Конечно, если вы пропускаете постоянный ток через ту же линию, вам придется использовать полосовой фильтр с центральной полосой пропускания 50 Гц вместо фильтра нижних частот с частотой 100 Гц.

Как уже говорили другие, частота 50 Гц почти наверняка связана с сетью. Вы говорите, что у цели есть дифференциальный приемник, но вы не говорите, использует ли «основная схема», которая получает сигнал обратной связи от цели, дифференциальный приемник, или каковы уровни сигнализации сигнала обратной связи. Даже предполагая дифференциальную схему, любой реальный дифференциальный приемник имеет ограниченный диапазон синфазных сигналов, который вы можете легко превысить. Соединение земли вашей системы с землей, вероятно, снижает синфазный шум 50 Гц до уровня, который может выдержать ваш приемник.

Импульсные источники питания, такие как тот, который вы показываете, обычно имеют конденсатор, перекрывающий зазор между первичной (сетью) и вторичной (выходной) стороной (обычно называемый Y-образным колпачком). Его функция заключается в уменьшении помех, создаваемых коммутационными цепями источника питания. Из-за этого конденсатора и паразитной емкости между первичной и вторичной обмотками самого трансформатора на выходе источника питания может быть очень большое (> 100 В) напряжение переменного тока по отношению к наложенному на него заземлению. Этот сигнал переменного тока имеет относительно высокий импеданс источника, поскольку конденсатор относительно мал и, следовательно, имеет высокое реактивное сопротивление на частоте сети. Из-за этого высокого импеданса это не представляет угрозы безопасности (если только конденсатор не закоротит, поэтому для этой функции используются конденсаторы специального номинала).

Когда вы тестируете в своей лаборатории, если и основная цепь, и мишень плавают относительно земли, тогда все вместе работают на этом компоненте переменного тока, и проблем нет. Когда вы переносите это в реальный мир, если целевое устройство имеет соединение с землей (даже небольшое емкостное соединение), теперь у вас есть большая разность потенциалов между основной цепью и целью, и возникает проблема. Кроме того, подключив основную цепь к заземлению, вы значительно уменьшите разность потенциалов между основной цепью и целью, чтобы ваш приемник мог функционировать.

Вы также не даете много информации о расстоянии между основной цепью и целевым устройством, типе используемого кабеля и так далее. Чем больше информации вы предоставите, тем более точный ответ вы получите.

Спасибо за такой отличный ответ! 1. Приемник однотактный. 2. Соединение между основной цепью и мишенью осуществляется через дублоновые провода, которые показаны на схеме в отредактированном посте. 3. Под соединением силовой цепи с землей подразумевается ли путь для большого сигнала переменного тока? Но соединение с землей все равно через резисторы 10МОм, чем это поможет?
Могу ли я обеспечить какое-то заземление на силовом модуле? Очень хочется упростить использование.
И вы имеете в виду, что конденсатор Y делает выход настенного блока питания больше не плавающим?
Ага! Таким образом, несимметричный приемник обратной связи делает этот сценарий еще более вероятным. Я не знаком с тем, что вы называете проводами DuPont диаметром 2,54 мм. Я предполагаю, что 2,54 мм - это шаг разъема, но я не знаю, скручены ли провода, экранированы или что-то еще. Если бы вы могли предоставить ссылку на техническое описание продукта, это помогло бы, но я не думаю, что это самый важный момент. Соединение главной цепи с землей обеспечивает примерно равный потенциал с целью (т. е. обе цепи имеют опорное заземление цепи при потенциале земли). 10 МОм может быть слишком высоким сопротивлением. Возможно, вам придется использовать меньше.
Да, я думаю, подключение заземления постоянного тока к земле в силовом модуле будет работать. Вы, вероятно, могли бы терпеть несколько килоом на этом пути, но я думаю, что 10 мегабайт слишком много. Также обратите внимание на проблему, заключающуюся в том, что если кто-то заменит другую настенную бородавку с теми же номинальными характеристиками (напряжение и ток), у нее может быть другая крышка Y, и все может снова перестать работать. Вы должны проектировать для худшего случая. И да, колпачок Y делает выход бородавки на стене не совсем плавающим. Вы можете получить нестандартную настенную бородавку с меньшим Y-образным колпачком или вообще без него, но это не очень хорошее решение.
Спасибо за вашу предыдущую помощь. Я думаю, что ваш ответ дал ответ. Могу ли я спросить, помогут ли источники питания, подобные этому, с контактом 3, подключенным к земле, решить эту проблему? Я мог бы попытаться соединить контакт 3 (FG) выхода с контактом 4 (выход -V). www.meanwell.com/mw_search/NES-15/NES-15-spec.pdf

Согласно туристическим сайтам и Википедии, в Китае используется электроэнергия с частотой 50 Гц. Любой переменный ток испускает электромагнитное излучение с той же частотой. Вероятно, это источник шума. Если вы проверите любую схему таким же образом, вы, вероятно, обнаружите тот же шум. Попробуйте это, прежде чем искать другие решения.

Откуда эти шумы 50Гц?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 43v