Почему вставка сопротивления в общий провод моего зонда осциллографа приводит к тому, что он улавливает шум переменного тока намного хуже?

Я копаюсь во внутренней части USB-осциллографа в надежде модифицировать его так, чтобы общие контакты зонда осциллографа можно было ссылаться на разные напряжения.

Когда я использую USB-осциллограф для измерения сигнала 24 В постоянного тока с 10-кратным пробником, я получаю приемлемые результаты.введите описание изображения здесь

По моим расчетам, этот 10-кратный щуп представляет собой резистор на 9 МОм, включенный последовательно с внутренним сопротивлением прицела на 1 МОм. Таким образом, делитель 10:1.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Добавив к пробнику 10 МОм, я должен превратить его в делитель 20:1. Когда я вставляю 10 МОм в положительный путь сигнала, я получаю грубый эффект 20: 1, но я начинаю видеть шум переменного тока 60 Гц.

схематический

смоделируйте эту схему

введите описание изображения здесь

Когда вместо этого я помещаю сопротивление на общий путь между общим проводом сигнала и общим проводом осциллографа, я вижу гораздо больше шума переменного тока.

схематический

смоделируйте эту схему

введите описание изображения здесь

Мой USB-прицел изолирован от моего ПК с помощью коммерческого USB-изолятора. Может ли кто-нибудь сказать мне, что происходит не так, и как это исправить? Я подумал, что это может быть просто следствием того, что все это разбросано по моему столу, а не приятно спаяно вместе с минимальными сигнальными путями. Но я ожидал, что шум будет намного меньше и гораздо более чувствителен к физической перестановке. Перемещение выводов и частей не имеет заметного эффекта. И это все еще не объяснило бы разницу между вставкой сопротивления на положительном и отрицательном пути.

Почему это происходит, и как я могу это исправить?

Схемы пожалуйста? Предпочтительно предполагаемое сопротивление пробника плюс ваше, а также точка отвода АЦП.
Это просто следствие того, что все это разбросано по моему столу ? Вполне вероятно, да.
@ pjc50 Так почему же асимметрия между положительной и отрицательной ветвями?
Что именно производит «сигнал постоянного тока 24 В» и какой USB-изолятор вы используете?
@BruceAbbott сигнал 24 В - это блок питания Phoenix Uno, а изолятор USB - B&B UH401.

Ответы (1)

Посмотрите на случай, представленный вашей первой схемой. Допустим, есть какой-то источник шума, связанный с соединением между датчиком и источником питания 24 В. Например, связь слабая и эквивалентна многим мегаомам импеданса. Поскольку напряжение 24 В имеет относительно низкий импеданс, шумовая связь вообще не будет регистрироваться при измерении.

Соберите кейс, представленный второй схемой. Допустим, тот же источник шума подключен к соединению между пробником и резистором 10 МОм. Импеданс этой точки относительно земли составляет около 5 МОм. Таким образом, даже слабая связь импеданса в несколько мегаом от источника шума будет проявляться при измерении.

Я предполагаю, что ситуацию можно улучшить, подключив резистор 10 МОм к щупу как можно ближе и напрямую. Затем заземлите наконечник зонда металлической фольгой, чтобы полностью закрыть соединение и резистор.

Посмотрите на случай, представленный третьей схемой. Если между прицелом и источником питания 24 В есть ток контура заземления, добавление 10 МОм приведет к тому, что это проявится. Теоретически ток контура заземления 1 мкА будет отображаться как 10 В с резистором 10 МОм.

Это асимметрично случаю 2, потому что любой внешний ток, подключенный ко всему устройству 24 В, будет проявляться через резистор 10 МОм.

Исправление может состоять в том, чтобы выследить и устранить любую связь контура заземления. Например, источники питания и оборудование нередко имеют функциональное заземление (напрямую или косвенно), соединенное с заземлением корпуса через резистор в мегаом и/или небольшой конденсатор параллельно.

Но в этом случае, возможно, решите, действительно ли это проблема, возможно, с помощью оценки тока контура заземления (например, измерьте свой осциллограф и разделите его на 10 МОм). Если решено, что это не реальная проблема, допустите это при использовании осциллографа и не используйте настройку, как на схеме 3.

К сожалению, вся моя цель состоит в том, чтобы иметь возможность сослаться на два зонда осциллографа на разные общие точки, что позволит мне сделать схема 3. Если это невозможно, мне понадобятся другие средства для достижения этого.
Добавление резисторов к заземлению пробника не даст желаемого результата (даже если проблема шума значительно уменьшится).
Почему нет? Вроде должно.
Если у вас нет изолированных зондов (тогда вам вообще не нужен кладж), основания на ваших зондах одни и те же. Если подключить одну землю через резистор 10М к одному напряжению, а другую через резистор 10М к другому напряжению. Ток будет протекать через два последовательно соединенных резистора 10 МОм, а заземление щупов будет посередине.
Почему вставка сопротивления в общий провод моего зонда осциллографа приводит к тому, что он улавливает шум переменного тока намного хуже?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v