Jump to content

    
Sign in to follow this  
DmitrijStepin

Схема дифференциального входа

Recommended Posts

Здравствуйте!

 

Нужно сделать дифференциальный вход для последующей подачи сигналов на дифференциальный вход АЦП.

Диапазон входных напряжений АЦП от 0 до 5В.

Сама входная цепь работает от 24В.

Прикинул схему, изображена ниже. Какие будут ваши замечания и дополнения?

Просится еще фильтрующий конденсатор между входами АЦП.

Является ли такая схема, действительно, дифференциальной? Мне кажется, что да.

Не хотел бы делать питание входной цепи от +5В, т.к. уровень шумов может быть сравним с этим значением и даже выше.

Резистор R5 - контакт.

post-64664-1376060032_thumb.png

Edited by Electronics Engineer

Share this post


Link to post
Share on other sites
кажется, что да ... R5 - контакт

Если для опроса кнопки никаких других ресурсов, кроме АЦП, нет, то да, а иначе есть множество куда более простых способов это сделать.

 

Дать же ответ непосредственно по теме невозможно, потому как в ней ни слова о сигнале. Ну и показанный вход, конечно, ни разу не дифференциальный.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Если для опроса кнопки никаких других ресурсов, кроме АЦП, нет, то да, а иначе есть множество куда более простых способов это сделать.

 

Дать же ответ непосредственно по теме невозможно, потому как в ней ни слова о сигнале. Ну и показанный вход, конечно, ни разу не дифференциальный.

АЦП нужно, т.к. кроме замкнутого и разомкнутого состояния опрашиваемого контакта нужно также детектировать обрыв и короткое замыкание кабеля. Это уже 4 состояния нужно определять. Короткое замыкание кабеля не должно определяться как замыкание контакта, а обрыв - как размыкание. В этом вся суть. Иначе, конечно, использовал бы обычный цифровой вход.

Длина кабеля может достигать нескольких десятков метров или больше, поэтому шумов предостаточно. Поэтому нужен диф. вход.

Почему изображенный вход не является дифференциальным?

Share this post


Link to post
Share on other sites

4 состояния — 4 разных тока цепи, следовательно, достаточно датчика тока в виде резистора и несимметричного входа. Но если кабель, то такой цепи в первую очередь нужна защита, и конденсатор таковой не является.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Может бредятина, а если использовать трансформатор.

На первичку подавать переменное, а на вторичку - кнопку с резюками

Тогда точно дифференциальный сигнал и развязка обеспечены

Единственное межвитковая емкости может пропускать ВЧ наводки

но это можно задавить чем нибудь еще

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
может как-то так сделать?

кз - полный размах ацп

нажата - 2/3

отжата - 1/3

обрыв - 0

Схему с подобными уровнями используем сейчас. В данный момент с помехами боремся программным путем,

что ведет к задержке определения уровня. Хотелось бы на железном уровне схему сделать более

помехоустойчивой. Поэтому хочу использовать диф. вход. Конечно, программная фильтрация тоже останется

для дополнительной надежности.

На реальных объектах с длинными проводами пики шумов превышают +/-5В. Поэтому single ended вход

уже не справляется. На диф. входе эти синфазные шумы должны существенно скомпенсироваться.

Share this post


Link to post
Share on other sites

кроме того резисторы по 1кОм тоже не должны влиять на симметрию входов и иметь большую точность..

если хотите подавлять синфазные помехи, делители из резисторов следует подумать как убрать - надо однопроцентные и более резисторы.

источник напряжения 24В хорошо бы как то качественно фильтровать

.так что инструментальный усилитель с большим КОСС напрашивается.

примените инструментальный усилитель (ну или его эквивалент, собранный из 3-х обыкновенных ОУ), а уж после снижения синфазных помех делите на здоровье.

пс - если помехи действительно синфазные и ВЧ, то подумайте о пассивном фильтре синфазных помех.

Share this post


Link to post
Share on other sites
На реальных объектах с длинными проводами пики шумов превышают +/-5В. Поэтому single ended вход

уже не справляется. На диф. входе эти синфазные шумы должны существенно скомпенсироваться.

можно попробовать увеличить ток шлейфа до нескольких милиампер, если это допустимо. И возможно использовать оптопреобразователь на входе mcu.

Для дифференциального входа нужно точно знать что куда откуда наводится, чтобы правильно все это в конечном итоге вычесть.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Правильнее было бы не пытаться сгоряча изобретать велосипед, а провести поиск существующих решений и стандартов. Для этой темы оптимальная строка для поиска - интерфейсы постоянного тока для датчиков перемещения и переключающих устройств (namur).

Share this post


Link to post
Share on other sites

А что если запитывать петлю постоянным током, а вместо резисторов - 2 стабилитрона (один на 3В - который включен постоянно, и 1 последовательно с кнопкой, на 1,5В). Тогда разомкнутое состояние - 3В, закнутое - 1,5В, КЗ - 0В, обрыв - 5В. Динамическое сопротивление стабилитронов достаточно низкое (при токе скажем 20мА) -наводок меньше.

Share this post


Link to post
Share on other sites
А что если запитывать петлю постоянным током, а вместо резисторов - 2 стабилитрона (один на 3В - который включен постоянно, и 1 последовательно с кнопкой, на 1,5В). Тогда разомкнутое состояние - 3В, закнутое - 1,5В, КЗ - 0В, обрыв - 5В. Динамическое сопротивление стабилитронов достаточно низкое (при токе скажем 20мА) -наводок меньше.

Интересная идея, но сравнительно большой ток не могу позволить, мах 5-10мА, что тоже достаточно. В таком случае тоже лучше использовать дифференциальный вход?

Питание входной цепи тоже желательно делать от 24В, чем от 5В? Но со стабилитронами могут возникнуть дополнительные неудобства при монтаже, например, неправильная полярность.

Действительно, изобретать велосипед не хочется.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Интересная идея, но сравнительно большой ток не могу позволить, мах 5-10мА, что тоже достаточно.

Действительно, изобретать велосипед не хочется.

Примерно такой велосипед - current loop уже давно изобрели как раз для повышения помехоустойчивости. Тут возможно много вариантов.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Интересная идея, но сравнительно большой ток не могу позволить, мах 5-10мА, что тоже достаточно. В таком случае тоже лучше использовать дифференциальный вход?

Питание входной цепи тоже желательно делать от 24В, чем от 5В? Но со стабилитронами могут возникнуть дополнительные неудобства при монтаже, например, неправильная полярность.

Действительно, изобретать велосипед не хочется.

Тогда оставляйте свой вариант. Мне кажется он даже избыточен, хотя Вы не сказали какие у Вас там помехи. Если только ВЧ -то все устраняется конденсаторами, если конечно Вам не нужно мгновенное срабатывание по кнопке...

Для стабилитронов можно оставить все как есть -питание от 24В, только заменить стабилитронами R3-R5.

Да и защиту входа АЦП диодами наверно нужно все-таки дополнить.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this