Гальваническая развязка цифровых осциллографов.

sidor094
Реальное имя: сергей
Откуда: москва

Гальваническая развязка цифровых осциллографов.

Сообщение sidor094 » 06 апр 2017, 11:29

T-Duke писал(а):Источник цитаты Ключ работающий с крутыми фронтами нужно обязательно шунтировать как минимум емкостью.
Вы имеете ввиду снаббер ?Но для снабберной цепи 1нф как слону дробина.Маловато будет.И как шунтируя проходную емкость транса конденсатором мы от неё избавимся?Не понятно.

Отправлено спустя 8 минут 38 секунд:
T-Duke писал(а):Источник цитаты Да, это требует компонентов доплнительных для фильтрации, удорожает прибор в массовом производстве, зато решает проблему с полной отвязкой осцилла от сети, без дополнительных развязывающих трансов.
Я думаю что простым путем это не получиться.Вряд ли китайцы пожалели катушек и конденсаторов.Тем более что и не в китайских устройствах та же схемотехника.

Аватара пользователя
Автор темы
T-Duke

Гальваническая развязка цифровых осциллографов.

Сообщение T-Duke » 06 апр 2017, 11:44

Не путайте снабберы с блокирущими конденсаторами, это разные вещи.

Во вторых подавляя помехи за вторичной обмоткой мы получаем подавление помех, а не ликвидацию проходной емкости. Как от нее можно избавиться? Она остается всегда. Мы избавляемся от того, что просочилось через нее. Вернее не избавляемся, а предоставляем другой путь протекания тока.

sidor094 писал(а):Источник цитаты Я думаю что простым путем это не получиться.
Еще как получится. Просто нужно понимать импульсную технику :)

И китайцы не занимаются тем что жалеют, или не жалеют. Они копируют. То что разработали другие. Другие разработали чем подешевле и внедрили. Китайцы скопировали. Не получится так же дешево - это факт. Но получится зато лучше. А это уже проверим, когда приедет ко мне второй осциллограф, на котором и буду экспериментировать.

ЗЫ
Вот как раз по той схеме, что Вы привели, как раз объяснение зачем стоит конденсатор.
Technology is insignificant comparing to the power of the Force.

sidor094
Реальное имя: сергей
Откуда: москва

Гальваническая развязка цифровых осциллографов.

Сообщение sidor094 » 06 апр 2017, 12:02

Спасибо за ссылку.Вроде разобрался.Но все равно не очень понимаю как вы собираетесь давить синфазную помеху .Я знаю раньше делали для таких случаев трансформаторы со слоем фольги между обмотками ,для снижения ёмкости.Но это не внедрить в готовый прибор.Так же старались поднять частоту для уменьшения числа витков и,соответственно ёмкости.Но опять менять круто всю схему.По-моему проще плюнуть на синфазную помеху и выкинуть конденсаторы.Потом синфазная помеха мешает при работе с устройствами питающимися от разного питания.Но выход - соединить земли мощным проводом.Это лучше ,чем получить связь по сети.

Аватара пользователя
Автор темы
T-Duke

Гальваническая развязка цифровых осциллографов.

Сообщение T-Duke » 06 апр 2017, 12:13

Ну почему же нельзя давить синфазную? Ну я же привел схему включения. Конденсаторы С3,С4 вместо вторичной земли, подключаем к первичной земле. Вернее к общему проводу ВВ части БП. Туда же подключаем и землю от розетки. Хотя часто в розетках и земли нету.

Все там будет подавляться. Останется проблема просачивания помехи на вторичную часть. Но это решается усилением фильтрации. Например распайкой поверх ножек электролитов, керамических конденсаторов по 100нФ, плюс можно дополнительные LC-фильтры поставить. Место есть, плата довольно просторная. Проблема в том, что это удорожает все в массовом производстве - нужно поставить миниммум 8 дополнительных керамических кондея, может добавить еще 4 индуктивности. И уже для полного счасться, можно поставить снаббер на каждую из вторичных обмоток, до выпрямляющего диода. Короче посмотрю по ситуации. Для себя я решил что это не проблема - поставить дополнительные конденсаторы, снабберы на вторички и даже дополнительные 4 индуктивности. Да, чуть доработаю чуть потрачусь, но зато получу нормальную отвязку от сети, без побочных фифектов от связи сетевого шнура со вторичной землей через конденсаторы.
Technology is insignificant comparing to the power of the Force.

Аватара пользователя
Bishop

Гальваническая развязка цифровых осциллографов.

Сообщение Bishop » 17 июн 2017, 16:32

T-Duke писал(а):У меня эта тема возникала уже несколько раз. Проблема в том, что для питания цифровых осциллографов используют импульсные БП, со стандартными входными цепями. А заземление там подключено таким образом, что в некоторых случаях могут возникать проблемы. До сих пор решал я проблему развязки осцилла по старинке - с помощью развязывающего трансформатора 220/220. Однако у этого решения есть один серьезный недостаток - а именно необходимость в довольно габаритном развязывающем трансформаторе. Порой транс 220/220 проблематично найти и тогда используют два одинаковые транса включенные вторичными обмотками вместе.


Очень интересный вопрос поднимаете. Недавно стал обладателем китайского осциллографа Hantek 5102p и обнаружил, что на самом деле, если померить переменное напряжение при не заземленном осциллографе на разъеме BNC относительно фазного провода в розетке, мультиметр показывает 130В. При заземлении соответственно такой разности потенциалов нет. А как насчет варианта применить в качестве гальванической развязки блок бесперебойного питания? В данном случае появляется возможность мобильности. А если запитать бесперебойник вместо батареи с обычного трансформатора 12В, с последующим выпрямлением, то получается двойная гальваническая развязка :crazy:

T-Duke писал(а):Источник цитаты
sidor094 писал(а):Источник цитаты Выкинте их и все развяжется.

К этому я и подвожу. На самом деле я уже так делал полгода назад. Только вот помехозащищенность ухудшилась. Есть решение без выбрасывания этих конденсаторов. Просто сверяюсь с мануалами по EMI совместимости, вдруг что-то упускаю.

После того, как выкинули эти Y конденсаторы, получилось развязать первичку и вторичку? ) В результате на выходе BNC нет разности потенциалов с сетью? Намного ли после таких манипуляций страдает точность измерений и появление шумов на осциллограммах?

Аватара пользователя
Автор темы
T-Duke

Гальваническая развязка цифровых осциллографов.

Сообщение T-Duke » 17 июн 2017, 17:34

Bishop писал(а):Источник цитаты В данном случае появляется возможность мобильности.
Мобильность легко реализовать, запитав осццил от аккумуляторов. Правда там несколько напряжений нужно сформировать. Например использовать DC-DC.

Bishop писал(а):Источник цитаты А если запитать бесперебойник вместо батареи с обычного трансформатора 12В, с последующим выпрямлением, то получается двойная гальваническая развязка
Дело в том, что важна не столько гальваноотвязка сама по себе, сколько класс защиты который получится. Проблема в том, что если мы отвязываем осцилл, то нужно изолировать все его металлические части, все с чем случайно может соприкоснуться оператор. Крутилки, кнопки, разъемы щупов и т.п.

Пример правильного гальванически отвязанного осциллов - это портативные флюки. У них все изолировано, как сами разъемы, так и все кнопки интерфейса и экран и сам корпус. И только в этом случае производитель может гарантировать заявленный класс защиты.

Даже в случае отвязанного от сети обычного осцилла, лезть земляным щупом в цепи напряжением например 600В, все же довольно опасно. Ибо этот потенциал будет на корпусе прибора. Хотя китайские клоны почти полностью пластиковые, нет никакой гарантии, что где-то случайно не столкнешься со землей.

Если действительно задаться целью получить хорошую изоляцию, нужно подойти комплексно. Нужно не только отвязать осцилл от сети, но и надежно отвязать все интерфейсные части с которыми взаимодействует оператор. То есть все крутилки, кнопки, даже TFT экран и особенно разъемы щупов. Они должны быть такими, чтобы исключить касание оператора к земле щупа, или земле разъема. Короче это комплексная доработка осцилла.


По этому фирменное руководство Аджилента, не рекомендует подавать даже на отвязанный от сети обычный осцилл, потенциал выше 100В.

Bishop писал(а):Источник цитаты После того, как выкинули эти Y конденсаторы, получилось развязать первичку и вторичку?
Да.
Bishop писал(а):Источник цитаты В результате на выходе BNC нет разности потенциалов с сетью?
Гарантированно.

Bishop писал(а):Источник цитаты Намного ли после таких манипуляций страдает точность измерений и появление шумов на осциллограммах?
Точность не страдает. А шумам из сети удобнее проникать на вторичную часть через проходную емкость транса БП.
По уму, нужно не выкидывать конденсаторы, а переключать их со вторичной земли, на первичную землю. Тогда помехоподавление будет почти как в оригинале. Будет полная гальваническая изоляция, прочность которой определяется электрической прочностью изоляции между первичной и вторичной обмотками импульсного транса в БП.

Получится правильно отвязанный от сети осцилл. Но повторяюсь, этого недостаточно, если лезть во ВВ цепи. Нужна еще или полная отвязка интерфейсной части (включая экран осцилла), или надежная ее изоляция и хорошая изоляция как самих разъемов щупов, так даже крокодилов в щупах. Чтобы ни при каких раскладах, оператор не мог соприкоснуться со землей прибора. Иначе можно даже при отвязанном от сети осцилле, получить поражение, при контакте со землей осцилла, или при пробое на нее, через крутилки, или даже экран осцилла.
Technology is insignificant comparing to the power of the Force.

Аватара пользователя
Bishop

Гальваническая развязка цифровых осциллографов.

Сообщение Bishop » 17 июн 2017, 18:15

T-Duke писал(а):Источник цитаты Мобильность легко реализовать, запитав осццил от аккумуляторов. Правда там несколько напряжений нужно сформировать. Например использовать DC-DC.

А есть схема питания осциллографа с АКБ? У какого то осциллографа видел в характеристиках в качестве АКБ Li-Ion на 3.7В и емкостью 12500 мА. Явно там какой то импульсный преобразователь стоит с трансом на несколько выходных обмоток. Как интересно реализовано у них питание.

T-Duke писал(а):Источник цитаты Дело в том, что важна не столько гальваноотвязка сама по себе, сколько класс защиты который получится. Проблема в том, что если мы отвязываем осцилл, то нужно изолировать все его металлические части, все с чем случайно может соприкоснуться оператор. Крутилки, кнопки, разъемы щупов и т.п.

Крутилки обычно у всех более менее изолированы, а вот меня как то замкнуло через крокодил щупа и нога на батарее была, когда я в первичке какого то импульсника копался, весьма неприятно было )

T-Duke писал(а):Источник цитаты Пример правильного гальванически отвязанного осциллов - это портативные флюки. У них все изолировано, как сами разъемы, так и все кнопки интерфейса и экран и сам корпус. И только в этом случае производитель может гарантировать заявленный класс защиты.

Есть на работе такой зверь (199b чтоли), там да, даже BNC разъемы исключают возможность соприкосновения. Да и питание там через АКБ. А вот Agilent серии InfiniiVision 2000X у нас пару схем убил будучи заземленным, так и не поняли что случилось. Все измерения делали относительно заземленного корпуса. Вроде прибор солидный, но такая же болячка с цепями питания.

T-Duke писал(а):Источник цитаты По этому фирменное руководство Аджилента, не рекомендует подавать даже на отвязанный от сети обычный осцилл, потенциал выше 100В.

Да, они вообще всячески рекомендуют использовать всяческие приблуды ввиде дифференциальных пробников за деньги, которые неприлично называть )

T-Duke писал(а):Источник цитаты
Bishop писал(а):Источник цитаты После того, как выкинули эти Y конденсаторы, получилось развязать первичку и вторичку?
Да.
Bishop писал(а):Источник цитаты В результате на выходе BNC нет разности потенциалов с сетью?
Гарантированно.

А вот еще один интересный момент. Рядом у меня стоит старенький С1-73. Там тоже импульсный преобразователь простенький стоит, который поднимает напряжение 27В с первичного выпрямителя. Дак там вроде все развязано, однако есть такая же разность потенциалов между корпусом BNC и фазовым проводом.

http://www.chipmaker.ru/index.php?app=c ... _id=449911

http://www.chipmaker.ru/index.php?app=c ... _id=449912

T-Duke писал(а):Источник цитаты Для себя я решил что это не проблема - поставить дополнительные конденсаторы, снабберы на вторички и даже дополнительные 4 индуктивности. Да, чуть доработаю чуть потрачусь, но зато получу нормальную отвязку от сети, без побочных фифектов от связи сетевого шнура со вторичной землей через конденсаторы.

Есть уже наработки по этому вопросу или готовый результат для примера? )

Аватара пользователя
Автор темы
T-Duke

Гальваническая развязка цифровых осциллографов.

Сообщение T-Duke » 17 июн 2017, 19:03

Bishop писал(а):Источник цитаты А есть схема питания осциллографа с АКБ? У какого то осциллографа видел в характеристиках в качестве АКБ Li-Ion на 3.7В и емкостью 12500 мА. Явно там какой то импульсный преобразователь стоит с трансом на несколько выходных обмоток. Как интересно реализовано у них питание.
Скорее всего будет импульсный преобразователь с трансом и несколькими вторичками. А дальше обычные цепи выпрямления-стабилизации. Но если делать самостоятельно, проще использовать несколько готовых DC-DC преобразователей, на нужные напряжения.

Bishop писал(а):Источник цитаты они вообще всячески рекомендуют использовать всяческие приблуды ввиде дифференциальных пробников за деньги, которые неприлично называть )
Ага. При чем не очень понятно, а почему так дорого. Вернее понятно. Все что считается более специальным, чем ширпотребное, стоит резко дороже. Общемировая тенденция. Некоторые люди сами собирают дифпробники. В принципе это не так сложно. Я бы собирал на основе какого-то ИУ. Основная проблема здесь - получить нужную полосу частот, коэфф. искажений и равномерность АЧХ. А если нет особых требований к этим вещам, тогда можно вполне себе собрать дифпробник, на более-менее доступных инструментальных усилителях, или даже на обычных ОУ в инструментальном включении.

Bishop писал(а):Источник цитаты Есть уже наработки по этому вопросу или готовый результат для примера? )
Пока руки не дошли. Объект для экспериментов уже куплен - Hantek 5102. Ждет своего часа. Может вскоре займусь. Там делов - всего разрезать связь между горячей и вторичной землей и перекинуть кондеи входного фильтра, на горячую землю.

Отправлено спустя 10 минут 50 секунд:
Bishop писал(а):Источник цитаты Дак там вроде все развязано, однако есть такая же разность потенциалов между корпусом BNC и фазовым проводом.
По схеме отвязано полностью. Так как чудеса - это исключительная вещь во Вселенной, то можно предположить, что потенциал на земле, берется из другого источника - может рядом работает компьютер, земля которого связана со землей осцилла, через пилот или связанные по земле розетки. Нужно попробовать запитать осцилл без связи со землей в розетке. Если потенциал на земле не исчезнет, нужно будет совершить поиск виновника. Может оригинальная схема была подвергнута модернизации.
Technology is insignificant comparing to the power of the Force.

Vladimir52
Реальное имя: Владимир
Откуда: Мюнхен

Гальваническая развязка цифровых осциллографов.

Сообщение Vladimir52 » 17 июн 2017, 21:19

T-Duke писал(а):Источник цитаты Некоторые люди сами собирают дифпробники.

T-Duke писал(а):Источник цитаты Объект для экспериментов уже куплен - Hantek 5102.

Хорошая машинка! Вопрос только, нафига городить что-то для развязки, если есть два отличных канала и режим дифференцирования? Это вроде стандартная уловка, когда нужно "пощупать" схему, на которую нежелательно подавать заземление на общий провод. Или я чего-то не допонимаю?


T-Duke писал(а):Источник цитаты И китайцы не занимаются тем что жалеют, или не жалеют. Они копируют. То что разработали другие. Другие разработали чем подешевле и внедрили.

Кстати, если посмотреть на схему блока питания от здорового такого сервера одной очень уважаемой фирмы (которая даже этот блок разработала), то по-моему там таже фигня. Я реверс-инжениринг схемы не делал - просто выковырял детальки для своего фильра, который будет стоять перед частотником. Но могу поточнее посмотреть, если надо.

Аватара пользователя
Автор темы
T-Duke

Гальваническая развязка цифровых осциллографов.

Сообщение T-Duke » 17 июн 2017, 22:00

Vladimir52 писал(а):Источник цитаты если есть два отличных канала и режим дифференцирования?
Да, это включается в матфункциях. Крокодилы обеих щупов цепляются на землю, а сами щупы работают как прямой и инверсный вход ОУ. Однако, если сигнал слабый (несколько десятков милливольт), я не смог его увидеть по такому методу, видимо что-то там при вычитании огрубляется. Дальше. В чувствительных схемах, изолированных от сети, прямой тык крокодилом (незаземленного осцилла) в землю платы, приводит к помехам и глюкам. При подключении крокодила незаземленного осцилла, на земле такой схемы появляется переменный потенциал и может много нервов потрепать. Если заземлить осцилл - будет лучше конечно, но у меня половина розеток вовсе без заземления, а на тех которые все же заземлены, присутствует достаточно сильный фон иголок ВЧ помех от импульсных БП, работающих непонятно где. Кроме того из 2 каналов, получаем только 1 канал. Иногда нужно иметь оба канала, земля которых одинакова, но не сидит на земле измеряемого устройства.

Я лично считаю заземление современного цифрового осцилла - неудобством, которое накладывает ограничение на способы подключения к исследуемым схемам. Полную свободу дают осциллы типа изолированных флюков. Там можно тыкаться в любую часть схемы не боясь возникновения проблем.

Конечно наличие заземления даже в корпусах нонешних осциллов, продиктовано ТБ, но так как современные осциллы снаружи это в основном пластик, заземление в них, лично мне уже мешает. Конечно остаются опасные зоны - металлические части земли на разъемах щупов и на их крокодилах. Но при желании это можно исправить, поставив изолированные снаружи разъемы и изолированные крокодилы, наподобие флюковских. И если не лазить в реально сильно опасные напряжения (выше 400В) то можно в принципе не бояться попасть под напряжение. Крутилки и кнопки, в нонешних цифровых осциллах контачат с пальцами оператора, через довольно толстый слой пластмассы и напряжения до 400В, вряд ли смогут пробить такой слой пластика. После замены разъемов и крокодилов на изолированные, последним опасным местом останется TFT матрица прибора. Она хоть и покрыта полимерной пленкой, но толщина оной достоверно не известна и вообще довольно тоненькая. И есть вероятность пробоя через нее, с цифровой земли осцилла через экран на оператора. Но тут решение проблемы простое - закрыть экран вырезанной по размеру накладкой из оргстекла.

В общем, что ни говори, изолированный осцилл лучше. А если еще и каналы между собой изолированы - то вообще песня. Только вот в который раз хочу акцентировать внимание на том, что гальваническая отвязка осцилла от сети, или с помощью развязывающего транса, или переделкой БП, или питанием от аккума, это только пол дела. Она может дать иллюзию безопасности. Опасность кроется во всех металлических частях, которые могут находиться на корпусе прибора и связаны с его землей. А в случае работы с достаточно высокими напряжениями, опасны даже условно изолированные части - например экран прибора.

То есть отвязка от сети это полумера. Полностью вопрос решает полная изоляция прибора. Так, чтобы не было ни одного слабого (в электрическом понимании) места между землей осцилла и оператором работающим с ним. То есть, должна быть исключена возможность поражения током оператора, одной рукой держащегося за батарею отопления, а другой рукой тычущего в любую часть корпуса осцилла.
Technology is insignificant comparing to the power of the Force.


Вернуться в «Измерительные инструменты»