3.4.2. Паразитные кондуктивные связи
Кондуктивная наводка - это помеха, которая передается из соседних электрических цепей не через электромагнитное поле, а путем переноса электрического тока по общим для обеих цепей проводникам, в основном через общие участки цепей заземления или питания. Обычно источниками кондуктивных помех являются генераторы (на рис. 3.90обозначен буквой "М"), цепи с большим током, цифровая часть аналого-цифровой схемы, реле, сеть питания 220 В, помехи с частотой преобразования источника бесперебойного питания (UPS), DC-DC и AC-DC преобразователи, шаговые двигатели с импульсным питанием, мощные печи с ШИМ-управлением.
Пример
появления кондуктивной помехи показан
на рис.
3.90.
Падение напряжения 
на
участке провода, общем для сигнала и
некоторой (относительно мощной)
нагрузки 
,
через которую протекает ток 
,
суммируется с напряжением полезного
сигнала 
и
прикладывается ко входу приемника 
.
Даже цепь, состоящая из нескольких
операционных усилителей, может создать
на проводе длиной в 20 см падение напряжения
более 1 мВ, что сравнимо с величиной МЗР
12-разрядного приемника сигнала. Особенно
большие проблемы может создать цифровое
устройство, работающее в момент передачи
аналогового сигнала.
Решением описанной проблемы является подсоединение "земли" источника сигнала к приемнику отдельным изолированным проводом, который не используется ни для каких иных целей (рис. 3.91).
-
Рис. 3.90. Ток нагрузки М, равный и протекающий по общему участку "земляного" провода, создает падение напряжения
-
Рис. 3.91. Решение проблемы: "земли" источника сигнала и приемника следует соединять отдельным проводом
Для предотвращения возникновения описанной проблемы следует различать понятия "силовая земля", "аналоговая земля", "цифровая земля". Все эти "земли" должны быть выполнены разными проводами и их нужно соединять только в одной общей точке. Сигнальные цепи нельзя использовать для питания даже маломощной аппаратуры.
Рассмотренный вариант аналогичен показанному на рис. 3.82, однако в данном случае падение напряжения между землей источника и приемника вызвано не блуждающими токами в земле, как нарис. 3.82, а токами через расположенные рядом устройства.
Другой
пример появления кондуктивной помехи
показан на рис.
3.92-а.
Ток питания цифровой части модуля
ввода 
проходит
по общему участку провода, который имеет
сопротивление 
и
создает на нем падение напряжения
помехи
.
При дополнительно неправильном соединении
аналогового входа модуля ввода с
источником сигнала (на рис.
3.92-а
показано зачеркнутой линией) ко входу
модуля прикладывается сумма напряжения
измеряемого сигнала и напряжения
помехи 
.
При более правильном соединении входа
"-" модуля с источником сигнала
(показано штриховой линией) на вход
модуля действует синфазная помеха
,
которая при недостаточном коэффициенте
подавления синфазного сигнала может
вносить погрешность в результат
измерения.
Для устранения обоих источников погрешности соединение аналоговой и цифровой земли необходимо выполнять в одной общей точке (рис. 3.92-б). При этом падение напряжения помехи на заземляющем проводнике никак не сказывается на аналоговой части модуля.
а) |
б) |
Рис. 3.92. Прохождение кондуктивной помехи из цифровой части в аналоговую: а) - неправильное соединение земель и цепей сигнала; б) - правильное соединение |
|
