Hallo! Ich habe eine allgemeine Frage zur Guarschaltungen. Hat jemand einen Überblick(einen Link, pdf oder Buch) über gesamte vorhandene Abschirmungsmölichkeiten möglichst mit Erklärung, wieso eine Schaltung ist besser als die andere und so weiter! Kann leider selber nichts vernünftiges finden, brauche für baldiger Prüfung.
Guardschaltungen ? Ein Buch ? Wohl nicht ganz aufgepasst ? Das Thema ist aber dermassen trivial. Es geht um eine extrem hochimpedande Quelle und einen extrem hochimpedanten Eingang, bei dem selbst der Volumenwiderstand eines Kabels oder der Oberflaechenwiderstand einer Leiterplatte reinspielt. In dem Fall verwendet man einen Guardschirm(Kabel) oder einen Guardring(Leiterplatte), der aktiv, dh mit einem OpAmp, auf derselben Spannung wie der Eingang gehalten wird. Dann fliesst auch kein (Leck-)Strom mehr.
ganz allgemein wie das geht weiss ich schon! wie man das praktisch macht, da gibt es verschiedene Möglichkeiten! in welchen Fällen wo die Masse angelegt werden muss, es gibt auch eine Möglichkeit des Anschlusses des Schirmes über ein Widerstand und der gesamte Überblick fehlt mir mit Veranschalichungszeichnungen!
Die ganze Guard-Geschichte ist natuerlich fuer streng DC. Ein Guardschirm auf einem Triax Kabel hat aber eine Kapazitaet gehen den GND Schirm. OpAmps treiben nicht gerne kapazitive Lasten, daher der Seriewiderstand. Sonst noch was ?
@Aehh >Das Thema ist aber dermassen trivial. So, findest du? Das kapazitive Rückkoppeln der Ausgangsspannung direkt auf den Eingang führt bei der kleinsten Phasenverschiebung zum Schwingen der ganzen Anordnung. Zusätzlich muß berücksichtigt werden, das auf den Guard Surge, Burst ubd ESD eingekoppelt werden können (CE-Tests!). Die Schaltung benötigt in der Regel also Schutzschaltungen, die aber gerade phasendrehend wirken können. Solche Guard-Schaltungen zählen zu dem Anspruchsvollsten überhaupt, vor allem, weil in der Regel die Eingangsströme so niedrig sind, daß Schutzschaltungen bestehend aus Varistoren und Transzorbs eher nicht eingesetzt werden können. @Alex In diesem Datenblatt findest du ein paar nützliche Informationen: http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/analogdevices/352813717AD549_c.pdf Kai Klaas
Kai Klaas schrieb: > In diesem Datenblatt findest du ein paar nützliche Informationen: > > http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/analogdevices/352813717AD549_c.pdf Danke! das ist viel nützlicher!!!!
Auf den Guard koppelt gar nichts, da man ja noch einen GND schirm aussen rum hat. Und ja. Richtig. Der Verstaerker, der den Guard treibt ist kein GHz OpAmp, sondern ein langsamer. Die Bandbreite von solchermassen angeschlossenen Sensoren geht ja auch gegen Null.
Angehängte Dateien:
-
guard.GIF
53 KB
Hallo Aehh, ich habe im Anhang die Application Note AN-347 beigefügt und die entscheidenden Passagen markiert. Das rot Unterstrichene besagt, daß Guarding den OPamp zunächst intrinsisch instabil macht, da die Streukapazität Cs vom Guard nach Masse ein Phase Lag bedeutet, das durch ein genau passendes Cf (Phase Lead) kompensiert werden muß. Das ist deshalb schwierig, da Cs in der Regel nicht genau bekannt ist und vor allem sich bei Änderung der Länge des Kabels oder bei einer veränderten Verlegung schnell ändert. Dazu kommt, daß je nach Opamp die Kompensiererei nur bis zu bestimmten Kapazitäten funktioniert. Also, lassen sich ausgedehnte Guards überhaupt nicht stabil kompensieren. Das blau Unterstrichene besagt, daß der Guard äußerst empfindlich auf kapazitiv eingekoppelte Störungen reagiert. Deswegen muß der Guard entweder mit einem Buffer niederohmig getrieben oder von einem zweiten Guard umhüllt werden. >Der Verstaerker, der den Guard treibt ist kein GHz OpAmp, sondern ein >langsamer. Ach ja, wirklich? In der Application Note steht genau das Gegenteil! Das grün Unterstrichene besagt, daß der Buffer, der den Guard treibt, eine "fast respone and low output impedance" haben soll. Also, er muß schnell sein und den Guard mit einer niedrigen Impedanz treiben. Man verlangt also von einem schnellen Buffer eine kapazitive Last (Cs) niederohmig zu treiben, und daß, obwohl schnelle Buffer keine kapazitiven Lasten mögen. Also kommt hier der zweite kritische Schaltungsteil hinzu. Nicht nur die Phase Lag Geschichte durch Cs für den ersten OPamp, sondern auch noch die kapazitive Belastung des zweiten Verstärkers durch Cs. Und wehe, wenn einer der beiden OPamp zu langsam ist oder der Guard-Buffer eine zu große Ausgangsimpedanz hat, dann gibt es zusätzliche Phasendrehungen und das Ganze fängt munter an zu schwingen. >Die Bandbreite von solchermassen angeschlossenen Sensoren geht ja auch >gegen Null. Das mag ja sein, aber die verwendeten OPamp brauchen nun einmal eine gewisse Open Loop Gain, um genügend Verstärkungsreserve für die verzerrungsmindernde Gegenkopplung zu haben. Und damit sind sie in jedem Fall schnell genug, um schwingen zu können. Dann vielleicht doch lieber die Lösung mit dem zweiten Schirm, nach Figure 23 (b)? Wenn man sich die Schaltung aber ganz genau anschaut, erkennt man, daß das verstärkerseitige Ende des Schirms hoch liegt, also ESD garnicht abführen kann. Außerdem sieht der OPamp nicht mehr nur eine einfache kapazitive Last (Cs) am invertierenden Eingang, sondern eine komplexe Last, die sich noch schwieriger kompensieren läßt. Ich bleibe dabei, Schaltungen mit Guard sind hochanspruchsvoll und keineswegs trivial! Kai Klaas
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschalten
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.