Hallo es ist darüber ja schon viel geschrieben worden. Ich habe eine Frage zur Beschaltung eines einfachen Messverstärker-Eingangs für einen PT1000 Sensor. Es soll eine asymetrische Sensorleitung ggf. von mehreren 100m Länge an ein Steuergerät angeschlossen werden. Meine konkrete Frage: In der Literatur (z.B. Würth Trilogie) finde ich Schaltungen in denen die TSV Diode, wie in der o.g. Schaltung, an PE oder aber auch an GND angeschlossen ist. Das Gleiche git für den Ableitpfad der drei C´s die in meiner Schaltung derzeit ja auch an PE also Erde angeschossen sind. Was ist denn nun besser, PE oder GND ? Das Gerät ist in einem Metallgehäuse und alle im Gerät vokommenden GND´s sind an einem Sternpunkt über eine 0 Ohm Brücke an PE angeschlossen. Ist es so, das ich einfach nur kürzesten Pfad für den Ableitstrom der TVS Diode wählen muß ? Dann sollten eigentlich alle Bauteile über den GND-Pfad angeschossen werden. Danke für eure Anworten , Jörg
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Joerg F. schrieb: > Beschaltung eines einfachen Messverstärker-Eingangs für > einen PT1000 Sensor. > Es soll eine asymetrische Sensorleitung ggf. von mehreren 100m Länge > an ein Steuergerät angeschlossen werden. In dem Fall würde ich eher PT100 nehmen. Möglichst mit Vierdraht- Beschaltung. Gruss Harald
Es muß alles so einfach bleiben wie oben skizziert - Bauteilkosten. PT1000 ist vorgegeben. J
Joerg F. schrieb: > Es muß alles so einfach bleiben wie oben skizziert - Bauteilkosten. > PT1000 ist vorgegeben. Wenn es Dir auf ein paar Grad Fehler nicht ankommt... Meint Harald
Der User muß in der Software angeben, wie lang in etwa seine Kabel sind. Das hilft schonmal... Gruß Joerg
Harald Wilhelms schrieb: > Wenn es Dir auf ein paar Grad Fehler nicht ankommt... Wieso soll bei langer Leitung und dementsprechend hohem Leitungswiderstand die Messung mit einem Pt100 genauer sein als mit einem Pt1000 ?? Nach den bei uns üblichen physikalischen Gesetzen sollte es doch eher umgekehrt sein. Gruss Reinhard
Joerg F. schrieb: > Der User muß in der Software angeben, wie lang in etwa seine Kabel sind. > Das hilft schonmal... Mit sowas in der Bedienungsanleitung würde das Teil bei mir sofort in den Müll landen. Das geht auch anders wie Harald schon erwähnte.
Joerg F. schrieb: > Der User muß in der Software angeben, wie lang in etwa seine Kabel sind. > Das hilft schonmal... Nur wenn die Leitungstemperatur über die Zeit konstant ist.
Joerg F. schrieb: > Was ist denn nun besser, PE oder GND ? Das kommt darauf an, was du schützen willst. Wenn du den MUX schützen willst, solltest du gegen dessen GND ableiten. Ansonsten leitest du über den zusätzlichen Leitungswiderstand und -induktivität der PE-GND-Strecke ab. Das wäre zumindest mein Verständnis. Eignet sich PE überhaupt um ein Sensorsignal zu bereinigen, oder koppelt man sich damit nur noch mehr Störungen ein? Einen 100uA Messstrom über mehr als 100m zu leiten ist aber trotzdem nicht so eine tolle Idee. Die Serieninduktivität L2 hab ich so noch nie gesehen. Ich kenne nur ein Serien-R mit (ggf. integrierten (im Chip, nicht im R)) Clampingdiode(n) und vielleicht noch ein C, dass mit dem R einen Tiefpass bildet. Vielleicht noch etwas Lesestoff: http://www.analog.com/static/imported-files/seminars_webcasts/36900313320057Section7.pdf http://www.analog.com/static/imported-files/application_notes/AN-202.pdf http://www.analog.com/static/imported-files/application_notes/2915025627482692953221605948252614692AN311.pdf http://www.analog.com/static/imported-files/application_notes/AN-397.pdf
Hallo Ja - ich will Mux schützen. Gemäß der Prämisse den kürzesten Pfad zum Potentialausgleich bei leitender TVS zu wählen müsste es in meinem Fall eben besser sein GND zu wählen. Das ist auch mein Verständniss. Obwohl wie gesagt ich das immer mal wieder auch "andersum" finde. Das Sensorsignal bereinigen will ich mit der Schaltung eigentlich nicht. Letzlich geschieht dies nur durch den Tiefpass R3 C4 und die Software. C1 C2 und L2 bilden einen Tiefpass zur Störstrahlungsdämpfung auf der Sensorleitung (EMV). Hier gelten sicherlich eigene Gesetzmäßigkeiten hinsichtlich der erzielbaren Breitbandigen Dämpfung des Filters für Störstrahlung. Und genau da kann ich mir nicht mehr vorstellen welches Kozept nun das bessere ist. C´s auf Gnd oder PE. In den Pc´s sind solche Filter so wie ich das sehe immer auf das Gehäuse geroutet. Das hat irgendeinen Grund. Das Messergebniss ist in dieser Anordnung ( passive zweidrahtankopplung) für das Projekt ausreichend genau. Auf jeden Fall vielen Dank für die Links ich werde das mal studieren - das hilft wieder ein Stück weiter. Gruß Jörg
Joerg F. schrieb: > In den Pc´s sind solche Filter so wie ich das sehe immer auf das Gehäuse > geroutet. Das hat irgendeinen Grund. Klar, das dämpft abgestrahlte Störungen. Aus deinem Bild ist aber kein Shielding ersichtlich. Ob man das Shield (=Gehäuse) nun auf PE oder GND legt - das kommt darauf an. Ich kenne das Problem bei USB: Das Shield sollte PC, Kabel und USB-Baugruppe insgesamt einschließen. Jetzt stellt sich die Frage, wo und wie man das Shield der USB-Buchse an der Baugruppe anschließt: a) direkt an GND oder b) über parallele R/C-Kombination a) nimmt man, wenn es keine Masseschleifen über z.B. PE geben kann. Das geht bei Druckern nicht immer, da diese selbst einen PE-Anschluss haben (zumindest Manche). Dann klemmt man das USB-Shield über z.B. 1M || 1n an GND an. Dazu gibt es aber auch White papers, application notes etc, wie dies zu dimensionieren ist. Gibt es keine zweite Verbindung zu PE kann das Shield direkt auf GND verbunden werden. Auf deine Anwendung bezogen würde ich daher sagen: Ableiten nach GND und eine Abschirmung kannst du auf GND legen. Im Gerät kannst du dann Abschirmung und GND nach o.g. Gesichtspunkten verbinden. Zu Störstrahlung bzgl. L2 sowie C1 bis C3 kann ich nichts weiter sagen, aber da würde ich mir Gedanken über potentielle Schwingkreise aus L2, C1, C2 und C3 machen, gerade wenn da 100m (ungeschirmter?) Draht dran hängen.
Ich will noch zwei Sachen ergänzen: 1. Es gibt keinen Shield! Es wird nur mit 2-Adrigen ungeschirmten Kabeln gearbeitet. Es müssen 520 solcher Sensoren ausgewertet werden, das setzt die Rahmenbedingungen. 2. Gottseidank sind PE-Schleifen ausgeschlossen, da die Sensorik isoliert montiert wird. Also wäre ich bei a. Ich schaue nochmal nach USB Appnotes. Zu den Schwingkreisen: Das L ist ein SMD-Ferrit mit sehr breitem Impedanzverlauf für 10-500MHz Zusammen mit einem geeigneten C-Paar sollte sich doch eine Dämpfung erreichen lassen. Ich weiß allerdings auch nicht ob eine solche Schaltung zusammen mit einer 100m Leitung selber angeregt wird. Danke für deine ausführliche Antwort, Joerg
Joerg F. schrieb: > C´s auf Gnd oder PE. > In den Pc´s sind solche Filter so wie ich das sehe immer auf das Gehäuse > geroutet. Das hat irgendeinen Grund. Klar, schließlich will man ja die Störströme nicht auf der Leiterplatte haben. Dort würden sie ja an der Signalmasse Störspannungen zwischen einzelnen ICs generieren. Die Störungen sollen aufs Gehäuse damit alle Schaltungsteile (kapazitiv) auf demselben Störpotential sind. Das gilt übrigens auch für die GND-Leitung. Die muß selbstverständlich auch gegen Gehäuse gefiltert werden. Wenn Du kein metallisches Gehäuse hast brauchst Du dir auch nicht zu überlegen wo du die Störungen haben willst. Die sind dann auf jeden Fall in deiner Auswerteschaltung. Ob jetzt am Gehäuse nun PE dran hängt oder nicht spielt für hohe Frequenzen übrigens keine Rolle. Gruß Anja
Aha jetzt erhellt sich das etwas. Der Mechanismus ist mir nicht wirklich klar... >Die Störungen sollen aufs Gehäuse damit alle >Schaltungsteile (kapazitiv) auf demselben Störpotential sind. Man kann also sagen, das es Strategie ist, die Störanteile gezielt auf das Gehäuse zu leiten, damit die dann eben nicht in der Schaltung und damit auch nicht auf den Kabeln des PC´s vagabundiert. Oder physikalisch gesprochen stellt der Spannungsteiler im Filter einen Pfad zur Last - dem Gehäuse - her, an dem sich die Störenergie umsetzt. Mal abgesehen davon das am Spannungsteiler auch Energie verheizt wird. Und die GND Leitung will man ja nach diesem Konzept auch sauber halten, also auch hier HF Anteile nach Gehäuse kurzschießen. Aber das bedeutet doch nun, auch das das Gehäuse jetzt Antenne für Störstrahlung wird oder ? >Ob jetzt am Gehäuse nun PE dran hängt oder nicht spielt für hohe >Frequenzen übrigens keine Rolle. Darüber denke ich mal nach, wenn es mir gelungen ist das oben genannte zu verdauen :-) ... Gruß Jörg
Joerg F. schrieb: >>Ob jetzt am Gehäuse nun PE dran hängt oder nicht spielt für hohe >>Frequenzen übrigens keine Rolle. > Darüber denke ich mal nach, wenn es mir gelungen ist das oben genannte > zu verdauen :-) ... Du hast doch eine Zuleitungsinduktivität und die lässt hohe Frequenzanteile nun mal schlechter passieren.
>Man kann also sagen, das es Strategie ist, die Störanteile gezielt auf >das Gehäuse zu leiten, damit die dann eben nicht in der Schaltung und >damit auch nicht auf den Kabeln des PC´s vagabundiert. Es ist oft nicht das Gehäuse, was zählt, sondern die Tatsache, daß das Gehäuse in der Regel eine "Radio Frequency Plane" bildet, also eine große Massefläche, die alle Massepunkte sehr niederohmig und niederinduktiv miteinander verbindet. Das kann auch eine andere große Metallfläche sein, beispielsweweise sogar ein Bereich der Massefläche auf einer Platine. ESD dagegen wird gerne auf einen Faradayischen Käfig abgeleitet, um ESD daran zu hindern, DURCH eine Schaltung zu fließen. Mit dem Ableiten auf ein Metallgehäuse schafft man es, daß ESD um die eigentliche Schaltung herumfließt, anstatt durch die hindurch. Dazu muß das Gehäuse (Faradayischer Käfig) aber nicht unbedingt geerdet sein. Im Idealfall hast du ein zusammenhängendes System aus Schirmgehäusen und geschirmten Kabeln, wobei du ESD auf diesen zusammenhängenden Faradayischen Käfig (Gehäuse + Kabelschirme) ableitest. ESD fließt dann über die Schirmgehäuse und Kabelschirme ab, anstatt DURCH die Schaltungen und DURCH die Kabel zu fließen. Bei ESD mußt du bedenken, daß ESD in vielen Fällen zur Erde abfließen will. Dazu kannst du ESD über ein geerdetes Gehäuse zur Erde ableiten. Aber auch nicht geerdete Metallgehäuse können dies größtenteils, wegen ihrer Streukapazität zur Erde. Letztlich geht es immer nur darum, ESD daran zu hindern, DURCH Schaltungen zu fließen.
Kai Klaas schrieb: > Letztlich geht es immer nur darum, ESD daran zu hindern, DURCH > Schaltungen zu fließen. Genau: ist wie bei der Ortsumgehungsstraße. Die muß Breitflächig angelegt sein damit die störenden LKWs schnell am Ort vorbeifließen. Am Ortsrand selbst baut man dann Drosseln (Ampeln) ein die dann zusätzlich die Verkehrsströme außenherum zwingen. Gruß Anja
Um das Ganze ausreichend genau zu beschreiben könnte man der o.g. Schaltung wahrscheinlich 50 passive Bauteile für Ersatzschaltbild hinzufügen, um ein Modell von Platine und Gehäuse zu erhalten. Ganz abgesehen davon das das Störpotential des Generators, in diesem Fall eine uC-Schaltung mit Peripherie, in Intensität und Spektrum nicht vorhersagbar ist. Also kann es eigentlich nur um ein Kochrezept gehen. EMV Filterung: HF Anteile durch Dimensionierung von geeignetem LC Tiefpass nach Gehäuse ableiten. Das Konzept mindert eingekoppelte HF Energie auf der Platine. Die Energie der Störstrahlung wird auf das Gehäuse kurzgeschlossen, und bleibt damit vorhersagbar im Hohlkörper - dem Gehäuse. Ein guter HF-Strahler mit räumlicher Ausdehnung, wie es ein angeschlossenes Kabel wäre, ist das Gehäuse eben nicht. ESD Filterung: Abhängig von Schutzziel scheint es zwei Konzepte für die Verwendung von TSV Dioden zu geben. Man kann eine TSV Diode elektrisch nahe an das zu schützende Bauteil setzen. Damit wird erreicht das es so schnell wie möglich zu einem Ausgleichsstrom der Potentialdifferenz über den beiden beteiligten Leitungen über die TVS kommt. (niedrig induktiv und kapazitiv) In diesem Fall hängt in meiner Schaltung die TVS an GND und nicht an PE. Nachteil: Der Surge setzt sich z.B. über die Masse auf der Platine fort. Im anderen Fall schließt die TVS den Surge auf PE kurz. Die zu erwartende Kapazität und Induktivität der Leitung über das Gehäuse wird aber in den meisten Fällen größer sein. Vorteil: Die Energie des Surges bleibt vorhersehbar auf dem Gehäuse und erzeugt keine Ausgleichsströme an den Massen des Gerätes. Auf jeden Fall danke an alle die sich so eifrig beteiligt haben. Gruß Jörg
>In diesem Fall hängt in meiner Schaltung die TVS an GND und nicht an PE. >Nachteil: Der Surge setzt sich z.B. über die Masse auf der Platine fort. Natürlich kann eine Transzorb nur gegen das Referenzpotential schützen, auf das sich das Eingangssignal bezieht. Also, wenn du ein massebezogenes Eingangssignal hast, mußt du die Transzorb logischerweise zwischen das Eingangssignal und Masse hängen. Ein Anschluß des masseseitigen Pins an das Gehäuse oder PE ist sinnlos, wenn die Masse gegen Erde oder PE floaten kann. Wenn das Gehäuse nicht mit Masse verbunden ist, kannst du aber trotzdem die Störungen auf das Gehäuse ableiten, in dem du direkt bei der Transzorb einen 1...10n/1kV Cap zwischen Masse und Gehäuse schaltest. Außerdem solltest du beachten, daß Signalleitungen ein Board immmer nur an einer Stelle betreten bzw. verlassen sollten. Schaffe dort eine "Radio Frequency Plane", gegen die du alles filterst und abblockst. Dann rennt dir auch keine Störung mehr über die ganze Platine. Wohin auch?
>Natürlich kann eine Transzorb nur gegen das Referenzpotential schützen, >auf das sich das Eingangssignal bezieht. Jepp! >direkt bei der Transzorb einen 1...10n/1kV Cap zwischen Masse und Gehäuse Das ist dann eben eine "virtuelle Masse" für einen Surge, guter Trick !! >Schaffe dort eine "Radio Frequency Plane", gegen die du alles filterst und >abblockst. >Dann rennt dir auch keine Störung mehr über die ganze Platine. Wohin auch? Verstehe ich.
>>Dann rennt dir auch keine Störung mehr über die ganze Platine. Wohin >>auch? >Verstehe ich. Um bei Anjas Gleichnis zu bleiben: Die Kabel sollten die Platine verlassen, wie die Züge einen Kopfbahnhof. Durchfahren verboten...
Kai Klaas schrieb: > wie die Züge einen Kopfbahnhof. Durchfahren verboten... Klar, das gibt die geringsten Störströme durchs Dorf. Gruß Anja
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