Erdanbindung Filter Temperaturmessung

[S. A. (corono)]

Hallo zusammen

In einer Schaltung zur Temperaturmessung von Typ K Sensoren habe ich den 
Baustein ADS1204S08 im Einsatz. Beim Schaltungsdesign habe ich mich 
ziemlich an ein Dokument von TI gehalten 
(https://www.ti.com/lit/ug/tidu574/tidu574.pdf). Ein Bild ist angehängt. 
In meiner Schaltung habe ich drei Unterschiede drin:

1: Anstelle von C6/C7/C9 habe ich ein PI-Filter mit Common Mode Drossel 
drin

2: Meine Filter (PI-Filter) und Schutzkomponenten habe ich nicht an GND 
angebunden, sondern direkt an PE. Ich fand das logischer, da so 
EMV-Störungen direkt gegen Erde abfliessen können

3: Zusätzlich habe ich neben dem Kondensator von TI zwischen GND und PE 
noch einen Widerstand und eine TVS-Diode parallel drin.

Das Problem, das ich nun habe: Die Temperaturmessung funktioniert gut, 
solange ich die Erde nicht anschliesse. Sobald ich es tue, wird die 
Messung deutlich schlechter, beginnt zu schwanken und kriegt einen 
Offset. Daher meine zwei Fragen:

1: Wieso muss ich die Filterkomponenten gegen GND anbringen bzw. wieso 
kriege ich Probleme, wenn ich es gegenüber PE mache?

2: Wie werden dann GND und Erde typisch verbunden? Ich habe da schon 
Varianten gesehen mit Kondensator, Widerstand oder auch direkt 
verbunden.

Vielen Dank.

Gruss Corono

[Werner H. (werner45)]

Da hat TI aber gewaltig mit Kanonen auf Spatzen geschossen.
Den ganzen Aufwand kannst Du dir komplett schenken, weil ein 
Thermoelement SEHR niederohmig ist, <10 Ohm.

[Klaus R. (klara)]

S. A. schrieb:
> Beim Schaltungsdesign habe ich mich
> ziemlich an ein Dokument von TI gehalten
> (https://www.ti.com/lit/ug/tidu574/tidu574.pdf). Ein Bild ist angehängt.
> In meiner Schaltung habe ich drei Unterschiede drin:

Es wäre hilfreich Deinen modifizierten Schaltplan zu sehen.

S. A. schrieb:
> Das Problem, das ich nun habe: Die Temperaturmessung funktioniert gut,
> solange ich die Erde nicht anschliesse. Sobald ich es tue, wird die
> Messung deutlich schlechter, beginnt zu schwanken und kriegt einen
> Offset...
>
> 1: Wieso muss ich die Filterkomponenten gegen GND anbringen bzw. wieso
> kriege ich Probleme, wenn ich es gegenüber PE mache?

So wie ich das sehe hat der ADS einen Referenzspannungspunkt, den REFN0, 
der auf Masse liegt. Das dürfte der zentrale Referenzspannungspunkt für 
den analogen Teil sein.

Den PE würde ich, falls überhaupt nötig, nur dort per X2 Kondensator und 
ggf. 1 M parallel ankoppeln.
https://de.wikipedia.org/wiki/Entst%C3%B6rkondensator

mfg klaus

[HildeK (Gast)]

S. A. schrieb:
> 1: Wieso muss ich die Filterkomponenten gegen GND anbringen bzw. wieso
> kriege ich Probleme, wenn ich es gegenüber PE mache?
>
> 2: Wie werden dann GND und Erde typisch verbunden? Ich habe da schon
> Varianten gesehen mit Kondensator, Widerstand oder auch direkt
> verbunden.

Ist eine Verbindung von GND und PE überhaupt vorhanden? Wenn nicht, 
floatet der PE gegenüber dem GND und du kannst dir alles mögliche 
einfangen, wenn du das Filter auf PE beziehst.
Mit dem Kondensator will man nur ein HF-Verbindung, mit dem Widerstand 
sollen statische Aufladungen vermieden werden. Ich bevorzuge, wenn eine 
PE-Verbindung notwendig ist, die direkte Verbindung.

[S. A. (corono)]

Hallo zusammen

Danke für die Antworten.
Habe mal die relevanten Teile des Schaltplanes eingefügt.

PE ist über einen Kondensator und einen 1M Widerstand parallel 
verbunden.

Der Referenzeingang wird nicht verwendet, der ADC besitzt eine interne 
Referenz von 2.5V.

[HildeK (Gast)]

S. A. schrieb:
> PE ist über einen Kondensator und einen 1M Widerstand parallel
> verbunden.

Dann solltest du auf jeden Fall dein Filter auf den Schaltungs-GND 
beziehen.

[S. A. (corono)]

Hi

Danke für die Antwort.

Das Filter ziehe ich somit auf GND. Muss ich die TVS-Dioden (wegen den 
parasitären Eigenschaften) auch auf GND ziehen oder kann ich die 
weiterhin auf PE lassen?

Die zweite Frage: Wann brauche ich Kondensator/Widerstand zwischen GND 
und PE und wann verbinde ich sie direkt? Habe in der Literatur beide 
Varianten gefunden.

[HildeK (Gast)]

S. A. schrieb:
> Das Filter ziehe ich somit auf GND. Muss ich die TVS-Dioden (wegen den
> parasitären Eigenschaften) auch auf GND ziehen oder kann ich die
> weiterhin auf PE lassen?
Probiere es aus. Wenn du keinen Unterschied feststellst, dann lege sie 
auf PE. Die sollen ja im Fehlerfall im Netzteil die Schaltung auf eine 
ungefährliche Spannung begrenzen und ggf. für das Auslösen von 
Schutzeinrichtungen sorgen. Bei 30V-Diode erscheint mir das am 
Wahrscheinlichsten. Ein zweiter Schutz wäre vor zu großen 
ESD-Spannungen, da wäre GND sinnvoller.

> Die zweite Frage: Wann brauche ich Kondensator/Widerstand zwischen GND
> und PE und wann verbinde ich sie direkt? Habe in der Literatur beide
> Varianten gefunden.
Schwer zu sagen. Manchmal kann man nur mit ohne Verbindung GND-PE 
arbeiten (Audio wegen Brummschleifen z.B.). Dann dienen R und C für eine 
ev. HF-Ableitung, die TVS wieder zum Schutz vor einem Fehler im 
Netzteil. Ich denke, die TVS ist durchaus wichtig. Aber sie fehlt auch 
manchmal. Dann braucht man den Schutz vor Fehlern nicht - weil an 
anderer Stelle ausreichend Isolation vorhanden ist; dann geht es nur 
noch z.B. um die Brummschleifen.
Andere Schaltungen wiederum interessieren ein paar mV Einstreuung über 
den PE nicht und da ist die niederohmige Verbindung angesagt. Billiger 
und im Fehlerfall ganz ohne Fehlerspannung an der Schaltung.

[HildeK (Gast)]

HildeK schrieb:
> Manchmal kann man nur mit ohne Verbindung
                        ^^^
Natürlich: Manchmal kann man nur ohne Verbindung ...