Чипгуру
- Перейти на страницу:
Сообщение #1 T-Duke » 06 апр 2017, 00:27
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.
Но мне такое решение перестало нравиться. По той причине, что импульсный БП осциллографа, уже предоставляет гальваническую развязку осциллографа от сети. Но вследствие особенностей подключения контура заземления к плате осциллографа, родной гальванической развязкой воспользоваться не удается.
Для того чтобы было понятнее о чем речь, приведу схему БП, довольно распространенного цифрового осциллографа:
Основная проблема, которая кроется в невозможности работы осциллографа без развязывающего трансформатора, сосредоточена в том, что провод заземления из разъема питания P1 (3 контакт) подключен к земле осциллографа. Это делает невозможным включение крокодила щупа в неземляные точки исследуемой схемы. То есть если попытаться использовать заземленный осциллограф для исследования работы тоже заземленного устройства, то крокодил осциллографа можно подключать только к земле и больше никуда, если в схеме внутри, нет гальванической развязки.
Во многих случаях, проблему можно решить просто используя для питания осциллографа розетку в которой нет заземления. Тогда земля осциллографа не будет связана со землей исследуемого устройства. Но даже если устройство и осциллограф, питается от розетки без заземления, но через общий удлиннитель, тогда земли осциллографа и устройства оказываются соединенными через контакт в удлинителе. Короче одни проблемы с этой землей.
Если запитать осциллограф от развязывающего трансформатора, тогда земля не подключается никуда и проблемы общих земель исчезают. Но тогда встает вопрос — зачем такая избыточность? Ведь ИБП осциллографа и так обеспечивает гальваническую развязку. Проблема ведь только в землях. Самое простое решение — это не использовать развязывающий трансформатор, потому что такой уже используется внутри БП осциллографа. Решение — просто отключить землю от корпуса осциллографа. Оно равноценно применению дополнительного развязывающего трансформатора. Отключили землю и все проблемы исчезли.
Но все ли проблемы исчезли?
Чтобы разобраться нужно понять зачем нужно заземление. Корпуса приборов заземляют по соображению электробезопасности. Это обычная мера для приборов внутри корпуса которых существует сетевое напряжение. Если корпус прибора заземлен, то при замыкании корпуса на сетевой фазный провод, произойдет короткое замыкание фазы на землю и сработает предохранитель или пакетник. Если же корпус не заземлен, то на нем может находиться сетевое напряжение и при касании человека ко корпусу, в неблагоприятных условиях (контакт человека тем, или иным образом со землей) может произойти поражение током.
Однако, здесь есть одно но. Заземлять по сути нужно горячую часть устройства, то есть высоковольтную часть, которая схемотехнически находится до разделяющего трансформатора. Ибо вторичная часть, после разделяющего трансформатора уже не имеет связи со сетью питания. Кроме того можно найти в продаже целый класс устройств, чаще всего это БП и зарядные устройства, у которых вовсе нет заземления. Шнур питания таких устройств имеет только два провода и земли нет вовсе. И ничего, все себе работает прекрасно, так как сеть и выход такого БП разделены гальванически.
Тогда возникает большой вопрос — за каким непонятным пнем, в осциллографах заземляют вторичную часть БП? То есть зачем заземлять уже гальванически развязанную часть схемы? Самый первый пришедший в голову ответ здесь — для того, чтобы при исследовании с помощью осциллографа высоковольтных схем иметь некоторую защиту. Только вот так ли это на самом деле? Корпуса цифровых осциллографов пластиковые. Кнопки, крутилки тоже пластиковые.
Возникает снова вопрос — ЗАЧЕМ заземлять вторичную сторону БП, которая уже гальванически отвязана от БП? Зачем? Что заземлять там? Пластиковый корпус? Как на нем окажется сетевое напряжение? Каким образом? Мало того, если мы заземлим вторичную часть осциллографа, то разъемы щупов осциллографа, оплетка щупов и сами крокодилы, окажутся заземленными. И тогда если человек коснется крокодила щупа, или разъема кабеля щупа одной рукой и коснется ВВ части схемы другой рукой, получи гарантированный удар током. Вот нахрена заземлять плату осциллографа?
Кто, что думает? Для тех, кто меня не знает, прошу сразу воздержаться от очевидных отсылов в госты и прочую бумажную ерунду. Потому что вопрос с подвохом. Я редко задаю вопросы и задавая, уже знаю большую часть ответа, просто на всякий сверяюсь, может пропустил чего.
Итак повторю вопрос — ЗАЧЕМ заземлять плату осциллографа, который питается уже от ИЗОЛИРОВАННОГО блока питания. Если заземлять корпус БП внутри осциллографа, я еще пойму. Но зачем заземлять общий осциллографа у которого весь корпус пластиковый, кнопки, крутилки тоже пластиковые и питается осциллограф от изолированного источника питания? Вопрос с подвохом, посему интересует ответ знатоков, уже разбиравшихся в нем.
О дифференциальных пробниках я знаю. Но это не решение. Об осциллографах с изолированными каналами тоже. И про то, что более правильно отвязывать от сети исследуемое устройство, а не осцилл, я тоже знаю. Главный вопрос здесь — ЗАЧЕМ земля пластиковому осциллографу? Зачем козе баян?
ЗЫ
Развивая тему об изоляции именно осциллографа, я хочу все подвести к ненужности заземления собственно платы осциллографа, а только горячей части БП. Хотя в случае подключения осциллографа через внешний развязывающий транс, заземления уже нет никакого вообще. Я считаю что заземление платы цифрового осцилла, питающегося от изолированного БП — ненужность при работе с напряжениями до 400В, при аккуратности до 600В. Кто думает иначе?
Микросхемы для гальванической
развязки цифровых сигналов (изоляторы)
TI предлагает широкую линейку микросхем, предназначенных для развязки цифровых сигналов различных скоростей (от постоянного сигнала до 150 Мбит/с), выпускаются одно- и двунаправленные модификации, содержащие от одного до четырех каналов (таблица 2). За счет повышения уровня интеграции многоканальные изоляторы позволяют сэкономить место на плате.
Микросхемы могут применяться в распространенных цифровых интерфейсах в различных промышленных приложениях. Все изоляторы имеют однополярное питание 3/5 В, логические КМОП-уровни переключения. Номинальное напряжение питания находится в диапазоне 3,3…5,0 В как для VCC1, так и для VCC2. Возможна различная их комбинация.
Все микросхемы с тремя цифрами в наименовании являются одноканальными (ISO721). В изоляторах с четырьмя цифрами две первые означают серию, предпоследняя говорит о количестве каналов, а последняя — о каналах с обратным направлением передачи данных. Например, ISO7241 часто применяется для гальванической развязки SPI-интерфейса и имеет четыре канала: передачи данных, приема, тактирования, и выбора устройства (рис. 1).
Рис. 1. Структура изолятора ISO7241
Для развязки цепей передачи данных в микросхемах TI используется емкостной барьер с изолятором из диоксида кремния (SiO2). Технология характеризуется высокой степенью надежности, низкими задержками времени распространения сигнала (от 7 нс), малыми искажениями сигнала и задержками «канал-канал» (от 1 нс), высокой устойчивостью к электромагнитному полю, а также широким температурным диапазоном работы (-55…125°С).
Индекс EP (ISO721M-EP, ISO7241A-EP) указывает на расширенный температурный диапазон работы -55…125°С, большинство остальных микросхем имеют диапазон -40…125°С. В ближайшем будущем в продаже появятся ISO7221-HT; индекс HT означает высокотемпературное и высоконадежное применение в жестких температурных условиях, например, в нефтедобывающей отрасли. Эти изделия будут изготовлены из высокотемпературного пластика, способного выдерживать температуры -55…175°С.
Стоит обратить отдельное внимание на новое семейство двухканальных развязок для применений с малым энергопотреблением ISO7420/7421 — семейство развязок с потреблением тока порядка 1,5 мА на канал. В продаже появилась ISO7420FE, суффикс F означает, что в случае аварийного состояния входных линий, выход будет переведен в положение с низким уровнем, защищая, таким образом, выходные цепи.
Вслед за Европой в России в скором времени планируется ужесточение требований безопасности для ответственных применений. Например, в Европейских странах действует постановление о двукратном запасе по напряжению пробоя изоляции для медицинских применений; таким образом, устройство должно выдерживать пробой напряжением до 5000 В RMS в течении минуты. Texas Instruments выпустила двухканальные изоляторы ISO7520 и ISO7521 с напряжением пробоя 5000 В RMS, отличающихся друг от друга направлением передачи данных второго канала.
Изоляторы с интегрированными трансиверами
Следующий шаг в сторону повышения интеграции и, соответственно, уменьшения размеров конечных устройств компания сделала, выпустив широкую линейку изолированных трансиверов для передачи данных большинства промышленных стандартов с напряжением пробоя изоляции не менее 2500 В RMS (таблица 1). В этой линейке TI также представила микросхему с двойным изолирующим барьером с напряжением пробоя 5000 В RMS и интегрированным CAN-трансивером ISO1050DW.
Таблица 1. Линейка изолированных трансиверов промышленных стандартов
| Наименование | Напр. пит., В | Напряжение изоляции, В RMS за 1 минуту |
Темп. диап., °C | ESD-защита, кВ | Скорость передачи, Мбит/сек | Корпус | Описание |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ISO1050 DW/DUB | 5 | 5000/DW 2500/DUB |
от-55 до 105 | 8 | 1 | 16SOI, 8SOP | Изолированный 5 В CAN трансивер |
| ISO1176 | 5 | 2500 | от -40 до 85 | 16 | 40 | 16SOIC | Изолированный PROFIBUS RS-485 трансивер |
| ISO1176T | 5 | 2500 | от -40 до 85 | 10 | 40 | 16SOIC | Изолированный PROFIBUS RS-485 трансивер с интегрированным драйвером для трансформатора |
| ISO15D, ISO15M | 3,3 | 2500 | D от -40 до 85 M от -55 до 125 |
16 | 1 | 16SOIC | Изолированный 3,3 В полудуплексный RS-485 трансивер |
| ISO150 | 5 | 1500 | от -40 до 85 | 80 | 12SOP | Сдвоенный, изолированный, двунаправленный цифровой изолятор | |
| ISO3080 | 5 | 2500 | от -40 до 85 | 16 | 0,2 | 16SOIC | Изолированный 5 В полно/полудуплексный RS-485 трансивер |
| ISO3082 | 5 | 2500 | от -40 до 85 | 16 | 0,2 | 16SOIC | Изолированный 5 В полудуплексный RS-485 трансивер |
| ISO3086 | 5 | 2500 | от -40 до 85 | 16 | 20 | 16SOIC | Изолированный 5 В полно/полудуплексный RS-485 трансивер |
| ISO3086T | 5 | 2500 | от -40 до 85 | 11 | 20 | 16SOIC | Изолированный RS-485 Трансивер с интегрированным драйвером для трансформатора |
| ISO3088 | 5 | 2500 | от -40 до 85 | 16 | 20 | 16SOIC | Изолированный 5 В полудуплексный RS-485 трансивер |
| ISO35 | 3,3 | 2500 | от -40 до 85 | 16 | 1 | 16SOIC | Изолированный 3,3 В полно/полудуплексный RS-485 трансивер |
| ISO35T | 3,3 | 2500 | от -40 до 85 | 16 | 1 | 16SOIC | Изолированный 3,3 В полно/полудуплексный RS-485 трансивер с интегрированным драйвером для трансформатора |
Таблица 2. Линейка микросхем, предназначенных для развязки цифровых сигналов
| Тип | Наименование | Напряжение изоляции 1 минута, В RMS |
Скорость передачи данных, Мбит/с | Диапазон температур, °C |
Конфигур. каналов, направление | Корпус |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Одноканальные | ISO721 | 2500 | 100 | от -40 до 125 | 1/0 | 8SOIC, 8SOP |
| ISO721-Q1 | 100 | от -40 до 125 | 1/0 | 8SOIC | ||
| ISO721M | 150 | от -40 до 125 | 1/0 | 8SOIC | ||
| ISO721M-EP | 1500 | 150 | от -55 до 125 | 1/0 | 8SOIC | |
| ISO722 | 2500 | 100 | от -40 до 125 | 1/0 | 8SOIC | |
| Двухканальные | ISO7220A | 1 | от -40 до 125 | 2/0 | 8SOIC | |
| ISO7220A-Q1 | 1 | от -40 до 125 | 2/0 | 8SOIC | ||
| ISO7220B | 5 | от -40 до 125 | 2/0 | 8SOIC | ||
| ISO7220C | 25 | от -40 до 125 | 2/0 | 8SOIC | ||
| ISO7220M | 150 | от -40 до 125 | 2/0 | 8SOIC | ||
| ISO7221A | 1 | от -40 до 125 | 1/1 | 8SOIC | ||
| ISO7221A-Q1 | 1 | от -40 до 125 | 1/1 | 8SOIC | ||
| ISO7221B | 5 | от -40 до 125 | 2/0 | 8SOIC | ||
| ISO7221C | 25 | от -40 до 125 | 1/1 | 8SOIC | ||
| ISO7221C-Q1 | 25 | от -40 до 125 | 1/1 | 8SOIC | ||
| ISO7221M | 150 | от -40 до 125 | 1/1 | 8SOIC | ||
| ISO722M | 150 | от -40 до 125 | 1/0 | 8SOIC | ||
| Трехканальные | ISO7230A | 1 | от -40 до 125 | 3/0 | 16SOIC | |
| ISO7230C | 25 | от -40 до 125 | 3/0 | 16SOIC | ||
| ISO7230M | 150 | от -40 до 125 | 3/0 | 16SOIC | ||
| ISO7231A | 1 | от -40 до 125 | 2/1 | 16SOIC | ||
| ISO7231C | 25 | от -40 до 125 | 2/1 | 16SOIC | ||
| ISO7231M | 150 | от -40 до 125 | 2/1 | 16SOIC | ||
| Четырехканальные | ISO7240A | 1 | от -40 до 125 | 4/0 | 16SOIC | |
| ISO7240C | 25 | от -40 до 125 | 4/0 | 16SOIC | ||
| ISO7240CF | 25 | от -40 до 125 | 4/0 | 16SOIC | ||
| ISO7240CF-Q1 | 25 | от -40 до 125 | 4/0 | 16SOIC | ||
| ISO7240M | 150 | от -40 до 125 | 4/0 | 16SOIC | ||
| ISO7241A | 1 | от -40 до 125 | 3/1 | 16SOIC | ||
| ISO7241A-EP | 1 | от -55 до 125 | 3/1 | 16SOIC | ||
| ISO7241C | 25 | от -40 до 125 | 3/1 | 16SOIC | ||
| ISO7241C-Q1 | 25 | от -40 до 125 | 3/1 | 16SOIC | ||
| ISO7241M | 150 | от -40 до 125 | 3/1 | 16SOIC | ||
| ISO7242A | 1 | от -40 до 125 | 2/2 | 16SOIC | ||
| ISO7242C | 25 | от -40 до 125 | 2/2 | 16SOIC | ||
| ISO7242M | 150 | от -40 до 125 | 2/2 | 16SOIC | ||
| Двухканальные | ISO7420 | 1 | от -40 до 105 | 2/0 | 8SOIC | |
| ISO7420FE | 50 | от -40 до 125 | 2/0 | 8SOIC | ||
| ISO7420M | 1 | от -55 до 125 | 2/0 | 8SOIC | ||
| ISO7421 | 1 | от -40 до 105 | 1/1 | 8SOIC | ||
| ISO7520C | 5000 | 1 | от -40 до 105 | 2/0 | 16SOIC | |
| ISO7521C | 1 | от -40 до 105 | 1/1 | 16SOIC | ||
| Примечание: Все микросхемы имеют: напряжение питания 3,3 В и 5 В | ||||||
Особый интерес у разработчиков проявляется к новым сериям микросхем гальванической развязки со встроенными трансиверами RS-485/ProfiBus и драйверами для трансформатора — это микросхемы ISO1176T, ISO35T и готовящаяся к продаже в ближайшее время ISO3086T.
Устройства отличаются от описанных в НЭ №8/2010 индексом T, свидетельствующем о том, что микросхемы имеют выход драйвера преобразователя, состоящего из генератора и мультивибратора генерирующего комплементарную пару импульсов прямоугольной формы с 50% коэффициентом заполнения. Эти два сигнала управляют силовыми N-канальными транзисторами (рис. 2). Драйвер обеспечивает ток до 200 мА, чего более чем достаточно для питания линий передачи RS-485 и пары вспомогательных микросхем.
Рис. 2. Упрощенная схема трансформаторного драйвера
Для того чтобы понять преимущества новых микросхем, вернемся к классической схеме (рис. 3) реализации RS-485, рассмотренной в НЭ №8/2010.
Рис. 3. Классическая схема реализации RS-485
Питание в схеме организовано на базе высокоэффективного модуля DCH010505D компании Texas Instruments, имеющего гальваническую развязку 3 кВ в стандартном SIP-7 корпусе.
Для развязки линий передач использован цифровой изолятор ISO7231A, имеющий скорость передачи данных 1 Мбит, емкостную развязку 2,5 кВ RMS и наименьшие среди аналогов других производителей задержки. Трансивер RS-485 без развязки SN65HVD1781 от TI тоже выбран не случайно, он является одним из самых надежных в отрасли (см. НЭ №8/2010).
Теперь посмотрим, что получится, если решать такую задачу с помощью ISO35T (рис. 4).
Рис. 4. Дуплексный изолированный 1 Мбит RS-485
Такое решение позволяет сэкономить на дорогостоящих DC/DC-изолированных источниках питания, которые используются для подачи питания на сторону линий передачи данных трансивера (в нашем случае — DCH010505D), а также сократить занимаемую компонентами площадь на плате, что ведет к уменьшению объемов изделия и снижению стоимости производства самой печатной платы. Решение состоит из:
- Микросхемы ISO35T;
- Трансформатора SUMIDA серии CER95 (цена в КОМПЭЛе от 1,3$ при заказе от 1000 шт.);
- Двух выпрямительных диодов MBR0520LT3G (ON Semiconductor) или STPS0520Z от ST Microelectronics (цена в КОМПЭЛе от 0,05$ при заказе от 1000 шт.);
- Микросхемы TPS76333 (LDO 3,3В) или TPS76350 (LDO 5В) в корпусе SOT23 (цена в КОМПЭЛе от 0,35$ при заказе от 1000 шт.);
- Одного танаталового конденсатора, желательно с низким (ESR) 0,3…10Ом, например, Vishay (цена в КОМПЭЛе от 0,25$ при заказе от 1000 шт.);
- Четырех керамических конденсаторов.
Итоговая цена изолированного DC/DC-преобразователя в такой схеме вышла около 2$. Для сравнения цена на DCH010505D составляет порядка 5$.
Все изолированные трансиверы разработаны для возможности передачи данных на большие расстояния, так как контур «земляной петли», наводящей помехи, разорван, и становится возможным использование намного большего диапазона напряжений в схеме без опасения пробоя. Изоляторы в течение минуты проходят тестирование на обеспечение 2,5 кВ RMS между трансивером и входной логикой.
ISO1176T — изолированный трансивер, полностью соответствующий стандартам ProfiBus, с напряжением изоляции 2500 В, скоростью передачи до 40 Мбит/с, с драйвером трансформатора DC/DC-преобразователя.
Для изделий ISO1176T, ISO35T и ISO3086T существует универсальный отладочный набор ISO1176T,35T,3086T EVM, подходящий для пробного использования любого из этих устройств, c установленным на плате трансформатором, диодами, линейным стабилизатором и разъемами для подключения.
Отдельно стоит отметить такое, казалось бы, простое устройство, использующееся в изоляторах TI, как супервизор питания. По сути это некоторый гистерезис по порогам питающего напряжения, который не позволяет передавать данные в момент подачи и снятия напряжения питания. Отсутствие такого модуля в бюджетных решениях конкурентов приводит к непредсказуемому дребезгу на выходе микросхемы изолятора, что в лучшем случае приведет к искажению пакета данных, а в худшем — к аварийной ситуации.
Re: Работа цифровыми видами связи.
Игорь377 » 23 окт 2013, 09:44
Для тех кто всё же решит поработатьв цифре.
Скачиваем программу UR5EQF_log вот отсюда ,
устанавливаем программу на компьютер.
Когда первые пункты настроены приступаем к «стыковке» UR5EQF-LOG и вашего трансивера. Теперь нам надо скачать программу Omnirig для сопряжения программ по САТ-системе, так как программа UR5EQF-LOG не имеет встроенной системы и работает только через программу Omnirig. Программу Omnirig можно скачать ЗДЕСЬ.
Устанавливаем ее по умолчанию, затем заходим Пуск->Программы->Omni-Rig->Omni-Rig и настраиваем его согласно скриншота и жмем ОК.Ком порт для начала надо будет посмотреть какой у кого стоит.
В настройках трансивера надо сделать тоже настройки согласно инструкции. у каждого свои читаем мануал.
Теперь надо настроить программу UREQF-LOG, делаем следующее. Запускаем саму программу, жмем Установки->Использовать для управления трансивером. ->Omni-Rig. Запуститься программа Omni-Rig.
В ней ничего не настраиваем, так как мы уже сконфигурировали трансивер и Omni-Rig для совместной работы. САТ-система должна заработать и все моды и частота должны фунциклировать в связке UR5EQF-LOG — трансивер. Для работы в цифре включаем Запустить->RTTY, PSK,FSK и у нас откроется дополнительное окно для работы цыфровыми видами.
Дальше надо настроить звуковую карту, для работы.
Сигнал с трансивера напрямую идет на линейный вход компьютера, сегодня если получится то подсоединю с компа на трансивер .
продолжение по мере освоения.
Игорь377 Знающий Сообщения: 1278 Зарегистрирован: 08 сен 2011, 14:46 Откуда: МА-8: РЕ-16. Имя: Игорь Официальный РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЙ позывной: R4FC
Последние посетители 0 пользователей онлайн
- Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу
@tilarids Почитайте про стандарты телевиления в Японии и поймете какую чушь вы написали. (диапазоны транслируемых частот, промежуточная видео, промежуточная звука, синхронизация кадровой частоты и тд. .
Да в этом великого колдунства нет. Существовали готовые транскодеры а если набор микросхем в МЦ позволял то СЕКАМ можно было встроить малой кровью. Даже наш МЦ-41 можно было заставить декодировать и NTSC впридачу. В 1995 году ? Дешёвым тюнером STRONG ? Не смешите меня. Не бежала. 50 Hz от 60 Hz не сильно отличается.
Ну это как с теми же SSD, хочется больше и дешевле, не проблема придумали QLC SSD, для ПК из Эльдорадо сойдёт домохозяйка разницу не увидит, а вот в сервер такой SSD ставить глупость, как и делать из него бэкап диск. Это просто бизнес и ни чего личного..
И что даже кадровая не бежала? Возможно сигнал с тарелки перекодирован и другого формата? Я переделывал в конце 90-х годов оригинальные японские телики ввозимые вместе с машинами из Японии. В те годы японцы уже пользовались широкоформатными кинескопными телевизорами.
