社区导航

 

搜索
查看: 3006|回复: 15

[求助] 我的采样电路噪声波动时大时小,不明白其中缘由,请高人解惑

[复制链接]

121

TA的帖子

0

TA的资源

一粒金砂(中级)

Rank: 2

发表于 2017-5-1 21:37 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 天涯海角sr 于 2017-5-1 21:51 编辑

首先说下我的电路,是用来测量 直流耐压表 的输出电压,经电阻 1000:1 分压后,由AD8479放大器(增益为1)接收模拟信号,并传递给12位AD芯片(最高AD值4095)。单片机+液晶屏用来显示连续9次捕捉的AD值。


提问.png

最初在自己家里试验,用24V的开关电源输出来代替直流耐压表位置,闭合S1、S2,最终显示AD值在18~22范围内跳动;而拆除24V开关电源信号后,AD值在0~1之间跳动。这期间S3都是断开的,这个采样结果跳动很小也比较准确,可以接受。



然后,我去公司的实验室,结果就比较怪异了:
A、当不连接图中直流耐压表,闭合S1、S2后,AD值在0~1之间跳动,正常。
B、而当连接直流耐压表后(置于不输出状态,即输出0V),无论是只连某一端,还是按图中两端均连接,都表现出巨大的噪声波动,有时为0,有时高达56,极不稳定。
提问1.png
C、发现此问题后,我想用示波器查看信号,但其十分杂乱,毫无规律可言。我又用示波器接 单片机与ADC 的电源:VCC、GND,但奇迹般的输出又正常了,输出0~1。
提问2.png
D、断开示波器后,无意中短接S3位置,输出也变正常了,输出0~1。


实验室的电源可能不太纯净,有很多测试设备在运行,应该造成了同一电网内的相互干扰,比如当时某设备正在做20KHz的交流试验。

但是为什么会出现C和D的情况,接入示波器,信号变正常;还有短接模拟信号负压点与放大器的VREF(即闭合S3),也会变正常?




来源:EEWorld 模拟电子板块,转载请附上链接


回复

使用道具 举报

1万

TA的帖子

143

TA的资源

版主

Rank: 6Rank: 6

技术导师勋章

发表于 2017-5-1 23:13 | 显示全部楼层
如果左右电路间没有地回路,输入等于是浮空的,非常容易受到干扰。接入地回路哪怕是无意间接入的地回路比如示波器地线夹,那么输入参考建立,自然不再是浮空态了。

点评

之前考虑到待测电压可能比较高,故而采用这种浮空的办法,一定程度上增加安全性。 如果想坚持浮空,有没有什么办法可以削弱这种干扰吗?  详情 回复 发表于 2017-5-2 09:19
上传了一些书籍资料,也许有你想要的:http://download.eeworld.com.cn/user/chunyang


回复

使用道具 举报

121

TA的帖子

0

TA的资源

一粒金砂(中级)

Rank: 2

 楼主| 发表于 2017-5-2 09:19 | 显示全部楼层
chunyang 发表于 2017-5-1 23:13
如果左右电路间没有地回路,输入等于是浮空的,非常容易受到干扰。接入地回路哪怕是无意间接入的地回路比如 ...

之前考虑到待测电压可能比较高,故而采用这种浮空的办法,一定程度上增加安全性。

如果想坚持浮空,有没有什么办法可以削弱这种干扰吗?

点评

那除非你采用全浮空设计,用电池供电或用与电网隔离度非常好的交流输入电源。  详情 回复 发表于 2017-5-2 11:48


回复

使用道具 举报

1万

TA的帖子

143

TA的资源

版主

Rank: 6Rank: 6

技术导师勋章

发表于 2017-5-2 11:48 | 显示全部楼层
天涯海角sr 发表于 2017-5-2 09:19
之前考虑到待测电压可能比较高,故而采用这种浮空的办法,一定程度上增加安全性。

如果想坚持浮空,有 ...

那除非你采用全浮空设计,用电池供电或用与电网隔离度非常好的交流输入电源。

点评

这个电源是指 单片机+ADC+放大器 的供电电源吗? 耐压表的输入交流电源是无法改善的  详情 回复 发表于 2017-5-8 10:25
上传了一些书籍资料,也许有你想要的:http://download.eeworld.com.cn/user/chunyang


回复

使用道具 举报

16

TA的帖子

0

TA的资源

一粒金砂(中级)

Rank: 2

发表于 2017-5-6 14:35 | 显示全部楼层
悬浮的电位


回复

使用道具 举报

121

TA的帖子

0

TA的资源

一粒金砂(中级)

Rank: 2

 楼主| 发表于 2017-5-8 10:25 | 显示全部楼层
chunyang 发表于 2017-5-2 11:48
那除非你采用全浮空设计,用电池供电或用与电网隔离度非常好的交流输入电源。

这个电源是指 单片机+ADC+放大器 的供电电源吗?

耐压表的输入交流电源是无法改善的

点评

当然是你的系统电源了。  详情 回复 发表于 2017-5-8 12:46


回复

使用道具 举报

1万

TA的帖子

143

TA的资源

版主

Rank: 6Rank: 6

技术导师勋章

发表于 2017-5-8 12:46 | 显示全部楼层
天涯海角sr 发表于 2017-5-8 10:25
这个电源是指 单片机+ADC+放大器 的供电电源吗?

耐压表的输入交流电源是无法改善的

当然是你的系统电源了。
上传了一些书籍资料,也许有你想要的:http://download.eeworld.com.cn/user/chunyang


回复

使用道具 举报

121

TA的帖子

0

TA的资源

一粒金砂(中级)

Rank: 2

 楼主| 发表于 2017-7-8 22:43 | 显示全部楼层
本帖最后由 天涯海角sr 于 2017-7-9 08:41 编辑

@chunyang @maychang @gmchen @dontium
有点事最近遇到一点疑问,我用某厂家的DC-DC电源模块作为模拟电路的电源(运放+ADC),输出电感Lout选用的是贴片屏蔽功率电感,但多少还是有点电磁辐射吧?最终整个模拟电路是需要进行GND覆铜的,但在该元件(屏蔽功率电感)下方的PCB板部分是否要禁止覆铜呢?
网上搜过一些,但有说禁铜,也有说应覆铜,到底哪种最好?

1.jpg




回复

使用道具 举报

1万

TA的帖子

143

TA的资源

版主

Rank: 6Rank: 6

技术导师勋章

发表于 2017-7-9 00:04 | 显示全部楼层
应覆铜。

点评

不知道我前面的描述是否有歧义,我指的是功率电感下方是否要覆铜。 我目前的PCB是这样的:L2和L3覆铜是镂空,我应该改为下方有铜对吧? 另外,以你的第一眼印象,若感觉我这部分模拟电路有问题请指出下。 [at  详情 回复 发表于 2017-7-9 08:53
上传了一些书籍资料,也许有你想要的:http://download.eeworld.com.cn/user/chunyang


回复

使用道具 举报

121

TA的帖子

0

TA的资源

一粒金砂(中级)

Rank: 2

 楼主| 发表于 2017-7-9 08:53 | 显示全部楼层
本帖最后由 天涯海角sr 于 2017-7-9 09:30 编辑

不知道我前面的描述是否有歧义,我指的是功率电感下方是否要覆铜。
我目前的PCB是下图这样的:L2和L3覆铜是镂空,我应该改为下方有铜对吧?


另外,以你的第一眼印象,若感觉我这部分模拟电路有问题请指出下。
1.jpg

点评

当然清楚你说的意思,问题在于,为何要镂空?  详情 回复 发表于 2017-7-9 22:09
如果电感下面不覆铜,对于泄露的磁场来说,外围的导线相当于线圈了,会感应出较大的干扰。 不覆铜,对电场也无任何屏蔽作用。 如果覆铜,因为离电感很近的导线有可能形成窝流,对开关电源是不利的。------ 当然  详情 回复 发表于 2017-7-9 14:16


回复

使用道具 举报

1万

TA的帖子

33

TA的资源

版主

Rank: 6Rank: 6

发表于 2017-7-9 14:02 | 显示全部楼层
看一楼的现象,肯定是干扰引起的,使用环境下的干扰太大。接上示波器后,是因为 --  可能示波器的接地良好,板子经过示波器的地线后,也就良好地接地了。

要想不和测试目标共地,可以使用差分形式的ADC解决。

即,输入的两条线,都要做ADC转换,然后,把它们的结果相减。

----------- 也可以使用共模抑制比较高的放大器, -------- 动态范围也要考虑。


回复

使用道具 举报

1万

TA的帖子

33

TA的资源

版主

Rank: 6Rank: 6

发表于 2017-7-9 14:05 | 显示全部楼层
对了,采用差分形式时,两条线最好紧贴着,在进入板子后,两条线均加上ESD保护。


回复

使用道具 举报

1万

TA的帖子

33

TA的资源

版主

Rank: 6Rank: 6

发表于 2017-7-9 14:16 | 显示全部楼层
本帖最后由 dontium 于 2017-7-9 14:19 编辑
天涯海角sr 发表于 2017-7-9 08:53
不知道我前面的描述是否有歧义,我指的是功率电感下方是否要覆铜。
我目前的PCB是下图这样的:L2和L3覆 ...

如果电感下面不覆铜,对于泄露的磁场来说,外围的导线相当于线圈了,会感应出较大的干扰。
不覆铜,对电场也无任何屏蔽作用。

如果覆铜,因为离电感很近的导线有可能形成窝流,对开关电源是不利的。------  当然,根据不同的电感,它的作用一般不会较大的。

综合评价,首先要保证的是使用这个电源的电路能正常工作,如果连电路都不工作了,还要这个电源干什么呢?



回复

使用道具 举报

1万

TA的帖子

143

TA的资源

版主

Rank: 6Rank: 6

技术导师勋章

发表于 2017-7-9 22:09 | 显示全部楼层
天涯海角sr 发表于 2017-7-9 08:53
不知道我前面的描述是否有歧义,我指的是功率电感下方是否要覆铜。
我目前的PCB是下图这样的:L2和L3覆 ...

当然清楚你说的意思,问题在于,为何要镂空?
上传了一些书籍资料,也许有你想要的:http://download.eeworld.com.cn/user/chunyang


回复

使用道具 举报

1863

TA的帖子

0

TA的资源

五彩晶圆(中级)

Rank: 8Rank: 8

发表于 2017-7-10 08:09 | 显示全部楼层
我猜想,楼主镂空电感下面的地铜是为了避免涡流。但是开关电源的电感基本都是绕在磁芯上的,磁力线绝大部分都在磁芯内,漏磁很小也就无所谓涡流了,所以没有必要镂空。


回复

使用道具 举报

2

TA的帖子

0

TA的资源

一粒金砂(初级)

Rank: 1

发表于 2017-9-7 12:23 | 显示全部楼层
楼主后来的干扰问题如何解决?


回复

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

关闭

站长推荐上一条 /5 下一条

  • 论坛活动 E手掌握

    扫码关注
    EEWORLD 官方微信

  • EE福利  唾手可得

    扫码关注
    EE福利 唾手可得

Archiver|手机版|小黑屋|电子工程世界 ( 京ICP证 060456 )

GMT+8, 2019-9-23 17:11 , Processed in 0.425593 second(s), 18 queries , Gzip On, MemCache On.

快速回复 返回顶部 返回列表