Analog isolation kredsløb: nogen erfaringer med dette?

M

mfilippa

Guest
Hej,

Jeg har et program, hvor jeg er nødt til at interface højspændingstransmissionsnet analogt signal til en DSP / Computer.Jeg har ikke noget problem at intensivere spændingen ned til et rimeligt niveau.

Isolering er min største bekymring.Jeg har forsøgt at bruge HCNR201 og havde ingen succes, når de kombineres med opamps.Jeg leder efter en pæn reaktion op til 1MHz.Jeg prøvede det BJT kredsløb foreslået i Agilent App Note og det virker fint op til 1MHz, men det er ikke korrekte.På den anden side, kunne jeg aldrig få dette arbejde med hurtige opamps.

Er der nogen kender en anden tilkoblingsanordning /
isolationsstatus metoder til hurtig analoge signaler?Jeg læste et indlæg om VCOs.Jeg ved, hvad de er, og hvordan de arbejder, men jeg har aldrig set en praktisk kredsløb fungerer.Det ville være dejligt, hvis nogen kan foreslå nogle ICS til at begynde med.

Af den måde, at signalet er både AC og DC.

Tak!
Mariano

 
Der er en række isolation metoder.Du kan blive bedre stillet ved hjælp og ADC at digitalisere det signal og sende det hele barriere med en opto Anordningerne type kredsløb.Du kan derefter bruge transformere at få magt til ADC med en ensretter og spænding regulator.

 
Flatulent's måde er det enkleste
vil jeg bare gerne uddybe det lidt og foreslår, at du bruger en seriel ADC at holde opto isolatorer tælle til et minimum, og et lavt strømforbrug isolerede DC-DC-konverter.der er mange sælgere til denne del med en anden magt og isolation ratings normalt 1000V til 4000VAC.

Held og lykke

 
Prøv at bruge signal transformator til at isolere og overføre signalet.

 
Jeg tænkte, om ADC og digital optocouplers.Men jeg tror, det er en meget dyr metode til signaler op til 1Mhz.

Først og fremmest ADC bør prøve på 2Mhz eller derover, hvilket gør det dyrere.Desuden er der ikke mange serielle ADC for sådanne hastigheder.Og hvis jeg går med parallel ADCs, siger 16-bit opløsning, jeg vil få brug for 16 hurtige optocouplers for blot et signal.Et andet spørgsmål, hvis jeg bruger serielle ADC prøvetagning på 5Mhz, 16-bit opløsning, betyder dette, jeg vil bruge en seriel produktion på omkring 90Mbps.Dette er vejen for hurtigt til en enkelt ansøgning.

Nu sammenligner dette med en grundlæggende kredsløb med 4 transistorer og en HCNR201, der har næsten de samme resultater.

alphi: Jeg kan ikke bruge et signal transformator med DC signaler.

Nogen idéer om at manipulere med dette signal til par det via transformatorer?Jeg undersøgte en bestyrelse fra en Yokogawa Power Analyzer (interfases op til 200A og 1000V), og de bruger sammenkoblingsanordninger transformatorer for alle analoge signaler, herunder DC signaler.Jeg fandt nogle optocouplers men de var sende oplysninger til den høje spænding side.Nogen idé om, hvordan de kan gøre dette?Jeg kan sende billeder hvis du har brug for.

Mariano

 
Nogle virksomheder gøre analoge type opto koblingskomponenter.De har feedback på den afsendende side til predistort signalet til at kompensere for nonlinearities i opto dioder.

Du vil stadig nødt til at gøre en transformator isoleret strømforsyning til magten afsendelse slutningen af kobling.

Jeg ville ikke forvente stor linearitet og båndbredde fra disse punkter, men du kan ikke brug for ekstremt høj ydeevne.

 
Hej mfilippa,
kan du beskrive mere præcist din ansøgning:
a) DC til 1MHz eller nogle spænd?
b)
Hvor mange bits beslutning din plan for at opnå?

Generelt er det bedre at digitalisere (eller konvertere spænding til frekvens) primære signal direkte på et stort potentiale og derefter at overføre digitale signal gennem isolation (optocoupler eller transformer).Du vil også få brug for DC-DC-konverter.
Vær forsigtig med optocouplers:
Høj isolation spænding er angivet kun som en test spænding.Optocouplers er underlagt aldrende ...Virkelige spænding er meget lavere end prøve en.Hvis du isolation volatge er højere end 1kV, brug transformere stedet for optocouplers.

-alex840

 
Brug to matchede optocouplers.Konfigurer optocouplers sådan, at en effektiv annullerer nonlinearities.

En af de to ordninger er almindelige.

1) signalet passerer isolation barriere (optocoupler), og der er suppleret og tilbage i hele barriere (optocoupler) skal sammenlignes med det originale signal.(Kan være designet til at give et fejlsikkert).

2) En af de optocoplers er brugt til at generere en lokal feedback for afsendelse forstærker og den anden bruges til at krydse isolation barriere og modtages af en matchede vinde forstærker.

# 2 har en højere frekvens respons.Eksempel: Vishay IL300
http://www.vishay.com/optocouplers/list/product-83622
(Eksemplerne er for 200KHz frekvenskarakteristik).

http://www.vishay.com/optocouplers/opto-linear/

Karakteristik af Phototransistors: http://www.engr.udayton.edu/faculty/jloomis/ece445/topics/egginc/pt_char.html

Søge på internettet for "lineære optocoupler" og / eller "matchede lineære optocouplers".

 
Jeg er allerede bruger matchede optocouplers.Check billedet I'm afsendelse.Det er en simulering af de faktiske kredsløb jeg arbejder med.Det har en god reaktion på ca 500kHz.

Dette kredsløb er Ok, men:
a) det er ikke korrekt, det har en 3% fejl i fuld skala signal ved lave frekvenser
b) anvendelser optocouplers med deres aldrende virkning og ikke-linearities.

Jeg forsøgte at bruge opamps, men båndbredden er blevet stærkt reduceret.De er meget ustabil, og jeg kunne ikke gøre dem arbejde.

Jeg er interesseret i en løsning så alex840 indsendt
ved hjælp af transformere til højere spænding isolation.Desuden mener jeg, at det kan være langt mere billigere end at bruge ADCs.

Alex: hvordan kan du digitalisere et signal til par gennem transformere?Jeg havde tænkt på FM modulation.Jeg har brug for at trasmit fra DC til 1MHz.
Jeg var at kontrollere, at Analog Devices har en vis spænding til frekvensomformere, men max.frekvens er 3MHz og jeg synes, det er ikke nok til at sende et signal om 1MHz.

Alle tanker om dette?

Mariano
Beklager, men du skal login for at se denne tilslutningskrav

 
Der er en anden mulighed.Hak indgangssignal (formere den ved -1), så får du et DSB-signal, og ledes gennem en transformator.Synkront demodulate det på den anden side.Du kan generere transportøren signal på den ene side og give det videre til den anden side med en anden transformer.

 
VCO baseret kredsløb modulere en lokal oscillator med signal ...dybest FM.Dette er videregivet hele isolation barriere (dvs. magnetiske eller opto tilkoblings).Så en PLL (Phase lock loop) spor FM-signal og PLL VCO spændingen er demodulation resultat.Med passende tilpasning kredsløbet er stabile inden for PLL's frekvens respone.

Linearitet og matching af VCO's er den primære kilde til fejl.Denne metode stadig afhængig af en matchede svar af de to VCO's.Hvis 3% er ikke godt nok ...så tror jeg, en FM / VCO Anordningerne vil ikke blive bedre.

Jeg kan godt lide flatulent idé.

På HV (høj spænding side) til at fjerne DC offset og termisk vinddrift anvende en metode, der ligner en helikopter stablized forstærker.Inverter signalet og en lokal spænding henvisning til oprette to differensflowmåling par.Time division multiplex signalet par kun at bruge en transformator til at krydse den isolation barriere.Så demultiplex de analoge niveauer for at få signalet og henvisningen.Differenstryktransduceren niveauer kan bruges til at rette eventuelle forskydninger og termisk driver.

Søg http://www.sensorsmag.com/
Eksempler:
http://www.sensorsmag.com/articles/0199/iso0199/main.shtml
http://www.sensorsmag.com/articles/0400/70/main.shtml
http://www.sensorsmag.com/articles/0598/sig0598/main.shtml

Søg på Google ved hjælp af kombinationer af søgeord: "differentiale signaler" "isolation barriere" "isolation kredsløb" "galvanisk isolation"

 
Flatulent idéen er fremragende!

Kontroller skematisk og lad mig vide, om du er enig i dette:

På HV side:

1) køre signalet gennem to opamps: follower og Invertering
2) skifte signaler ved hjælp af en hurtig analog CMOS skifte
3) par gennem en transformator
4) Swtiching frekvens være 5 til 10 gange maksimal båndbredde.Hvis jeg vil fra DC til 1MHz, jeg kan bruge et ur af 10MHz

På den isolerede side:

Jeg var oprindeligt tænkt på ved hjælp af den samme ordning for demodulate signalet, men jeg fandt at jeg vil få brug for ekstremt hurtig opamps at følge 10MHz skifte frekvens (check Scan.JPG)

Så jeg til sidst tænkte kører produktionen af den koblede signal trhough en switch og en hætte (form for prøve-og-hold), og kun tage de ikke-omvendt del af signalet (check Scan1.JPG)

Er du enig i det, eller tror du, at demodulation om isolerede side bør gøres en anden måde?

Af den måde, tak for det sensormag links.Jeg trykt dem alle, og jeg vil læse dem nu.

Mariano
Beklager, men du skal login for at se denne tilslutningskrav

 
Du bliver nødt til at gøre en reel demodulation.Den halve bølge metode vil ikke fungere.

Du behøver ikke de to hurtigfærger ampere på højre side.Du kan demodulate lige efter transformatoren.Du center tap og jorden midt udloebshanen.Så du skifter toppen snoede og nederst afviklingen ind og ud.

Følg dette ved en lavpasfilter på 1,2 MHz eller så og så dine lav hastighed forstærkere.

 
Overvej at bruge standard radio graduering kredsløb: afbalanceret modulatorer (analog multiplikatorer) med synd og cos trinvis luftfartsselskab og matching sammenhængende demodulating receiver.Dette kan være meget omkostningseffektive, men samtidig give rigeligt båndbredde.Du kan let overveje en Bærefrekvensen omkring 50MHz.Standard radio kredsløb er billigt og stærkt integreret.

Noget at tænke over

<img src="http://www.edaboard.com/images/smiles/icon_smile.gif" alt="Smile" border="0" />Eksempel kredsløb:

Modulator: http://pdfserv.maxim-ic.com/en/ds/MAX2452.pdf
Demodulator: http://pdfserv.maxim-ic.com/en/ds/MAX2451.pdf

En fejl Analyse af kvadratur modulator og demodulator:
http://www.tropian.com/tech/tech_docs/wse00.pdf

 
transformere:
a) kan du digitalisere signal og ledes gennem
disatdvantage - du har stadig brug ADC
men nogle gange er det billigere at bruge ADC.Det var min grund til at spørge dig om beslutningen.
b) kan du konvertere spænding til frekvens og ledes gennem
disadvatage - denne metode primært målrettet at arbejde med lav hastighed signaler.største bekymring - lineariteten og frekvensgang.
c) kan du bruge graduering (tak, flatulent!).
disadvatage - på 10MHz du nødt til at rette op på signal.Min erfaring viser, at det ikke er en simpliest opgave ...For at nå det samme linearitet som med ADC vil du få brug for den samme kompleksitet af kredsløbet.(IMHO).

Så jeg ville foretrække at bruge ADC med serielle data.

 
Fremragende!Jeg havde aldrig troet af grundstødning den CT og skifte output.Dette er en fremragende idé.Jeg tror, dette er den endelige løsning.Det er meget billige og simple, plus jeg kan synkronisere alle signaler til en samme ur, hvorved der spares omkostninger og dele.Tak Flatulent.

Jeg var lidt bekymret over overlæsse transformatoren kerne.Hvis hakkede signal er ikke helt symmetrisk, vil der være en stigning i de nuværende og flux i transformatoren kerne.Det vil stoppe, når det bliver til mætning, men så vil jeg have ikke-linearities.Alle tanker om dette?

alex840: Tak for forslaget.ADCs var virkelig fristende for mig, siden jeg havde tænkt på at manipulere med de signaler om isolerede side bruger en DSP.Derefter skal sende de digitaliserede signal er mere praktisk for mig.Men jeg fandt, at næsten alle serieprodukter ADCs ligger i kSps rækkevidde.For en 1MHz båndbredde, jeg vil bruge mindst en 5MSps serielle ADC og der er ikke mange tilgængelige.Et andet spørgsmål er omkostningerne.Har du nogen erfaring med hurtig seriel ADCs?Jeg undersøgte TI.com og de ikke har nogen fast ADC med serielt interface.

Tanuki: Det er et godt valg for (og meget billig for).Jeg vil tænke over det og prøve at regne det ud.Desværre har jeg ikke erfaring med radiofrekvens eller FM modulation, men selvfølgelig vil jeg give det en chance.Det er et meget godt valg.

Tak til alle for Deres forslag og hjælp.Jeg vil sende resultaterne, Skema ans PCB så snart jeg bygge dem.

Mariano

 
For høj hastighed serielle ADC kan du tjekke Analog Devices (www.analog.com).
Et andet forslag: du kan placere dine DSP og ADC på stort potentiale digitalisere og beregne dit signal, og derefter overføre resultatet af computation gennem isolation.Min erfaring viser, at resultatet af beregningen i de fleste tilfælde har langt lavere båndbredde.Hvis det er soen i din sag - synes om mit forslag.

Alex

 
Transformator saturation: Du kan enten tilføje et DC blokering kondensator eller tillade en lille mængde flux ubalance ...ubalancen bliver meget små med lav effekt niveauer.

I Deres prototype, tilføj DC blokering kondensator ...så kan du kort det at undersøge virkningen af at udelade den.

Jeg tror, de små ikke-linearitet kernen vil annullere eventuelle ubalancer, længe før nogen saturation niveauer kan nås.

 
ikke opfinde hjulet igen

brug ADC Isolering produkter fra www.nve.com og www.analog.com

de har 4 kanal isolatorer i en chip, som er små og lave omkostninger.

De brugte to forskellige magnetisk teknologi, kan du også bruge nogle enkelt kanal opto med logik output at bygge op til 1mbps, men NVE arbejder pa at 30mbps

Jeg hader at bruge hånd gjort trans til denne opgave.

 
You must log in or register to reply here.

Welcome to EDABoard.com

Sponsor

Back
Top