Forma de onda sinusoidal inducida en un cable largo (~ 15m)

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Tengo alrededor de 72 de los siguientes circuitos en mi tablero. El MOSFET y el R2 forman parte de la etapa de salida y la resistencia de subida es mi etapa de entrada. El largo intermedio del cable es el que se está probando.

Llevobastantetiempotrabajandoenestoyfuncionabien.Sinembargo,hoyconectéunarnésdecablesdeunos15mdelongitud;queríaverlacantidaddetimbrespresentes.Sinembargo,medicuentadealgomás:habíaunaformadeondasinusoidalde1,3MHzpresenteenelnodo"Voltaje de salida". El voltaje pico a pico fue de aproximadamente 400 mV (!). Aquí está la forma de onda en todo su esplendor:

Cuando mido el voltaje en el drenaje del MOSFET, obtengo esto:

ElvoltajeinducidoparecehaberdesaparecidocuandoelMOSFETllevalalíneaaunnivelbajo.Luegoobtuveotroarnésdeaproximadamente4mdelongitud(laamplituddelaformadeondaseredujomuchoahora),aproximadamente150mV,perolafrecuenciaeralamisma.Torcerloscablesredujolaamplitud(olvidéporcuánto.Volveréatrabajarypublicaréaquí).Sinembargo,paranosotros,torcerloscablesnoesunasolución.Elarnéssefabricadeacuerdoconlasespecificacionesdenuestrosclientesysinoespecificancablesretorcidos,¡nopodemostenercablesretorcidos!

Mispreguntasson:

  1. ¿Quépodríaestarcausandoesto?¿Seestáninduciendoestosvoltajesdesdealgúnlugar?Elambientenoesruidoso.
  2. ¿CómopuedoasegurarqueestosvoltajesnocausenproblemascuandomiCPLDleeelvoltajeenelnodo"Voltaje de salida"?

NOTA: Sé que las pantallas de o-scope no muestran la frecuencia, no estoy seguro de por qué, pero la frecuencia fue estable a 1.3MHz. Recuerdo esto vívidamente.

¿Cómo medí las señales? Conecté el clip de conexión a tierra de la sonda a un punto de tierra cerca de la resistencia de extracción, R1 (no se ve en el esquema). Entonces conecté mi sonda al nodo "Voltaje de salida". Esta es la medida en el lado de entrada. Para ver lo que estaba sucediendo en el lado del MOSFET, conecté nuevamente mi sonda cerca de un punto de tierra que estaba cerca del MOSFET y medí en el drenaje del MOSFET. Como los tiempos de subida / bajada no son excesivamente altos, no creo que se trate de un error de medición, especialmente porque la amplitud de la forma de onda se redujo cuando obtuve un cable más corto.

    
pregunta Saad

4 respuestas

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Apostaría a que si desconecta el cable en el MOSFET, entonces todavía tendrá el 1.3 MHz en la resistencia pullup. Si ese es el caso, entonces su cable está actuando como una antena y está recibiendo algo.

Las fuentes de ondas de radio tienden a cambiar. Esta podría ser la razón por la que no has visto esto antes. O, nunca usaste este tipo de arnés de cableado antes y, por lo tanto, nunca probaste una "antena sintonizada a 1.3 MHz" antes.

No hay mucho que puedas hacer con esto para solucionarlo. Al menos, no mucho que no tenga algún efecto secundario negativo.

Una solución es colocar un filtro RC justo antes de la extracción en la entrada. Ajústelo para que la frecuencia de corte sea lo más baja posible sin afectar la velocidad a la que puede medir el cable. Puede ser que no puedas hacerlo sin afectar la velocidad, esos son los descansos.

Tenga en cuenta que la R del RC y su resistencia de extracción formarán un divisor de voltaje. Cuando el MOSFET está encendido y el cable está 'bajo', entonces el R + Pullup limitará el bajo voltaje en la entrada. Asegúrese de que la R en el RC sea lo suficientemente baja, o aumente el valor del pullup, para que su entrada sea lo suficientemente baja.

Otra posibilidad es que estés excitando algún tipo de resonancia en el cable. Esto es poco probable ya que la velocidad de la señal que viaja por el cable y regresa es mucho más rápida que 1.3 MHz. Pero si fuera un problema, me gustaría poner una resistencia en serie con el MOSFET. Básicamente algo para frenar la caída del borde de la señal.

    
respondido por el user3624
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  • cables retorcidos (baratos)
  • cables coaxiales (caros)

O rediseñar con:

  • mayor oscilación del voltaje de salida (por lo que la interferencia es pequeña en relación con la señal)
  • salidas simétricas (dos salidas: una es alta, luego la otra es baja. Y al revés.)
  • bucle de corriente (en lugar de medir el voltaje, mida la corriente. Comúnmente se utilizan 4-20 mA)
respondido por el jippie
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Comentario largo:

  1. ¿Cómo puede estar seguro de que el entorno no es ruidoso? Creo que es bastante imposible tener un entorno completamente libre de ruido, incluso dentro de una jaula de Faraday; el punto es lo ruidoso que es.

  2. ¿Cómo se conectan los terrenos y los suministros? Obviamente, si no están conectados entre sí, y usted mide en el lado izquierdo (referido a la fuente de Q1), el otro extremo estará básicamente colgando cuando no se esté agotando.

  3. No tienes una etapa de salida push-pull, por lo que, en cualquier caso, la resistencia será un pull-up más débil (aunque no tan débil).

Pero creo que el punto más fuerte es n. 2, así que si puede, publique un diagrama del esquema de medición.

    
respondido por el clabacchio
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Parece que has "aprovechado" un modo de resonancia de tu cable para actuar como una radio AM. En realidad, un "cable tiene hasta un par de conectores, y un" arnés "tiene más de 2 conectores.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

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