Työskentelen anturin integroimiseksi autoteollisuuteen käyttäen tavallista 12 V: n negatiivisen alustan asetusta. Yritän ymmärtää hieman myyttinen ilmiö, joka koetaan nimellä ”maansiirto”. En ole pystynyt selittämään tätä, mutta intuitiosi on sitä mieltä, että tämä on järkevää.
Tapa, jolla se on ”selitetty”, on sellaisenaan : Ajoneuvon kahdessa maassa viitatussa pisteessä voi olla jonkin verran erilaista potentiaalia määrittelemättömäksi ajaksi johtuen jonkinlaisesta naapurikomponenttien tai komponenttien, joilla on yhteinen maadoitus ”nastasta”, häiriö.
Esimerkiksi , kun ABS aktivoidaan ja merkittävä määrä virtaa (satoja ampeereita joissakin tapauksissa) upotetaan tiettyyn maadoituspulttiin, maadoituspisteestä tulee epävakaa referenssi. Muut tähän tapiin kiinnitetyt komponentit saattavat kokea jännitteen vaihteluita tulonastoissaan.
Kysymykseni on seuraava: onko tämä ilmiö todella olemassa vai onko se yksinkertaisesti sisäinen ”vanhojen vaimojen tarina”, jossa ei juurikaan ole mitään perusteella?
Jos sellaista on, miten sitä voidaan luonnehtia ja mistä voin oppia lisää? Mitkä ovat sähköiset perusperiaatteet, joita täällä pelataan? Voidaanko se supistaa edustavaksi mallipiiriksi? Mahdolliset kokemukset olisivat arvokkaita.
Kommentit
- Maasiirtymä ei ole vain tasavirralla, mutta vaihtovirralla asuinalueiden ulkoisten maadoitettujen neutraali- ja pulssiäänivirtojen pudotuksissa maadoitukseen jokaisessa linjasuodattimessa sekä loogiset IC ’ s, joilla on induktiivinen maadoitus ja joko suuret tasavirtavirrat tai suuri paikallisen maan LdI / dt-jännitteen nousu (yleensä mV: ssä maadoituksen kanssa) Induktanssi korreloi johtimen fyysisten kuvasuhteiden ja pituuksien kanssa 2,6 nH / cm neliömäiselle litteälle piirilevyjohtimelle 3 uH: lle 2 m x 2 mm: n johtimelle
- Onko ironista, että Henry ’ on induktanssin yksikkö joka voi aiheuttaa ohimenemisen ohimenevää maasiirtymistä.
- Tätä vaikutusta kutsutaan maadoitukseksi
- Se on yksi tarkkuuden analogisissa piireissä taisteltavista vaikutuksista nro 1.
vastaus
Kysymykseni kuuluu: onko tämä ilmiö todella todella olemassa, vai onko se yksinkertaisesti sisäinen ”vanhojen vaimojen tarina”, jolla ei ole juurikaan perustetta?
No, tee matematiikka. Jos upotat sanotaan 100 A: n teräsjohtimeen, jonka halkaisija on 50 mm², mikä on yli 10 cm: n jännite kyseisestä johtimesta ohmisesta vastuksesta johtuen?
Joten kyllä, Ohm on oikeassa, ja jos syötät paljon virtaa mistä tahansa muusta kuin suprajohteesta, siinä on potentiaaliero.
Mitkä sähköiset perusperiaatteet ovat tässä?
Ohmin laki
Lisäksi sinun ABS-esimerkki tuo esiin toisen näkökohdan: Jos sinulla on jotain, joka on kytketty kuorma, et aseta maadoitusjohtimellesi tasavirtaa, vaan (myös) vaihtovirtaa.
AC-vastus ei ole luonnostaan sama kuin tasavirtalähde – esimerkiksi ihanteellisella kelalla on 0 Ω: n vastus DC: lle, mutta vaihtovirralla sillä on \ $ j \ omega L \ $ Ω – eli mitä korkeampi taajuus, sitä korkeampi tehokas vastus.
Tällaiset reaktiiviset ominaisuudet riippuvat johtimen geometrisesta muodosta – sinulla saattaa olla jopa epäonnea, ja koska koko akun – syöttökaapelin – kuorman – alustan paluujärjestelmän resonanssitaajuus osuu tyylikkäästi, saat jännitteen ääriarvo tarkalleen taajuudella, jolla ABS toimii.
Kommentit
- Kiitos syötteestä! Tällä on paljon järkeä, ja se on paljon yksinkertaisempaa kuin odotin. Missä kapasitanssi mallinnettaisiin tässä?
Vastaus
Vaikuttaa siltä, mitä kuvaat, kuten ymmärrän. täysin kohtuullinen. Maaviitteet voivat usein muuttua johtuen käytössä olevien johtimien huomattavasta virtauksesta ja rajallisista resistansseista, mikä johtuu yksinkertaisesti Ohmin laista.
Jos voit tehdä analogian autosi alustan eri osien välillä pisteitä piirilevyjäljellä voidaan verrata tätä maadoitustekniikoihin, joita käytetään piirilevyjen suunnittelussa ja asettelussa. Voit tutkia tätä tarkemmin tutkimalla erilaisia piirilevyjen suunnittelussa käytettyjä maadoitusjärjestelmiä. Harkitse tähtipohjaista maadoitettua järjestelmää, jota käytetään välttämään sitä, mitä kuvaat, vaikkakin paljon pienemmässä mittakaavassa. 
Jos maadoitat kaikki tämän kokoonpanon kohdat, nykyinen yhdestä näistä yhteyksistä johtuva virtaus voi ”nostaa” kyseistä kiskoa määrällä, joka on yhtä suuri kuin Iin * Rconductor, mutta koska kaikki muut solmun yhteydet näkevät saman muutoksen, asiat eivät ehkä ole niin huonoja, ainakin suhteellisten mittausten osalta . Kiskojen äkillinen vaihtelu voi kuitenkin aiheuttaa ongelmia instrumentoinnissa, ts.Yleinen parametri laitteissa, kuten opampeissa ja ADC: ssä, on ns. virtalähteen hylkäyssuhde , joka on määritelty näiden tapausten huomioon ottamiseksi. .
MUOKKAA 1:
Tässä on toinen kuva, joka havainnollistaa asiaa. Kuvan tarkat laitteet voidaan jättää huomiotta ja ajatella kaikesta, mistä todella pidät: 
kommentit
- Huomaa, että esimerkki ” oikeasta maadoituksesta ” ei sovellu täysin autoihin: et ’ et halua minkään herkän elektroniikan jakavan nykyistä polkua laturin kanssa.
- @Henry, I ’ ll lyö vetoa monista ” outoista ” auto-ongelmat on ratkaistu yksinkertaisesti tunnistamalla alustan maa pisteet, sitten puhdistus ja kiristys. Sadan vuoden kuluttua ’ uskon, että -ve-paluureitit akkuun on huolellisesti laadittu. En ’ en halua suunnitella auton ’ maadoitusreittiä tyhjästä.
- Hyväksytty. Tämän ei ollut tarkoitus olla opastus ihanteellisista autojen johdotuksista. Pikemminkin kuva selittää, kuinka nykyinen virtaus voi johtaa siihen, että saman väylän laitteilla on erilaiset viitteet …
- Jopa ” oikeassa maadoituksessa ” esimerkki, arkaluontoiset laitteet näkevät maansiirron suuren virran seurauksena jaetun maajohdon läpi. Parempi tapa vähentää maasiirtymää (olettaen, että olet
jumissa tietyn lankamittarin kanssa), on itse asiassa sijoittaa herkempi laite lähimpänä virtalähdettä – minimoida jaetun pituuden maadoitusjohto herkän laitteen ja virtalähteen välillä. Paras ratkaisu on viime kädessä valita lankamittarit, jotka tukevat niiden läpi kulkevan virran määrää.
Vastaa
Tämä on hyvin dokumentoitu>” vanhojen vaimojen tarina? EI. Kaikki, mistä olet aina halunnut tietää …. Ajoneuvojen johdot, mutta pelkäsit kysyä … …….
Ongelma on skaalautuva nanokokoisilla raiteilla moottorikäyttöisiin ajoneuvoihin. Immuniteetin parantamiseksi käytetään usein kierrettyä differentiaalista virtalähdettä, mikä tarkoittaa erillistä paluuta akkuun ja havainnointiin käytetään tasapainotettuja kierrettyjä differentiaalituloja. Nykyisen piirin ongelma on kytkeminen epätasapainoisiin tuloihin, mikä muuntaa tavallisen moodin melun (CM) differentiaalimoodiksi (DM) .Valinta käyttää maatasoa, kuten auton alustaa tai erillisiä johtoja riippuu suuresti polun pituudesta, virran tasosta ja häiriöistä.
Esimerkiksi suurin osa auton akuista on lähellä käynnistintä, mutta monissa saksalaisissa ajoneuvoissa (GLK350) b atteri sijaitsee takalattian alla, mutta moottori pysähtyy ja käynnistyy jokaisesta punaisesta valosta. Joten minkä maan oletat vaihtaneen useita satoja ampeereita?
Myös IC-tason tekniset yksityiskohdat ovat voimassa.
- Jeff Barrow, ”” [ http://www.analog.com/library/analogdialogue/archives/41-06/ground_bounce.pdf Maahypyn vähentäminen] ””, (2007), analogiset laitteet
- Vikas Kumar, ”” [ http://www.eetimes.com/electronics-news/4196917/Ground-Bounce-Primer Ground Bounce Primer] ””, (2005), TechOnLine (nyt EETimes).
- ”” [ http://www.pericom.com/assets/App-Note-Files/AN005.pdf Ground Bounce 8-bittisessä nopeassa logiikassa] ””, Pericom-sovellus Huomaa.
- ”” [ http://www.fairchildsemi.com/an/AN/AN-640.pdf AN-640 Maaheijastuksen ymmärtäminen ja minimointi] ”” ”, (2003) Fairchild Semiconductor, sovellushuomautus 640.
- ” ”[ http://www.altera.com/literature/wp/wp_grndbnce.pdf Pinnan palautumisen minimointi & VCC Sag] ””, Valkoinen kirja, (2001) Altera Corporation.
- ”” [ http://www.ultracad.com/articles/g_bounce.pdf Ground Bounce -osa ja osa-2 kirjoittanut Douglas Brooks] ””, Artikkelit, Ultra Cad -suunnittelu.
Vastaa
Sama gremliini kutuja, eri nimi
”Maasiirtymä” -ilmiö, johon viitat, on yksinkertaisesti toinen osoitus siitä, että johtimilla on nollasta poikkeava impedanssi, joten kun kahdella virralla on sama paluureitti, jännitteen pudotus tämän paluun yli polku on (Ibigload + Isensitive) * Rcomgnd. Pienemmillä mittakaavoilla työskentelevät EE: t tuntevat tämän gremlin-kutevan ”yleisenä impedanssikytkentänä”, mutta se on oikeastaan sama asia, kuten alla olevassa kaaviossa esitetään.
simuloi tätä virtapiiriä – Kaavio luotu käyttämällä CircuitLab
Huomaa, että GND-niminen solmu on täyden voltin päässä akun negatiivisesta! Tämä ei selvästikään ole hyvä, jos vasemmanpuoleinen herkkä piirimme ei ”siedä siirtymää, tai mikä vielä pahempaa, jos Ibigload on todella aikamuuttuja, joten herkkä osa näkee GND: n, joka vaihtelee lähellä todellista 0V-pistettä, ts. akun negatiivinen ja täyden voltin päässä siitä!
Ratkaisu matalataajuisissa ympäristöissä on tähti maata herkkiä piirejä takaisin yhteen, ennalta määrättyyn 0 V: n pisteeseen omilla johdin tai jälki, kuten alla on esitetty, niin että maadoitusjärjestelmän muissa osissa virtaavat suuret virrat eivät voi häiritä herkän piirin toimintaa. Valitettavasti tämä ei ole käytännöllistä koko ajoneuvon jokaiselle piirille mekaanisista ja kuparikustannussyistä, joten autoelektroniikan suunnittelijat kiertävät sen parhaalla mahdollisella tavalla suunnittelemalla vankat tehonsyöttöpiirit ja kuljettamalla sen sijaan signaaliviitteitä herkillä signaaleilla luottaa heidän alustansa palautukseen.
Vastaa
PCB: llä on samat riskit. kuparikalvon (1 unssi / jalka ^ 2), jonka paksuus on 35 mikronia tai 1,4 mili, vastus on 0,0005 ohmia tai 500 mikroohmia neliötä kohden. Mikä tahansa kokoinen neliö. Mitattuna neliön vastakkaisilta puolilta kosketuksessa kaikkien sivujen kanssa .
Näin ollen yksi ampeeri yhden neliökalvon läpi on 500 mikroVolttia tai 0,5 uV 1 mA: n kohdalla.
Kuitenkin yksi milliampeeri, joka virtaa neliönmuotoisen piirilevyn puolelta toiselle, kohtaa paljon yli 500 mikroohmia, koska virran on levitä 1 mm: n aloituspisteestä ja keskity sitten uudelleen poistuaksesi 1 mm: n poistumispisteestä.
Hanki kvadrillityyny, nimeä yksi neliö keskellä ”nykyiseksi sisääntulopisteeksi” ja luonnosta kuinka virta leviää sisäänkäynnin aukiota ympäröiviin KAHDEKSI neliöön. Ja kuinka 5 * 5 ruudukko, joka ympäröi 3 * 3: ta, tarjoaa vielä vähemmän vastusta, mutta on silti resistiivinen, 500 mikroohmia / neliö.
simuloi tätä virtapiiriä – Kaavio luotu käyttämällä CircuitLab
Mikä jännite on OA2: n ulkopuolella?
Mallita tämä reunajännite raakana muodossa $ 1,25mV / (20Sqr + 10sqr + 15sqr ) $$ $$ = 1.25mV / 45sqr = 30uV / sqr $$ ja OA2-koettimien kärjet ovat 1 cm: n (1 neliömetrin) päässä toisistaan. Odotetaan 30uV * 1000x = 30 millivolttia OA2: sta