Hier definieren sie Floating als:
Sie erwähnen Ungrounded = Floating.
Aber in einem anderen Forum hat jemand geschrieben:
Das Signal gilt als schwebend, wenn es mit Ihrem Gerät nicht den gleichen Grund hat. Die Erde hat nichts damit zu tun. Die Erde ist nur ein weiterer Grund.
Ich bin ein bisschen verwirrt mit der Bedeutung von schwebend. Schwebt die Quelle im folgenden System?:
Wenn sie nicht schwebend ist, können Sie sie angeben Ein Beispiel für ein System, bei dem die Quellmasse schwebt?
BEARBEITEN:
Eine schwebende Quelle ist an einen Differenzverstärker angeschlossen. Wenn ich eine Masse hinzufüge, auf die der rote Pfeil zeigt, verstärkt die Simulationsschaltung dieses Signal sehr gut. Wenn ich jedoch keine Masse verwende, wird die Simulation beschädigt.
Brauchen wir zu diesem Zeitpunkt wirklich einen Boden oder wird dieser nur in der SPICE-Simulation benötigt? Denn wenn ich einen Boden hinzufüge, schwebt dieser nicht mehr im Diagramm. Dies ist wirklich verwirrend.
EDIT 2:
Noch mehr Verwirrung
Ich stoße immer auf eine solche Schaltungstopologie für Differenzverstärker:
Bitte beachten Sie, dass über den Eingangsdiff-Signalen, dh der Quelle und dem Diff. Der Verstärker hat wieder die gleiche Masse.
Aber wenn ich mir die Eingangsanschlüsse für ein Voltmeter oder ein Diff ansehe. Beendet Datenerfassungskarte, gibt es keinen zusätzlichen Grund. Es gibt Eingänge für -Vin und + Vin, aber nicht für GND.
Stellen Sie sich jetzt vor, ich habe ein Gerät mit einer analogen Masse namens AGND1 und dieses Gerät hat zwei Differenzausgänge, z. B. 2 V und -2 V relativ zu seinem eigenen AGND1. Nun, wenn ich seine Differenzausgänge an das Voltmeter oder ein Diff anschließe. Beendetes DAQ-Board, das seinen eigenen Boden hat, nennt es AGND2. Wir stehen vor einer Situation, in der AGND1 und AGND2 nicht verbunden sind. Diese Systeme funktionieren jedoch wie folgt:
Wie Sie in einem typischen Voltmeter oder Diff sehen. DAQ-Board-Verbindung Wir verbinden nicht zwei Systemerdungen AGND1 und AGND2.
Die Diff. Verstärkertopologie, auf die ich stoße, verwendet also gemeinsame Erdungen, aber in Wirklichkeit sind die Erdungen nicht verbunden.
Dies ist auch sehr verwirrend, da ich nicht weiß, woher mein Mangel an Wissen kommt.
Kommentare
- Jedes batteriebetriebene Gerät verfügt über schwebende Erdungen / Signale. Wenn Sie beispielsweise einen kabelgebundenen Kommunikationskanal mit einem anderen Gerät verbinden möchten, müssen Sie eine gemeinsame Masse herstellen (sofern die Transceiver nicht galvanisch isoliert sind, z. B. durch optische Kopplung).
- Es sollte beachtet werden, dass “ schwebend “ eine Art Umgangssprache ist Begriff in der Elektrotechnik und ist nicht genau definiert. Sie ‚ hören, wie es auf unterschiedliche Weise mit leicht unterschiedlichen Bedeutungen verwendet wird, wie einige der Antworten zeigen.
- @kjgregory Siehe meine Frage in Bearbeitung mit der Beispielschaltung . Ich frage: “ Brauchen wir zu diesem Zeitpunkt wirklich einen Boden oder wird dieser nur in der SPICE-Simulation benötigt? “ Wie ist Ihre Meinung? ?
- In SPICE benötigen Sie es wahrscheinlich, um den Simulator zu befriedigen. In einem praktischen System hängt es von vielen Dingen ab. Wie ist die schwimmende Quelle? Was sind Ihre Designprobleme? Wie ist die Umgebung für die Schaltung usw.
ehmen wir an, die Quelle in meiner Abbildung ist eine 9-V-Batterie. Wie Sie sehen, ist einer der Batterieklemmen (GND1) dann mit AIGND verbunden. Einer der Batterieklemmen ist also direkt mit der AGND des Messgeräts verbunden. Sind Sie sicher? nennen wir das immer noch schwebend?
Antwort
Floating ist ein Spannungsbegriff und wie jeder andere Spannung muss es eine Referenz haben.
Das heißt: „Objekt A kann in Bezug auf Objekt B schwebend sein.“
Wenn Ihre gezeigte Schaltung beide Erdungen miteinander verdrahtet sind, ist die Quelle V1 NICHT schwebend in Bezug auf den Verstärker.
Wenn es sich jedoch um ein batteriebetriebenes Widget ohne andere Verbindung handelt, schwebt das Ganze in Bezug auf den Boden unter Ihren Füßen.
simulieren diese Schaltung – Schema erstellt mit CircuitLab
Das folgende Schema hat dagegen eine schwebende Quelle.
Übrigens: Nur um Sie weiter zu verwirren, gibt es ein Ganzes andere Bedeutung von Floating.
Im folgenden Schema sind die beiden Eingänge A und B nicht verbunden, und wir nennen das Floating. In diesem Fall sind sie tatsächlich durch die Pulldowns mit dem Boden verbunden, aber das linke Ende wird immer noch als schwebend betrachtet, unabhängig davon, ob die Pulldowns vorhanden sind oder nicht.
Kommentare
- Was den Boden betrifft, denke ich, dass er als schwebend angesehen wird, wenn er nicht physisch mit der Erde verbunden ist (nun, ‚ ist die Wiki-Definition). Das Signal ist schwebend, wenn es keine gemeinsame Masse hat (nicht unbedingt nicht schwebend).
- @EugeneSh. Eine gemeinsame Referenz wäre meiner Meinung nach angemessener. GRound verwirrt nur alle.
- @Trevor Danke, können Sie mir in Ihrem “ zweiten “ Schaltungsbeispiel sagen, dass Sie sagte die Quelle V1 schwebt. Was wäre, wenn diese Quelle eine Differenzsignalisierung wäre, würde sie immer noch schweben? Können Sie dazu auch ein Schaltungsbeispiel geben, wäre sehr froh!
- Bitte sehen Sie auch meine Bearbeitung, in der ich meine Frage auf einen verwirrenderen Fall erweitert habe.
- @ user134429 in diesem Fall Die Quelle ist schwebend, aber Sie haben auch keine Rückmeldung über den Operationsverstärker, so dass es sich nur um einen wirklich schlechten Komparator handelt.
Antwort
In meiner Definition ist eine Schaltung“ schwebend „, wenn kein Strom fließt , wenn ich sie an meine Masse anschließe oder jede andere Spannung relativ zu meiner Masse unter Verwendung eines Kabels.
Eine Schaltung ist nicht schwebend, wenn ich kann einen Strom fließen lassen.
OK, ich kann 1 Million Volt anlegen und ein Strom fließt. Ich spreche über das Anlegen einer Spannungsdifferenz, die nicht Komponenten beschädigt oder die Isolation bricht usw.
In Ihrem ersten Bild schwebt tatsächlich die richtige Quelle, wenn ich einen Draht von meinem Boden oder einem beliebigen Punkt aus daran anschließe Mein Stromkreis (die geerdete Quelle links) dann fließt kein Strom . Es würde nur die Verbindung geben, die ich gerade so hergestellt habe Es kann kein Strom fließen.
In Ihrem zweiten Bild gibt es links zwei Verbindungen zwischen der Quelle und der Verstärker auf der rechten Seite. Dies bedeutet, dass diese Schaltungen nicht im Verhältnis zueinander schweben.
Ich denke, Ihre Verwirrung kommt von der Aussage Ungrounded = schwebend .
„Die Erde ist in der Tat nur ein Grund (Referenz). Stellen Sie sich die Schaltkreise A und B vor, die in Bezug zueinander schweben und sich keine Masse (oder eine andere Verbindung) teilen können.
Wenn der Schaltkreis A mit „Erde“ verbunden ist, kann der Schaltkreis B nicht mit „verbunden“ werden. Erde „in irgendeiner Weise. Wenn die Schaltung B angeschlossen wäre, würde sie in Bezug auf A nicht mehr schweben.
Beide Schaltungen A und B können eine Masse haben, aber Sie können es nicht teilen oder eine andere Verbindung teilen.
Meine Batterie oder mein solarbetriebener Rechner namens Schaltung C schwebt sowohl in Bezug auf Schaltung A als auch auf Schaltung B, da sie keine Verbindungen hat Was auch immer für A oder B ist.
Ein einfacher Trick, um zu überprüfen, ob eine Schaltung schwebt, besteht darin, eine (gepunktete) Linie zu zeichnen, um die beiden Schaltungen zu trennen. Die gepunktete Linie kann keine Drähte kreuzen!
So:
Beachten Sie, dass ein Bodensymbol in mehreren verwendet werden kann platzieren und dann ist es auch wirklich eine Verbindung, obwohl es keinen sichtbaren Draht gibt.
Ich kann keine gepunktete Linie zeichnen, um die Quelle und den Verstärker in Ihrem zweiten Bild zu trennen. Daher schweben sie nicht hinein Beziehung zueinander.
Bearbeiten
Verwirrung über diese Schaltung:
Wirklich, das ist es nicht verwirrend!
Dies ist nur eine Schaltung, sodass sie in Bezug auf Masse schweben kann, dies aber nicht muss. Es macht wirklich keinen Unterschied, da Masse nur ein Referenzpunkt ist. Die Erdung zwischen den 2 9-V-Batterien ist ein guter Punkt.
Es sind keine weiteren Erdungssymbole erforderlich, es sei denn, Sie möchten, dass diese eine direkte Verbindung auf dieselbe Masse (zwischen den Batterien).
Wenn Sie dem – Anschluss von V1 eine Masse hinzufügen, schließen Sie diese mit Masse kurz und unterbricht die Funktion der Schaltung .
Also nein, es sollte keine Masse hinzugefügt werden, nicht im Simulator und auch nicht in der realen Welt!
Aber diese Schaltung wird nicht gut funktionieren, da es keinen Pfad für die Basisströme der Transistoren gibt . Sie müssen eine Common-Mode-Spannung mithilfe von Widerständen einstellen, die auch diesen Basisstrom liefern.
Zum Lösen das tun Sie Folgendes:
simulieren Sie diese Schaltung – Schema erstellt mit CircuitLab
Gleichspannungsquelle V2 muss eine Spannung im Gleichtaktbereich sein, die der Verstärker verarbeiten kann. Sie können V2 auch auf Null setzen und entfernen.
Diese Lösung bewahrt die Differential -Natur der Signale . Sie können auch einseitig erden (oder eine Gleichspannung anlegen) (siehe Trevors Antwort) und das funktioniert, aber dann ist das Signal nicht mehr differenziell.
Kommentare
- Ich glaube, dies ist eine gefährliche Definition. Wenn Sie zwei schwebende Geräte verbinden, besteht die Möglichkeit, dass das aktuelle fließt und ein ziemlich hohes (aber sofortiges) und Dinge sofort verbrennt
- Sicher, aber wie entsteht diese Potentialdifferenz? Normalerweise handelt es sich um einen Ladungsaufbau oder eine kapazitive Kopplung. Wenn die Schaltkreise wirklich richtig schweben, wird diese Spannungsdifferenz beseitigt, wenn Sie sie messen, während die Ladungen ausgeglichen werden (vorausgesetzt, Sie ‚ verwendet ein Voltmeter mit endlicher Impedanz.
- Beim Anschließen zweier Geräte mit RS-232 wurde sogar die Erdungsspur verbrannt. i> Das kann nicht durch Ladungen geschehen, die I ‚ sagen. Es gab also auch eine andere Verbindung (um die Stromschleife zu schließen). Dieser Pfad enthielt wahrscheinlich ma Ins Spannung oder eine andere Stromquelle und dann ist das, was Sie beschreiben, möglich. In diesem Fall schwebten die Schaltkreise nicht wirklich!
- Das kann nicht durch Ladungen geschehen, die I ‚ sagen. – warum nicht? Sie denken, die Leistung wäre zu gering? Statische Entladungen, die als Feind der Elektronik bekannt sind. Vielleicht sollten die Leiterplattenspuren jedoch nicht so empfindlich sein …
- Ja, statische Ladungen sind ESD, und wir alle wissen, was dies mit Halbleitern tun kann. Aber keine Leiterplattenspuren. Ja, ich denke, die Leistung einer statischen Entladung ist zu gering, um eine Leiterplattenspur zu verbrennen. Um eine Leiterplattenspur mit einer statischen Entladung zu brennen, benötigen Sie ‚ ein sehr großes Gerät, um Ihre Ladung zu halten. Ein Kondensator vielleicht? Aber dann gibt es ‚ eine andere Platte, vielleicht mit einem Pfad zur Erde, und diese ‚ ist Ihre Schleife, also keine statische Entladung mehr.
Antwort
Aktuelle Bewegungen in Schleifen. Wenn ein System relativ zum anderen schwebt, bedeutet dies, dass die Schleifen nicht in Verbindung stehen (nicht verbunden).
Betrachten Sie ein New Yorker U-Bahnauto. Die große Schleife führt vom Umspannwerk zur dritten Schiene, zum Autoantriebssystem, zu Laufschienen und zurück zum Umspannwerk. Es gibt keine Möglichkeit, die Räder vom Fahrgestell des Autos zu isolieren, daher ist das Fahrgestell Teil der großen Schleife. Manchmal verliert ein Auto aufgrund von Schnee, Eis, Rost usw. den Kontakt zu den Laufschienen. Wenn sich zwischen den Autos Bodenspringer befinden, versucht der Antriebsstrom, über diesen Bodenbrücken zu einem Auto mit gutem Kontakt zurückzukehren.
Es gibt auch ein Steuersystem, mit dem der Fahrer das Antriebssystem jedes Autos steuern, blockierte Türen, Ansagen, die Gegensprechanlage des Leiters usw. usw. erkennen kann. Das tun Sie wirklich nicht Sie möchten, dass der Antriebsstrom durch die Steuerkabel zurückkehrt. Dieses System ist also vom Antriebsstrom isoliert oder „schwebend“.
In Ihrem Fall ist das andere System nicht isoliert Ihre, weil es durch Q3 und Q4 gebunden ist. Dadurch wird das andere System auf das Potenzial Ihres Systems aufmerksam gemacht. Oder umgekehrt, alles eine Frage der Perspektive.
Kommentare
- Bitte beachten Sie auch meine Bearbeitung, in der ich meine Frage auf einen verwirrenderen Fall erweitert habe.
Antwort
Idealy, du willst dort keinen Boden.Wenn überhaupt, möchten Sie Ihr vsin in zwei separate additive Eingänge aufteilen und einen Grund in die Mitte legen. Wenn Sie eine Erdung auf beiden Seiten so wie sie ist anbringen, erhalten Sie einen Verstärker, der nicht optimal funktioniert. Dies liegt daran, dass Sie eine Seite Ihrer Eingänge auf eine einzige Spannung fixieren. Die meisten Operationsverstärker arbeiten besser mit Differenzeingängen (ein Signal geht hoch, während das andere runter geht). Das vsin wird mit einer Masse in der Mitte in zwei Teile geteilt von ihnen ist der richtige Weg, dies zu simulieren.
simuliere diese Schaltung – Schema erstellt mit CircuitLab
Der Grund, warum Spice Probleme hat, ohne dass Sie eine Referenzgrundlage einrichten, liegt darin, dass Ihr Operationsverstärker als vereinfachtes Blockdiagramm betrachtet wird und die Interna des Operationsverstärkers nicht verstanden werden. Sie sind tatsächlich mit der Erde verbunden, aber Spice würde es nie erfahren, da es sich um ein vereinfachtes Modell handelt.
In der realen Welt benötigen Sie keine Dual / Split-Sinuswelle, da die Erde nur eine Referenz ist Messen Sie die Spannung von. Ein einzelner Sinuswelleneingang in einen BJT-Operationsverstärker ist wahrscheinlich ohne Jede Art von Referenz außerhalb des Operationsverstärkers. Wenn es sich um einen MOSFET-Operationsverstärker handeln würde, würde ich mit Sicherheit empfehlen, Entlüftungswiderstände zwischen die Eingänge und Masse zu legen, um zu verhindern, dass schwebende Signale eine zu hohe Spannung an den Eingängen des Operationsverstärkers erzeugen. Selbst bei einem BJT-Operationsverstärker würde ich mich nicht gegen Entlüftungswiderstände aussprechen, um unerwartete oder katastrophale Ereignisse weiter zu verhindern.
Um Edit 2 zu beantworten :
Während dies möglicherweise funktioniert. Sie erhalten möglicherweise immer noch ein vereinfachtes Diagramm der Vorgänge im Voltmeter oder im Datenerfassungsgerät. Es sollte ein Sicherheitsschaltkreis vorhanden sein, um dies zu verhindern extreme potenzielle Unterschiede zwischen Geräten, die keine gemeinsamen Gründe haben. Dies kann in Form von hochohmigen Entlüftungswiderständen oder Zenerdioden am DAQ oder Voltmeter erfolgen. Ohne irgendeine Art von Schaltungsschutz besteht eine gute Chance, dass ESD das Gerät zerstört.
Das andere, was hier zu beachten ist, ist, dass die Geräte zwar nicht extern mit derselben Masse verbunden sind, sie jedoch sind immer noch indirekt zwischen diesen beiden Drähten mit der Erdung des anderen verbunden. Abhängig von der Transistortechnologie kann dies in realen Geräten ausreichen, um jegliche Art von schwebenden Spannungsproblemen zu vermeiden.
Kommentare
- Bitte beachten Sie meine EDIT 2 zu diesem Thema.
Antwort
Stop Wenn Sie das Wort Boden verwenden, haben Sie einen besseren Start. Beziehen Sie sich darauf als gemeinsamen Bezugspunkt. Blau ist nur nach Vereinbarung blau. Gleiches gilt für Stromkreise; d.h. Masse ist nur nach Vereinbarung geerdet. Kurz gesagt, schweben ist wie Schrödingers Katze; es ist sowohl positiv als auch negativ, bis Sie es messen, aber nur zu dem Zeitpunkt, zu dem Sie es messen. Gelegentlich positiv und gelegentlich negativ und so ist dieser Beitrag.