Дифференциальная передача аналогового сигнала в условиях помех

[omercury]

Детальки на плате затёрты.

Слева по ходу действительно АЦП, какой именно - надо смотреть по разводке. По центру Спартан какой-то, не разглядел (да это и неважно, ибо FPGA), сверху оперативка (тоже неважно), а справа очень похоже на кипарис, лучше определить по используемым драйверам в винде.
Насколько накручен USB, можно косвенно определить по объёму EEPROM рядом с кипарисом (24хххх), фотка плохая, но вроде бы мелкая EEPROMка, а значит там тупо мост. Кстати, её можно считать и сравнить с чем-то стандартным.

Вот со входа кипариса сигнал можно просто загнать в LVDS и передавать в цифре на нужное расстояние.

Я в применении высоковольтных ОУ до сих пор видел только плюс - помехозащищенность (высокий уровень сигнала относительно уровня помех).

Высокий уровень сигнала ничего не гарантирует, помеха тоже может быть наведена высоковольтной, а в линии с низким сопротивлением (и, соответственно, большим током) помеха очень быстро гасится.

[dimmich]

Оставлю вариант передачи цифры по LVDS в качестве запасного. Всё же не хочется переносить прибор в зону помех, она рядом с измеряемой зоной.

Пока ищу из чего буду собирать "чистовую" схему. Наверное не найду, закажу.

[kualx]

Наверное не найду, закажу.

Пока будете ждать заказанного, для отработки схемы в качестве драйвера можете попробовать MC34119 с единичным усилением (аналог КА1436УН1) - аудиоусилитель с парафазным выходом, полоса при включении с единичным усилением 0,5 - 1 Мгц. Резисторы на выходе обязательны, поскольку неизвестно, как MC34119 работает на кабель.
https://kazus.run/forums/attachment....1&d=1438667747
https://kazus.run/forums/attachment....1&d=1438667779
https://kazus.run/forums/attachment....1&d=1438667799

[NikWik_]

А может все-таки за основу взять усилители для передачи видеосигнала по витой паре?

http://www.exar.com/high-performance...fiers/clc2000/
Там справа в "Application Notes" pdf-ки.

ОУ можно заменить аналогами от Analog Device.

[dimmich]

В радиомагазинах продают в основном то, что покупают телемастера. Микросхем для передачи видео в магазинах не найти. Только на заказ по интернету или через знакомых с Митино.

Тут либо изобретать велосипед из того что есть в наличии у меня или в местных магазинах (может 34119 найду), либо уже правильные комплектующие заказать.

Считаете схема видеоудлинителя 100% подходит под мои задачи? Ну конечно если фильтры выкинуть. И ещё: какие именно аналоги этих микрух у Analog Devices знаете? А то боюсь если решу заказать знакомым именно такие как на схеме, в Митино их могут не найти, малознакомый бренд.

[NikWik_]

dimmich, на счет 100% я не могу сказать, но с передачей видеосигнала (мегагерцы) данные усилители справляются на отлично и синфазные помехи давят хорошо.
Порекомендую тогда приобрести комплект КПВП-600 http://www.olevs.ru/sistemy_bezopasn...pare_kpvp-600/
Стоит относительно недорого и очень распространен в фирмах по продаже видеонаблюдения и охрано-пожарных систем.
Могу ошибаться, но вроде как последние версии схем построены на ОУ (кажется от Maxim), ранее были на транзисторах.
Еще плюс такого подхода - макетку не придется делать, уже всё есть, ковыряй как хочешь.

[line-yuri]

Могу предложить три варианта:
1) старьё типа 1102АП2 (видимо надыть искать аналог, ибо производство чи Баку, чи Ереван), передача +- 1В по дифф. паре. Приёмник увы не помню, что-то типа 170УП1.
Дифф. пара шунтируется резюками по 51ом (какая нафиг помеха).
2) На помойке у системного администратора найти хабик на 10 МБ, там есть чудные сборки транс+имс, на входе-выходе как правило TTL.
3) Нечто аналогичное (почти нереально ибо списывается с зубовным скрежетом) можно попытаться найти у связистов но на 2,048 Мгц
Более модерновые решения Вам уже накидали.

[dimmich]

Неспешно, но тщательно, составляю список для заказа деталек. Заказывать планирую в элитане. Выбирал из соотношения цена/качество, чтоб мелкие по размеру, доступные для заказа. Конечно можно выбрать детальки с топовыми характеристиками, но мне важна и цена. Я щас расскажу что планирую применить, а вы подскажите, правильный ли мой выбор по параметрам.

Входной усилитель - ADA4891
Обращал внимание на рабочую частоту, скорость нарастания сигнала, напряжение питания, Rail-to-Rail, цену (53.50 руб). Все ли параметры я учёл для выбора входного усилителя? Краем уха слышал о применении в качестве измерительных входных прецизионных усилителей (зачем они нужны? поясните), а для высокого входного сопротивления - чтоб вход на половых транзисторах был. Но прецизионных по разумной цене не нашёл...

Передатчик в линию - AD8132

Приёмник линии - AD8130

Замучился голову ломать, нагуглил схемку с передачей сигнала посредством этой сладкой парочки. Буду химичить приёмник и передатчик на тех элементах что тут мне рекомендовали, это для понимания процесса, для тестирования и настройки линии. А эти два ОУ выбрал для чистового варианта схемы. Не очень дешевые... 191 и 152 руб. Но дешевле не нашёл с подобными частотными характеристиками и чтоб гарантированно работали на линию в условиях помех. Как считаете, правильный выбор? Или не заказывать, поэкспериментировать, на рассыпухе собирать? А получится ли дешевле?


DC-DC преобразователь для гальваноразвязки - TPS55010 (+user's guide)
Микросхемка завлекла высокой частотой (до 2 МГц) и не заоблачной ценой (151 руб).

Как вариант ещё понравилась SN6501 своей простотой использования, также ценой (53 руб). Но частота преобразования ниже (вроде 620 кГц), и требуется более сложный трансформатор. Как я понимаю, чем выше частота, тем проще будет отфильтровать пульсации и меньшим по размеру фильтром, который пока тоже не знаю как рассчитать/выбрать.

Для обоих вариантов микросхем DC-DC возник вопрос выбора или изготовления трансформатора. Он должен быть маленьким, низкопрофильным (желательно 3-4 мм), его мощности должно хватить для запитки ОУ передатчика и для прокачки линии, он не должен излучать электромагнитных помех, т.е. экранированный. Очень хочется получить подробные советы по поводу выбора/изготовления трансформатора! Сам не имею опыта в расчёте и постройке преобразователей.

Вариант покупки трансформатора. Дорого... Вот нагуглил варианты:
Halo TGM-020P3RL - очень компактный, но ооочень дорогой (454 руб).

Bourns SRF0703A - симпатишный. Но не пойму чем эта модель отличается от Bourns SRF0703. У последней серии больше номиналов, но сверху в шапке не написано, что они предназначены и для DC-DC. Рассудите: какие подойдут? Какую индуктивность выбрать для TPS55010? Не разобрался...

Вариант изготовления. Сердечник - колечко? Кто производит? Epcos - других не знаю. В продаже не искал, поскольку в расчётах я полный ноль. Вот страничка Epcos по ферритовым сердечникам. Какую модельку выбрать? Сколько витков мотать? Какую индуктивность обмотки делать? И для TPS55010 (2 МГц) и для SN6501 (620 кГц).

Защита входа первого операционника от пробоя и защита дифференциальной линии от перенапряжения вследствие наведенной помехи. Выбирал по малой ёмкости, защита от выхода за границы 0...5 вольт. Варианты:

USBLC6-2. Если правильно понял, в её составе кроме диодов есть стабилитрон, у которого случится лавинный пробой при напряжении несколько выше 5 вольт, так?

[kualx]

dimmich,
Прецизионный - усилитель с малым напряжением смещения (и дрейфом), высоким уровнем подавления синфазной помехи, малым уровнем шумов.
Но, как правило, они не очень скоростные. Существует вариант схемы, в котором совместно со скоростным усилителем работает прецизионный.
ADA4891 - максимальное напряжение питания (V+ - V_) 6 В рекомендуемое: 2,7 - 5,5 В, т.е. для цепей с питанием +/_5 В она не годится.
При применении AD8130 с единичным усилением и питанием +/_ 4 В возможны эффекты возбуждения, производитель рекомендует ставить резисторы (согласованные друг с другом) и диоды по входу (см. стр. 36 даташита). Если уровень помех больше чем допустимый размах входного напряжения, можно увеличить напряжение питания, оставив размах сигнала в линии неизменным.
USBLC6-2 предназначена для защиты цепей с однополярным питанием +5В, для +/_ 5 В питания можно на TL431 создать +2,5 В и -2,5 В, и подключить к 5-му и 2-му выводам соответственно. Но при этом если сигнал плюс помеха будут больше +/_3 В, они будут обрезаться.
Удачи
https://kazus.run/forums/attachment....1&d=1439446009

[dimmich]

Забыл сказать. Питание задумал применить однополярное +5V для питания передатчика в линию и двуполярное +/-2.5V для входного усилителя. На предыдущих страницах говорили о трудностях передачи высоковольтных сигналов. Вот я и решил: если сигнал будет низковольтным, то и питание достаточно будет применить в пределах 5 вольт.

Однополярное +5V проще реализовать посредством TPS55010 или SN6501 плюс стабилизатор напряжения на 5 вольт TPS76350. И операционником ADA4891 хотел создать виртуальную землю, получится +/- 2,5V для создания средней точки и общего провода для входного сигнала, как в моей тестовой схеме на чёрном фоне в первом посте.

При применении AD8130 с единичным усилением и питанием +/_ 4 В возможны эффекты возбуждения, производитель рекомендует ставить резисторы (согласованные друг с другом) и диоды по входу (см. стр. 36 даташита).

Не углядел эту инфу в даташите...

Если уровень помех больше чем допустимый размах входного напряжения, можно увеличить напряжение питания, оставив размах сигнала в линии неизменным.

Хитро придумано! Увеличить напряжение питания на НЕгальваноразвязанном участке будет не очень трудно. Усиление AD8130 тогда тоже можно будет выбрать больше единицы для стабильности её работы. Или поискать более надёжный и не дорогой вариант приёмника с линии для однополярного +5V. Не знаю таких... Придётся поискать.

USBLC6-2 предназначена для защиты цепей с однополярным питанием +5В, для +/_ 5 В питания можно на TL431 создать +2,5 В и -2,5 В, и подключить к 5-му и 2-му выводам соответственно. Но при этом если сигнал плюс помеха будут больше +/_3 В, они будут обрезаться.

С выбором ограничительных диодов я кажется не очень хорошо подумал... На удалённой гальваноразвязанной стороне нужно будет за общий провод брать виртуальную землю, а значит диоды должны будут ограничивать всё что выше +/-2,5V. Даже если найду такую детальку на +/-2,5V, подключать выводы 2 и 5 к слабенькому линейному стабилизатору TPS76350 будет верно? Он справится с гашением пульсаций?

kualx, спасибо за советы!