ЖУРНАЛ «СТА» №4/2003

64 СТА 4/2003 www.cta.ru Часть 1 В ВЕДЕНИЕ Эта статья написана в помощь поль- зователю, столкнувшемуся с нелёгкой проблемой подключения измеритель- ного прибора на основе АЦП, ЦАП и прочих устройств к источникам сигна- лов и нагрузкам. «Как подключить? Что и где заземлять? Как подключать экран? Как побороть помеху?» — вот типичные вопросы, с которыми стал- кивается системный интегратор, пы- тающийся электрически соединить «ежа с ужом», при этом добиться, что- бы параметры полученной измери- тельной системы соответствовали рас- чётным, или, иначе говоря, чтобы по- мехи и наводки не мешали... В статье сделана попытка классифи- кации понятий, в частности, «тип ис- точника сигнала», «тип аналогового входа», с точки зрения обычного по- требителя, купившего, скажем, плату АЦП и пытающегося приспособить или создать заново кабельное хозяй- ство для грамотной стыковки своих источников сигналов с АЦП. Сразу же следует оговориться, что любая классификация всегда огруб- ляет детали, которые существуют в реальности. Приведем пример: диф- ференциальный (симметричный) вход (или выход) устройства на вы- сокой частоте может оказаться со- всем не симметричным, вследствие неодинаковых по какимлибо тех- ническим причинам ёмкостей про- водов относительно внешней среды, в то же время на низкой частоте он сохраняет свойства симметрии. «Не слишкомто дифференциальный», «дифференциальный, но не очень», «плохой дифференциальный, а по- этому однофазный» — эти много- численные оттенки не может оси- лить приводимая классификация. Поэтому автор надеется на разум- ное, с точки зрения электротехники, применение настоящей классифи- кации. О БЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СОВМЕСТИМОСТИ УСТРОЙСТВ При выборе устройств системному интегратору первоначально необходи- мо учитывать общие сведения о прин- ципиальной совместимости стыкуе- мых устройств, то есть перед тем как думать о том, как соединить устрой- ства между собой, нужно ответить на вопрос, совместимы ли они в принци- пе. В свете этого важного вопроса и была сделана попытка классификации типов источников сигналов, а также разновидностей входов устройств, после чего приведена карта совмести- мости первых со вторыми. Договоримся о терминах Сразу поясним термины, которые будем активно употреблять. Источник сигнала Это часто употребляемое понятие означает тот объект, от которого при- ходит сигнал на вход подключаемого прибора. Физически под источником сигнала будем понимать выход датчи- ка или выход прибора, рассматривае- мый совместно с соединительным ка- белем, если такой кабель использует- ся. Сигнальная цепь Это замкнутая электрическая цепь полезного, то есть информационного сигнала между источником и приём- ником. По сигнальной цепи протекает ток сигнальной цепи. Общий провод Это провод условно нулевого опор- ного потенциала, соединяющий ис- точник и приёмник сигнала, позволя- ющий выровнять потенциалы анало- говых земель (AGND) выходных узлов источника с входными узлами приём- ника сигнала. Термин «условно нуле- вой потенциал» употреблён в том смысле, что общий провод в ряде слу- чаев может быть не заземлен и иметь потенциал относительно земли. Заземление С одной стороны, требования без- опасности эксплуатации оборудова- ния подразумевают заземление корпу- сов (панелей) приборов, что означает подсоединение соответствующих це- пей (штатных клемм) заземления при- боров к шине заземления, имеющей непосредственный контакт с землёй. Такое заземление называют иногда за- щитным. С другой стороны, в боль- ших системах, состоящих из разно- родных приборов, существует пробле- ма взаимовлияния устройств по цепи заземления, приводящего к сбоям и помехам. Собственно, с учётом опыта борьбы с этим явлением возник тер- мин «сигнальное заземление». Сигнальное заземление В настоящей статье под заземлени- ем всегда подразумевается именно си- гнальное заземление, обозначаемое символом, показанным на рис. 1. По- просту говоря, это «чистая» ветка ос- новной цепи заземления системы, по которой не текут в землю токи зазем- ления сильнопотребляющих уст- ройств (силовое оборудование, стан- ки, мощные импульсные устройства и пр.), а протекают токи заземления от- носительно чувствительных сигналь- ных устройств. Сам термин «сигналь- ное заземление» возник по причине осознания того факта, что в сложных системах последовательное, без разбо- ра, соединение всех точек заземления разнородных приборов приводит к проблеме их совместимости, и необ- ходимо выделить отдельную «чистую» ветку сигнального заземления. В осо- бо сложных системах возможны даже несколько веток сигнального заземле- В ЗАПИСНУЮ КНИЖКУ ИНЖЕНЕРА Принципы обеспечения электросовместимости измерительных приборов Александр Гарманов