ЖУРНАЛ «СТА» №4/2003

шение применяется в точных измери- телях. Улучшение заключается в том, что отвязанный от земли однофазный вход приобретает свойство симмет- рии: на рис. 17 общая наводка на вхо- ды X и Y относительно земли прикла- дывается ко входам X и Y одинаково, поскольку входы X и Y никак не связа- ны с землей (с них нет утечек тока на землю), а входной сигнал снимается непосредственно между точками X и Y и не зависит от потенциала земли. Способы и особенности гальвано- развязки описаны далее. Особо интересующийся читатель может задать вопрос: «Однофазный гальваноразвязанный вход хуже диф- ференциального?». Ответ будет следу- ющий: в случае идеальной гальвано- развязки — не хуже. Но при реальной импульсной трансформаторной галь- ваноразвязке, как правило, применяе- мой в источнике питания внутренних узлов гальваноотвязанного входа, су- ществует межобмоточная ёмкость по- рядка 10 пФ, а значит, существует утечка тока высокой частоты со вхо- дов X и Y на землю. Поскольку по от- ношению к гальваноотвязанной части внутренний вход однофазный и не- симметричный, то и утечки высокоча- стотного тока с входов X и Y на землю будут неодинаковыми. Следователь- но, на высокой частоте к однофазному гальваноразвязанному входу всё же прикладывается небольшая помеха. В то же время качественный (широко- полосный) дифференциальный вход достаточно хорошо симметричен даже на высокой частоте. По способу гальваноразвязки Лучший вход — это независимый вход. В этой короткой фразе и заклю- чён смысл гальваноразвязки входа из- мерительного прибора. Главный смысл гальваноразвязки сигнальной цепи напряжения вообще заключается в исключении тем или иным способом паразитного сквозного тока по обще- му проводу от источника к приёмнику сигнала. Этот ток, вызывающий поме- ховое падение напряжения на сопро- тивлении общего провода, в том числе индуктивного характера, вызывается разностью потенциалов между анало- говыми землями источника и приём- ника сигнала. Существуют несколько принципов гальваноразвязки, перечислим в этом разделе наиболее распространённые. Трансформаторная гальваноразвязка сигнальной цепи относится к индивиду- альному способу гальваноразвязки входа напряжения. Трансформаторная развязка может быть как однофазной, так и дифференциальной. Наиболее существенный недостаток трансформаторной развязки — это на- личие проходной ёмкости между об- мотками, которая не даёт возможнос- ти обеспечить полную независимость развязываемых цепей по высокой час- тоте — об этом надо всегда помнить. Оптоэлектронная гальваноразвязка сигнальной цепи с применением опто- пар дает достаточно качественную гальваноразвязку сигнальной цепи. Как правило, применяется для развяз- ки цифровых сигнальных цепей. Импульсная поканальная гальвано- развязка — это своеобразная развязка входной сигнальной цепи, которая де- лается не на уровне входных проводов устройства, а на уровне развязки всех остальных цепей, которыми устрой- ство связано с остальным миром, — это развязка цепей питания, управле- ния и пр. Суть этого способа состоит в разрыве цепи прохождения паразит- ного сквозного тока по нулевому про- воду за счёт гальваноразвязки источ- ника питания входного устройства. Недостаток этого способа проявля- ется, главным образом, в наличии вы- сокочастотных помех, проникающих через межобмоточные ёмкости транс- форматорной развязки источника пи- тания входного устройства. Импульсная групповая гальванораз- вязка аналогична предыдущей, но применена на уровне развязки группы каналов, при этом внутри группы гальваноразвязки нет. По входному сопротивлению Вход напряжения имеет большое входное сопротивление. Он предна- значен для приёма информации в виде потенциального сигнала. Токовый вход имеет малое входное сопротивление. Он предназначен для приёма информации в виде токового сигнала. Ток I , протекающий через его входное сопротивление R i np , вызывает падение напряжения, максимальная величина которого U max = I max R i np оп- ределяет запас по напряжению токо- вого входа. Вход заряда имеет малое входное со- противление. Он выделяет информа- ционную составляющую из заряда Q , пропускаемого через его входное со- противление R i np . Сущность входа заряда поясним с использованием эквивалентной схе- мы источника заряда Q в виде после- довательно соединенных ёмкости и источника переменного напряжения U , при этом эквивалентный заряд Q = СU . Как и у токового входа, вход- ное сопротивление R i np входа заряда должно быть достаточно низким, в этом сходство входов тока и заряда. Отличие же носит принципиальный характер: вход заряда схемотехничес- ки обеспечивает частотную незави- 71 СТА 4/2003 www.cta.ru В З АПИС Н УЮ К НИЖК У ИНЖЕ Н Е РА – X Y Рис. 17. Вход гальваноразвязанный однофазный U xN U x1 U AGND GND32 ... X X1 Y1 GND32 AGND Y (GND32) AGND AGND X Y X1 Y1 GND32 AGND AGND X Y Рис. 16. Вход псевдодифференциальный