Паразитные кондуктивные связи

Кондуктивная наводка - это помеха, которая передается из соседних электрических цепей не через электромагнитное поле, а путем переноса электрического тока по общим для обеих цепей проводникам, в основном через общие участки цепей заземления или питания. Обычно источниками кондуктивных помех являются генераторы (на рис. 3.90обозначен буквой "М"), цепи с большим током, цифровая часть аналого-цифровой схемы, реле, сеть питания 220 В, помехи с частотой преобразования источника бесперебойного питания (UPS), DC-DC и AC-DC преобразователи, шаговые двигатели с импульсным питанием, мощные печи с ШИМ-управлением.

Пример появления кондуктивной помехи показан на рис. 3.90. Падение напряжения на участке провода, общем для сигнала и некоторой (относительно мощной) нагрузки , через которую протекает ток , суммируется с напряжением полезного сигнала и прикладывается ко входу приемника . Даже цепь, состоящая из нескольких операционных усилителей, может создать на проводе длиной в 20 см падение напряжения более 1 мВ, что сравнимо с величиной МЗР 12-разрядного приемника сигнала. Особенно большие проблемы может создать цифровое устройство, работающее в момент передачи аналогового сигнала.

Решением описанной проблемы является подсоединение "земли" источника сигнала к приемнику отдельным изолированным проводом, который не используется ни для каких иных целей (рис. 3.91).

Рис. 3.90. Ток нагрузки М, равный и протекающий по общему участку "земляного" провода, создает падение напряжения

Рис. 3.91. Решение проблемы: "земли" источника сигнала и приемника следует соединять отдельным проводом

Для предотвращения возникновения описанной проблемы следует различать понятия "силовая земля", "аналоговая земля", "цифровая земля". Все эти "земли" должны быть выполнены разными проводами и их нужно соединять только в одной общей точке. Сигнальные цепи нельзя использовать для питания даже маломощной аппаратуры.

Рассмотренный вариант аналогичен показанному на рис. 3.82, однако в данном случае падение напряжения между землей источника и приемника вызвано не блуждающими токами в земле, как нарис. 3.82, а токами через расположенные рядом устройства.

Другой пример появления кондуктивной помехи показан на рис. 3.92-а. Ток питания цифровой части модуля ввода проходит по общему участку провода, который имеет сопротивление и создает на нем падение напряжения помехи . При дополнительно неправильном соединении аналогового входа модуля ввода с источником сигнала (на рис. 3.92-а показано зачеркнутой линией) ко входу модуля прикладывается сумма напряжения измеряемого сигнала и напряжения помехи . При более правильном соединении входа "-" модуля с источником сигнала (показано штриховой линией) на вход модуля действует синфазная помеха , которая при недостаточном коэффициенте подавления синфазного сигнала может вносить погрешность в результат измерения.

Для устранения обоих источников погрешности соединение аналоговой и цифровой земли необходимо выполнять в одной общей точке (рис. 3.92-б). При этом падение напряжения помехи на заземляющем проводнике никак не сказывается на аналоговой части модуля.

а)	б)
Рис. 3.92. Прохождение кондуктивной помехи из цифровой части в аналоговую: а) - неправильное соединение земель и цепей сигнала; б) - правильное соединение