Problemen bij meten met Oscilloscoop aan Encoder

Er bestaan USB isolators, dat zijn gewoon adaptertjes die je er tussen zet. Ik ken jou scoop niet maar waarschijnlijk zijn alle BNC connectors met de gnd aan elkaar geknoopt. Als de uitgangen van je kastje 4 symmetrische uitgangen zijn dan moet er een balun tussen voor elk kanaal.

Ik ken jou encoder niet maar die waar ik mee bezig was gebruikte een chip set. Maar ik weet het type niet meer. De encoder gebruikte hem om de symmetrische uitgang te maken. In ik heb toen het bijbehorende IC gebruikt om weer van balanced naar single ended te gaan.

Ik ben even kwijt hoe het precies zat, of 0 van een computervoeding (USB dus ook) wel of niet aan aarde lag, maar volgens mij mag volgens USB-specificatie de afscherming niet verbonden worden met aarde aan de kant van de slave. Het zou me echter niets verbazen als dat bij veel kabels wel gebeurd en dat in (heel) veel gevallen niet tot problemen leidt, behalve dus in dit geval.

Het kan soms handig zijn ook een foto van het innerlijk van een creatie te plaatsen: dan zien anderen nog wel eens verbindingen waar je zelf, in frustratie, inmiddels overheen kijkt.

Koppel de laptop voeding los en gebruik de laptop accu tijdens het meten.

Ook al zou je de laptop op alleen zijn eigen accu laten werken, dan nog zou je alle 'returns' doorverbinden en belasten met de capaciteit die de laptop naar aarde vormt.

--
Conrad zelf zegt er dit over:

Opmerkingen
De massa-aansluiting van de BNC-bussen is met de USB-massa (aardpotentiaal) verbonden. Bij gebruik met een notebook worden geïsoleerde meetkoppen aanbevolen.

Inderdaad zouden differentiële probes hier een oplossing kunnen zijn.

Op 3 april 2023 17:12:26 schreef Frederick E. Terman:
Ook al zou je de laptop op alleen zijn eigen accu laten werken, dan nog zou je alle 'returns' doorverbinden en belasten met de capaciteit die de laptop naar aarde vormt.

Correct, maar de laptop capaciteit t.o.v. aarde kan klein genoeg zijn om het geheel te laten werken.
De grote boosdoener is het netfilter in de voeding van de laptop die de GND van de laptop indirect met aarde verbindt.

De scope verbindt de massa's van je BNC connectors onderling; probeer eens of het wel goed gaat als je maar één kanaal aansluit.

Daarbij klinkt het alsof je niet aan een encoder maar een revolver aan het meten bent.

Een encoder geeft geen sinus af maar een blokgolf. Een resolver geeft wel een sinus, dus waar meet je nu aan?

En zoals mijn voorgangers al zeiden, de aarde is het probleem.

Hoe heb je het in je kastje aangesloten?
Heb je daar een schema of foto's van?

Een servodrive heeft doorgaans een resolver, aangezien die een absolute positie nodig heeft voor de commutatie. De TS heeft het ook over sinus en cosinus signalen, en dat klinkt dus ook als een resolver.

Heel handig van de TS, om de buitenkant van het kastje te laten zien, maar niet de binnenkant, of een schema...

Mocht het om een resolver gaan dan zijn er mogelijk vele audio-achtige manieren om van symmetrisch naar asymetrisch te gaan. Een kans om iets te laten zien bij een stage.

Het level en de frequentie zijn in dat geval nuttig om te weten. Een ruwe meting aan 1 kanaal moet altijd wel lukken, desnoods door twee kanalen van elkaar af te trekken.

Op 3 april 2023 19:36:50 schreef SparkyGSX:
Een servodrive heeft doorgaans een resolver, aangezien die een absolute positie nodig heeft voor de commutatie. De TS heeft het ook over sinus en cosinus signalen, en dat klinkt dus ook als een resolver.

Heel handig van de TS, om de buitenkant van het kastje te laten zien, maar niet de binnenkant, of een schema...

Het gros heeft een encoder met aparte commutatiesignalen.
In geval van TS is het wel een resolver. Resolvers worden vooral gebruikt op plekken waar het extra robuust moet zijn.

Helaas een dure oplossing: differential probes gebruiken.. Die hebben geen massa/gnd/aarde verbinding met de oscilloscoop.

Bekend probleem , ik heb op het werk de tip gegeven differentiële versterkers voor de cos en sin signalen te gaan gebruiken. Gewoon de klassieke 3 opamp versie.

Beste iedereen die heeft gereageerd,

Ik ben er uiteindelijk zelf achter gekomen wat ik moest doen. Het is namelijk een gebalanceerd signaal wat er uit de encoder kwam. en omdat de oscilloscoop de buitenkant van de BNC connector aan aarde heeft gelegd ging dit fout. ik heb dit nu opgelost door de aarde van de scope af te halen, met 1 kanaal te meten en de laptop van de voeding af te halen. Nog een manier hoe ik dit heb opgelost is met een zelfde kastje maar dan met BANANA connectoren. Hier ben ik met 2 kanalen gaan meten en dan de MATH functie gebruikt om ze van elkaar af te trekken. Dan kom je ook op een goed signaal wat de drive ook binnen krijgt.

Bedankt voor jullie hulp maar heb het uiteindelijk zelf opgelost.

Het werkt ...
Maar aarde los maken (vies!) en nog maar de helft kunnen meten is natuurlijk niet echt een oplossing.

Zoals Henry al beschijft, een diffampje op die signalen lost dat wel op.

'Opgelost' is wat kort door de bocht; je hebt het werkend gemaakt...

Op 4 april 2023 16:01:46 schreef DucoHummelink:
Ik ben er uiteindelijk zelf achter gekomen wat ik moest doen.

Na gelezen te hebben wat iedereen geschreven heeft.

Bedankt voor jullie hulp maar heb het uiteindelijk zelf opgelost.

Maar of dit nu de beste oplossing is.....

Een oplossing met puntenaftrek.

En met pluspunten voor creativiteit en kostenbesparing.

Beste Mensen,

Bedankt voor alle reacties. Het was inderdaad iets te kort door de bocht door te denken dat ik het wel op een makkelijkere manier kon oplossen. Ik ben er even niet mee bezig geweest maar ben nu weer druk er mee aan de slag. ik heb dus besloten om een printplaat te maken met KiCad en een gebruik te maken van een DIFFAmp met 2 buffers.

De printplaat is volgens mij prima gemaakt alleen zit met het volgende waar ik echt al een tijd naar heb gekeken maar niet zo snel wat over kon vinden.

Wat zijn nu de beste waardes van de weerstanden die gebruikt worden in dit ciruit? Ik snap wel dat als je alleen 2 signalen van elkaar af wilt trekken dat alle waardes hetzelfde moeten zijn en dat je niet de weerstanden weg moet halen omdat je anders je V2 Out rechtstreeks aan je GND hebt liggen. Maar wat is nou de beste waarde om te gebruiken en vooral waarom? Ik heb ingefluisterd gekregen dat het handig is om de weerstanden een beetje laag ohmig te houden, maar waarom snap ik niet zo goed. Kan iemand dit mij uitleggen? Voor de mensen die het interessant vinden heb ik nog een paar foto's van mijn KiCad PCB en hoe mijn vorige creatie er uit zag. Voordat iemand het ziet en ik een opmerking krijg over mijn soldeer werk..... ja.... ik ben ook weer die idioot geweest die S-39 heeft gebruikt bij het solderen.... Er kan in ieder geval niet gezegd worden dat ik geen leertraject ben ondergaan.

Groeten Duco.

Prima toch Het gaat hier om het proces en het leren.
Is er een schema? Op het oog mist de nodige ontkoppeling op de voeding.

Een heel andere tip; een print met voor- en achternaam er op staat niet zo professioneel.

Op werk hebben we de kunstuitingen terug gebracht tot printnummer.versienummer en een invulvlak voor het serienummer. Verdere bla bla, aansluitingen etc. zo min mogelijk, te veel informatie op de print nodigt uit de documentatie er niet bij te pakken, wat onverstandig kan zijn.
Voor de hobby doe ik een korte naam, versie en mijn initialen + jaar.

Het kan zijn dat de opleiding of soortgelijk dingen voorschrijft, dan gaat dat natuurlijk voor. Nakijken / vragen.
Maar opschriften op printen hebben een context, meer is niet altijd beter. Ik kom professionele printen tegen zonder enig silkscreen, niemand zou er toch ooit naar kijken.

Op 4 mei 2023 10:20:55 schreef Aart:
Prima toch Het gaat hier om het proces en het leren.
Is er een schema? Op het oog mist de nodige ontkoppeling op de voeding.

Een heel andere tip; een print met voor- en achternaam er op staat niet zo professioneel.

Op werk hebben we de kunstuitingen terug gebracht tot printnummer.versienummer en een invulvlak voor het serienummer. Verdere documentatie, aansluitingen etc. zo min mogelijk, te veel informatie op de print nodigt uit de documentatie er niet bij te pakken, wat onverstandig kan zijn.
Voor de hobby doe ik een korte naam, versie en mijn initialen + jaar.

Het kan zijn dat de opleiding of soortgelijk dingen voorschrijft, dan gaat dat natuurlijk voor. Nakijken / vragen.
Maar opschriften op printen hebben een context, meer is niet altijd beter. Ik kom professionele printen tegen zonder enig silkscreen, niemand zou er toch ooit naar kijken.

Bedankt voor je tips. Helaas heb ik net al de pcb's besteld dus daar staat me naam en achternaam al op. Het blijft intern en het is nog steeds een stage opdracht dus voor nu maakt het niet heel veel uit denk ik. Maar in het vervolg neem ik het zeker mee.

Maaar, heb je niet toevallig een antwoord op mijn vraag over de weerstand waardes waar mee zit? want dat is op dit moment wel natuurlijk waar ik naar zoek. Ik heb het schema wat ik heb gemaakt in KiCad ook bijgevoegd. Ik heb hier zoals te zien is de waardes 33 Ohm gepakt. Dit omdat ik de tip kreeg om het laag ohmig te houden, maar waarom 33 ohm.... geen idee....

Dit schema is zo niet leesbaar. Geen probleem, ik doorzie dat het gelijk is aan dat van Sine. Maar hier is nog meer te leren

Maar om deze vraag te beantwoorden is het tijd om in de datasheet van de opamp te klimmen. Hoeveel stroom kan hij comfortabel leveren, en hoeveel stroom is nodig in deze schakeling?
Ook de waarde van R_L die de datasheet noemt bij het opgeven van andere specificaties kan een duidelijke richting geven.

Aan de hoge kant; wanneer worden de ingang stromen van de niet-ideale opamp een probleem?

Over die waardes van de weerstanden:
- kleine weerstanden:
- veroorzaakt hogere stromen dus meer opwarming en drift
- de opamp kan max 12 mA leveren
- bij hoge uitgangsstromen kan de opamp niet meer dichtbij de supply rail uitsturen
- voordeel is dat ze lage thermische ruis toevoegen (in jouw geval moet de totale output noise voor de EMI metingen liefst onder de ruisvloer van de spectrumanalyzer of het data acquisitiesysteem gaan komen vermoed ik.).

- hoge weerstanden (> 100kOhm):
- een parasitaire capaciteit van een paar pF kan al zorgen voor bandbreedte beperking
- ingangsstroom van de opamp gaat een rol spelen (offset + current noise)

Lang verhaal kort: kies weerstanden die zo hoog mogelijk zijn zolang je maar de ruisvloer laag genoeg hebt.

Hiervoor zouden meerdere zaken uitgerekend moeten worden:
1) van hoeveel EMI zou het systeem last krijgen (power spectral density)
2) hoeveel ruis voegen de weerstanden toe op de uitgang sqrt(4ktRB)
3) hoeveel ruis voegt de opamp toe (voltage noise x noisegain)

En helaas varieert de ruis nogal met de frequentie.

Dat is dus allemaal niet heel erg eenvoudig. Er zijn veel elektronici die wel een goede boterham verdienen maar dit niet kunnen uitrekenen.

Praktischer is dus om even na te rekenen met de signaalgrootte die je verwacht of je niet over de 12 mA heen gaat.

Meet ook na bij hoge signaalgrootte en hoge toerental of er geen vervorming in het uitgangssignaal te zien is, die je niet op de ingangen ziet.

Tot slot. Ik hoop voor je dat de EMI die je wil meten niet in de vele MHz zit want het gain-bandwidth product van de LM324 is slechts 1.1 MHz.

Ik vind het nog steeds een lastig verhaal en heb het gevoel dat de tips die ik heb gekregen het alleen maar verwarrender maken. Ik heb van alles door gezocht en heb nu het volgende berekend en bedacht. Zou iemand hier nog feedback op kunnen geven of dit klopt en of ik hiermee met mijn oscilloscoop een signaal kan gaan zien?

Op 4 mei 2023 12:00:08 schreef kojazz:
Over die waardes van de weerstanden:
- kleine weerstanden:
- veroorzaakt hogere stromen dus meer opwarming en drift
- de opamp kan max 12 mA leveren

Lang verhaal kort: kies weerstanden die zo hoog mogelijk zijn zolang je maar de ruisvloer laag genoeg hebt.

Praktischer is dus om even na te rekenen met de signaalgrootte die je verwacht of je niet over de 12 mA heen gaat.

Ik snap ook nog niet zo goed waar die 12 mA vandaan komt. ik heb meerdere datasheets bekeken van de LM324-N en kan daar niks vinden van 12 mA. Dus heb gekeken in de datasheet naar de maximale output current en input current of deze stromen met deze weerstanden daar niet over heen gaan.

https://www.ti.com/lit/ds/snosc16d/snosc16d.pdf

Op 4 mei 2023 10:41:19 schreef Aart:
Dit schema is zo niet leesbaar. Geen probleem, ik doorzie dat het gelijk is aan dat van Sine. Maar hier is nog meer te leren

Maar om deze vraag te beantwoorden is het tijd om in de datasheet van de opamp te klimmen. Hoeveel stroom kan hij comfortabel leveren, en hoeveel stroom is nodig in deze schakeling?
Ook de waarde van R_L die de datasheet noemt bij het opgeven van andere specificaties kan een duidelijke richting geven.

Aan de hoge kant; wanneer worden de ingang stromen van de niet-ideale opamp een probleem?

Verder hier nog de tip om te kijken naar de R_L in de datasheet. Daar begrijp ik al helemaal niks meer van. Ik heb een oscilloscoop met een impedantie van 1M ohm en er staat steeds in de datasheet van alles over een R_L van 2K ohm of 10K ohm en ik weet niet zo goed wat ik daar mee kan. Ik krijg er langzaam hoofdpijn van in ieder geval en kom er steeds meer achter waarom ik deze kant van de elektrotechniek niet op wil.

Hier onder heb ik een tekening met hoe mijn schema er uit zou zien dan met de waardes die ik heb gekozen.

ik heb echt het gevoel dat ik veeel te simpel hiermee denk maar dat weet ik natuurlijk niet. zou iemand mij kunnen controleren? Stel als dit wel goed gaat en ik dit goed heb gedaan zijn tips hierbij altijd nog welkom <3