2 Lasuarjoitus 2 21 Kytentäimpedanssin asenta Mitä taroittaa ytentäimpedanssi? 5 ma:n suuruinen äiriövirta oasiaaiaapein vaipassa (uojoto) aieuttaa 1 mv:n suuruisen äiriöjännitteen 1 m:n mataa Miä on ytentäimpedanssin suuruus? << λ / 4 RATKAS Kytentäimpedanssi Z määriteään oeisen uvan muaisesti vaipassa uevan äiriövirran aieuttaman jännitteen suteesi virtaan, un aapei on (säöisesti) yyt, ei un << λ 4 siis Z = << λ / 4 Tasasäöä Z vaipan resistanssi Muia taajuusia esim umpinaisee oasiaaivaipae saadaan Z RD u 2d =, u = = d π f µσ, cos δ ( u) cos( u) 2 missä δ on tuneutumissyvyys, d on vaipan pasuus, µ on permeabiiteetti ja σ on jotavuus Tetävässä annetuia arvoia ( =,2Ω ) 3 1 1 Ω Z R m = Ω D = = = 2 3 m m m 5 1 1 Huomaa, että voi oa äiriöentän indusoimaa virtaa! että Z on eräs suojausominaisuusien mitta (Pienempi Z on parempi) Kytentäimpedanssin taajuusäyttäytyminen (Muutos näyy 1 MHz aaen) 6
Z K R D että Z aapein ominaisimpedanssi Z f 22 Pääte- ja esivavistimien väinen äiriöjännite Lase pääte- ja esivavistimien väie muodostuva äiriöjännite uvan muaisessa tapausessa Jotimen AB poiipinta-aa on,2 mm 2, pituus 1 cm, ρ(u)=,175 µωm V 1,1 V 12 V, 1 A S 22 V 1 V A 1 mf B Päätevav Esivav RATKAS Puoiaatotasasuuntaaja: 1,1 V deaai 1 V 1 mf = 13 V 1,1 V t 2 / ms Lataus Kun diodi ei joda, virta saadaan ondensaattorista Sen yi oeva jännite asee: 7
= 1 t dt = = 14,1 cosω t 1,1 14,1 cosωt 1,1 = 13 1t 1 cosωt = 1 t 14,1 ( 1V 2 1,1 ) 1A 1V t V t = 13V 1mF s teroinnia saadaan rataistua t 18,35 ms Tänä aiana jännite on tippunut = 13-1,835 V 11,1 V:iin Latausen aiana jännite nousee taaisin 13 V:iin Virta on masimissa atautumisen aussa, ei un t = 18,35 ms d = = ω 14,1 sinωt 22A dt Käynnistettäessä = Virtaa uee un > Tarasteaan t :sta eteenpäin: ' = 14,1sinω t 1,1 = t =, 25ms max d ' = = ω 14,1 cosωt dt t =,25ms = max 44A ndutanssi 1mm L AB nh = nh 2nH d,5mm ( 5Hz) = 63µ Ω Z L Ei rajoita virtaa juuri oenaan 1mm R AB = ρ =,175µ Ω 1mm = 8, 75mΩ 2 A,2mm AB, MAX = 22A 8,75mΩ 193mV (Jatuvatia) 385mV (Kaynnistyseti) && 23 MRR nstrumentointivavistinytennässä Oeisea ytennää mitataan auäyttöisen aitteen virranuutusta Aun jännite on V suppy = 48 V Kuormavastusen arvo on R sense = 5 mω nstrumentointivavistimen vavistus on G = 1 V/V, ja yteismuotoisen jännitteen vaimennussude on MRR = 7 db a) Kuina suuren vireen yteismuotoinen jännite aieuttaa mittaustuoseen, un virta vaiteee aueea 1 2 A? (Piirrä uvaaja muutaman asetun iintopisteen avua) b) Esitä einoja joia mittaustaruutta voisi parantaa 8
RATKAS a) Eromuotoinen signaai: 1 A virraa vavistimeta uostuevan signaain suuruus on ero (1 A) = 1 A 5 mω 1 V/V =,5 V 2 A virraa saadaan signaain suuruudesi vastaavasti ero (2 A) = 1 V Yteismuotoinen signaai: Yteismuotoisen jännitteen vavistus on 7 db eromuotoisen vavistusen aapuoea, 7 mistä saadaan yteismuotoisen jännitteen vavistusesi 1 2 1 V / V =,316 V/V Mittausvastus R SENSE on ytetty uorman yäpuoee, joten vavistimen moemmissa sisäänmenoissa on oennaisesti 48 V jännite aiia virran arvoia (2 A virraa vavistimen negatiivisen navan jännite on asenut,1 V, miä on suuruusuoien annata meritysetöntä) Yteismuotoinen vavistus aieuttaa siis aiia virran arvoia vaiovireen, jona suuruus vavistimen uostuossa on yt =,316 V/V 48 V = 1,517 V 1 A virraa mittausvire on siis,5 V / 1,517 V 33 % 2 A virraa mittausvire on 15 % b) Kytennän perimmäinen ongema on se, että erovavistimen sisäänmenot on ytetty mitattavan oteen oreimpaan potentiaaiin (48 V) Opimme tetävästä sen, että 7 db ei oppujen opusi oe MRR:nä ovinaan yvä Tianteeseen on asi rataisua: 1 Siirretään mittausvastus R SENSE uorman aapuoee, miäi se suinin on madoista Täöin mittausvavistimee menevä yteismuotoinen jännite on väiä 1 mv, minä vaiutus mittaustaruuteen on meein ome deadia pienempi Menetteyn ongema on se, että tämän jäeen uorman maataso on masimissaan 1 mv verran teonsyötön maatason yäpuoea, minä vaiutus järjestemän toimintaan on varmistettava 2 Vaitaan virranmittausvavistimesi parempi piiri Hyväaatuisia vavistimia MRR on uoaa 12 db, miä myösin pienentää äiriötä noin omea deadia 3 Periaatteessa yteismuotoista virettä voisi pienentää myös suurentamaa uormavastusta R SENSE ja pudottamaa vastaavasti mittausvavistimen gainia (jotta vavistimen äyttöjännitteitä ei tarvitse nostaa) Tämä saattaa uitenin jotaa muiin 9
ongemiin, osa vastusessa uuu jo nyt 2 W teoa Lisäsi uormae menevä äyttöjännite pienenisi enemmän, miä saattaisi jotaa ongemiin aitteen toiminnassa 1