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两个电路板之间进行隔离的必要性?

时间:12-13 整理:3721RD 点击:
有个系统,有CPU板,还有几个模拟板。模拟板要控制分布在几个油井中的设备,所以我除了把几个板的地共享,其他信号都隔离了。模拟板现在可以有MCU从ADC采集数据,然后给CPU。
现在,我想把模拟信号直接接到CPU的ADC上,因为CPU有14路ADC。但是这样就不是隔离的了。请问这样有什么问题?
当今的计算机设备都隔离吗?比如千兆以太网卡?

野外的话,长距离传输最好隔离。
否则一个落地雷就全完蛋了。

不要纠结单片机有AD没用了,有AD的单片机和没AD的单片机成本没什么差别

我们也是有隔离的,是输入电源和输出电源隔离的。问题是,输出这部分还要把CPU和多个模拟板再次隔离吗?多个模拟板分别控制不同的油井。可能某个会有雷。
所以如果隔离,是不是就只打坏一个模拟板?

那么商用ADSL距离很远,是不是也没有隔离?主要是带宽比较接近,我们是20kHz的信号。

除了隔离还要防护。
有点不解的是,你的模拟信号长距离传输吗?

模拟板上用差分测量下游设备的电流,就是对电阻两侧的电压差进行测量。这个下游设备10公里远,但是这个运放就在模拟板上,模拟板直接插在CPU板上。
另外,所谓隔离是什么意思?就是CPU和模拟板使用不同的地?还是使用同一个地,但是使用隔离放大器?我肯定不能光学隔离,因为我要测量模拟信号。

首先声明我没搞过模拟信号,以我原始的眼光来看的话,这么长距离传输模拟信号的方案
是不可取的,隔离和防护都会造成波形失真。另外,测量电阻的阻值有很大么,10公里长
线的直流阻抗也不小了,很可能影响测量的精度;被测电流的变化频率大不大呢,考虑到
长线的分布电容和电感。。。

被测设备很远,但是我们只在近距离测1欧姆电阻两端的电压差,这个电阻很小,所以信号很真实。

要可靠得隔离
网口是通过变压器隔离了

我倾向于做长距离传输线两端的电气隔离。
合理的方案是本地采样,然后用光纤传数据。
如果你一定要传模拟信号的话会很麻烦。要附加
一大堆校准和标定设备。
另外如果你对防雷设备有信心的话,做电源隔离也行。
但是最好做一下外场实验。

10km, 电流传输,我认为应该直接否决。

是啊,10km如果传模拟信号的话太不靠谱了。

光传大法好,光纤比铜线便宜多了。

前提是把模拟采样放到前端,lz先要判断一下是否能采纳,再说传输。

他这个情况几乎一定没法不放到前端吧。

lz的模拟板好像是在cpu附近

改架构

是这个意思。

...spi也就板内用用, 偶尔板间通讯, 你见过把spi扯出来跑这么远的么

为体现先进性,可以上光纤,大减价,只要4条。So大数据量。

我的子板和母板很近啊,子板插在母板上,象pci吧。现在还没觉定具体用什么接口。远端设备用调制电流的方式传送1200波特信号,子板对此可以进行测量,为了进行信号处理,提高了测量频率,定于20KHz。现在的考虑是是否可以把这个信号直接送给母板用arm cpu直接测了。
很多人说信号会损失,因为下游设备远,但我们就是因为信号会损失才进行Adc测量,好进行dsp。
还有人说,测量会不准确,我测量的是通过一个电阻的电压差,这个电阻和运放没隔一厘米,和ADC(CPU的)只隔了十几厘米,就是电脑机箱内的距离。
所以,重点在于这么做会不会有危险,会不会一个闪电毁掉cpu。我的思路是spi的好处是可以隔离了,就是不知道spi是否可以把几个adc串起来用?就是用一个spi通道读入十个ADC信号。

你的传输电缆条件有那么好么? 如果你已经在现场用过很多年,当我没说。

多个adc可以并联在一个spi上, 用各自的CS脚来保证每一时刻只有一个adc被选中.
不过这样就不能用adc的irq了, 效率得低不少吧

10公里传1200比特还是没有问题的。如果有问题,就采用测量电流信号的方法,进行DSP处理,这是这里需要讨论需不需要隔离的原因。
我忽然想起来,我们的设备很象多路示波器,所以说,是不是应该尽可能隔离不同通道?我目前的初步设计没有完全隔离,子板间的地是在机箱内部连在一起,而且和母板的地在一起。机箱内有一个隔离电源,把太阳能电源变成本地的稳定电压。每个子板,还有母板都被这个稳定电压电源供电,所以他们的地在一起,而且和太阳能电源的地是隔离的。
太阳能10V ->  机箱内部稳定电源24V,所有子板和母板共地 -> 子板采用隔离电源给油井设备供电
具体布局,母板和子板都在机箱内,机箱很小,和PC一样大。而子板控制的设备在10公里深的油井下。油井之间可能有几百米的沙漠,可能有电压差,也可能没有电压差,因为可以用金属管道把他们接在一起。但是即使电压不同,我想一旦我把它们的地短接,他们之间不会有稳定持续的电流。问题在于,这一瞬间的段路,还有闪电什么的,还有阴极保护,焊接等会不会造成问题?
如果大家都认为需要隔离,那么我得把子板输出端和这个机箱内部稳定的电压源再次隔离。或者,机箱内把太阳能电源直接给子板,可以省去一次隔离电源造成的损耗。
太阳能10V ->  机箱内部稳定电源24V,子板和母板共地 -> 子板用隔离电源给油井设备供电,子板MCU和母板CPU以及井下设备完全隔离
或者
太阳能10V ->  直接给子板 -> 子板用隔离电源给油井设备供电,子板MCU和母板CPU以及井下设备完全隔离
现在看来我肯定会在子板上进行信号测量。另外,我想到可以用霍尔效应测量电流,实现隔离测量,从而可以直接把信号传给母板的ADC。这样,不用多个ADC共享spi什么的,驱动程序不好写。

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