Scope ve gürültü

[Mikro Step]

Scopda ölçüm yaparken gürültüden yana dertliyim.

Aşağıda 3 ayrı duruma ilişkin gürültü görüyoruz.

Tüm grafiklerde Scop 40mV/div ve 2uS/div modunda

Sekil 1


Soldaki grafik, scopa hiç prob takılı değilkenki görüntü.
Ortadaki prob takılı ve probun canlı ucu havada duruyor.
En sağdaki ise prob takılı, probun GND krokodili probun canlı ucuna baglı. Prob gene havada.

Aşağıdaki görüntü ise sorunların başladığı durumun ilki;

Şekil 2

Scopun canlı ucu gene GND krokodili ile birleşik durumda. Bu kez canlı uc aynu zamanda Scop uzerındekı BNC konnektörün GND noktasına dokunduruluyor.
Bu şekilde elde edilen görüntü yukarıda.

Şekil 3

Yukarıdaki grafikte ise Probla GND krokodili ayrıldı ve canlı uc scopun BNC konnektörünün GND gövdesine dokunduruldu.

Şekil 2 ve Şekil 3 arasındaki fark, yüksek frekanslar biraz yok oldu. Fakat gürültü genliği arttı.

Şekil 4


Yukarıdaki grafikte ise Probla GND krokodili birbirine baglı iken canlı uç, tamamen bosta hiç bir baglantısı olmayan kartın GND ucuna dokunduruldu.
Şekil 1'de en sağdaki grafiğe kıyasla gürültü de fazlaca artış oldu.

Şekil 5


Yukarıdaki grafikte ise kartın PC ıle USB bağlantısı yapıldı ve kart enerjilenmiş oldu. Gene scopun canlı ucu GND krokodili ile baglı ve canlı uc bu sartlarda kartın GND noktasına bağlı durumda. Şekil 4 ile mukayese edildiğinde gürültü seviyesi çok artmış durumda.

Haliyle artık kartın hangi noktasına dokunursam dokunayım bu gürültü hep var olacak.

Tamam v/div değerini 5v yaptığımda bu gürültünün görünürlüğü azalacak fakat aynen yukarıdaki değerler var olacak.

Bu gürültüleri azaltmayı başaran var mı?

 

[taydin]

Öncelikle arka plan gürültüsünü karşılaştıralım. 1ms/div ve en düşük dikey kademede, giriş de en kısa yoldan kısa devre edilmiş iken (mesela 50 Ohm terminatör ile) RMS gürültü nedir?

 

[Yasin.]

Osiloskop üzerinde dahili sinyal üreteci var. Gürültü kaynağı dolaylı olarak bu olabilir mi?

 

[Mikro Step]

Sinyal jenaratoru kapali. Ledli aydinlatma lambalarini kapatip ta denedim.

Spektrum analizörle baktigimda 1, 1.6, 2.86, 4.26, 7.0, 9.5, 11.56, 14.05 Mhz de 70 dBu seviyesinde sinyaller goze carpiyor.

MCU kartini resette tuttugumda da degisen bir sey olmuyor.

 

[mechanic]

O gürültüleri bilgisayarın kendisi üretiyor olabilir. Usbden geliyordur.

 

[HexfeT]

PC dışında her şeyi fişten çekince durum yine aynı mı acaba?
Online UPS falan varsa o da fena gürültü saçar.
Harici adaptörle çalışan mini pc tarzı bir şey kullanıyordunuz galiba. PC nin adaptörü veya monitörün güç kaynağı da sebep olabilir.
Hepsi elenirse geriye pc nin anakartı ve skobun kendisi kalıyor.

Şasesi canlı uca bağlanmış halde bir loop ile probu pc adaptörü, pc, monitör gibi muhtemel gürültü kaynaklarına yaklaştırarak gürültü seviyesi gözlenebilir.

 

[Mikro Step]

Monitoru de kapatip ekran goruntusu de aldim. Degisen bir sey olmadi.

USB scope degil de kendi basina scop cihazi olan birisi sekil 3 deki deneyi yapabilir mi?

Probun canli ucunu scopun BNC konnektorunun govdesine dokundurma deneyi. V/div 40mV T/div 2uS

 

[HexfeT]

Probun canli ucunu scopun BNC konnektorunun govdesine dokundurma deneyi. V/div 40mV T/div 2uS

Bunu denedim. Belirgin bir gürültü yok. V/div indirince 2mV civarı bir gürültü görülüyor sadece.

Sizin pik görülen gürültünün tekrar periyodu ne acaba? Belki kaynağı hakkında fikir yürütülebilir.

 

[Mikro Step]

Muhtemelen ortalikta kirmizi ile benim elle cizdigim bir sinyal var. Onun inen ve cikan kenarlari ortama gurultu basiyor.

 

[Mikro Step]

Probu PC power supply'a yanastirdigimda elde ettigim grafik

 

[Mikro Step]

PC nin icini actigimda fan motorunun urettigi gurultu

 

[Mikro Step]

Buda probun PC sasesine dokundugunda yakalanan gurultu. Triger anini 0 zamana denk getirdigim icin sureleri yaklasik okuyabilirsiniz.

 

[Mikro Step]

Bu da monitorun guc kaynaginin yaydigi gurultu.

Keske bir bilgisayar sistemindeki tum guc kaynaklarini bir birine senkron etseler. Fazladan bir kablo dolastirmaya bakar.

 

[132kHz]

Bence canlı uca değdirdiğinizde küçük direkt bnc konnektöre değdirdiğinizde çok daha büyük bir halka anten yapmış oluyorsunuz ortamdaki bir gürültüyü kapıyor olabilir uzun gnd krokodili ile değil de en kısa mesafeden bir tel sararak kısa devre ettiğinizde aynı problem devam ediyor mu ?

 

[birisim]

Krokodili uca bağlayınca loop anten tarzı devre oluşuyor. Bunun dışında farklı nedenlerde de olabilir.
Kısa tel ile uc ile etrafındakı gövdeye direk bağlamayı dene, bakalım ne olacak.

 

[Mikro Step]

Haklisin. Probun en ucundaki GND GND metali ile canli ucu cok kisa olacak sekilde kisa devre ettigimde gurultu dusuyor.

Bu mantikdan yola cikarak masamin gurultu haritalandirmasini yapabilecegim bir duzenek olusturudum. Bununla ilgili bir video hazirlayacagim cunku gercekten pek uzerinde durulmayan yada goz ardi edilen olaylari gozler onune serecek.

Calisma masamiza cok yakin mesafede neler var?

1. Aydinlatma lambasi
2. Monitor
3. Monitorun varsa harici guc kaynagi
4. PC / Laptop
5. Varsa PC nin harici guc kaynagi
6. Klavye
7. Mouse
8. Diger cihazlariniz
9. Tum bu saydigim cihazlarin kablolari

Benim masada kablolar tam bir kesmekes.

Eger gurultuyu azaltmak istiyorsam yukaridaki cihazlari gelisiguzel yerlerstirmem gerekiyor. Normalde yaptigimiz ne? Cihazlari en kullanisli pozisyonlara serpistirmek.

En azindan uzerinde calistigimiz olcumler aldigimiz devre masa uzerinde ozel bir konumda yer almali.

Videoyu bekleyin....

 

[Mikro Step]

Yaptigimiz en buyuk hata, proje gelistiririken kullandigimiz PC, monitor, klavye, mouse, aydinlatma lambasi ve daha bilumum arac gerecleri ev kullanicilari icin uretilmis cihazlardan aliyoruz. Hatta ve hatta 220v power kablolarini dahi ev kullanicilari icin uretilmis kablolardan aliyoruz.

Hayir labaratuvar ortaminda kullanilacak cihazlardan secmeliyiz, tum cihazlarimizi normalde ana ureticiler (HP, vs) imal etmez. Bu isi yapan ara firmalar var. Cihazlari ureticiden alip modifiye edip oyle satarlar.

Tempest islemi yapan firmalara bakabilirsiniz. Yalniz bu durumda fiyati 1 birim olan cihaz 3 birim fiyata cikar.
(Tempesti sadece bilgi kacaklarina onlem yada kacaklari yakalama olarak gormemek gerekiyor.)

 

[birisim]

Rigol skop problarıyla beraber resimdeki yayları da sağlıyor (diğer vendorlerde de olması lazım).
Ölçüm noktasına yakın bir yerde gnd varsa gürültüyü düşürmekte yardımcı olur fikrimce.

 

[Mikro Step]

USB scopu ve USB izolatoru olan var mi aramizda?

 

[Mikro Step]

SMPS devreleri ile beslenen duzenekler bir birlerine baglandiginda her bir SMPS'in anahtarlama aninda dortgen darbeler ozellikle 300v tarafindan etrafa yayiliyor.
Yayilim hem elektrik alani hem de magnetik alan olarak gerceklesiyor. Hemp de EMP olarak

Scop probu bosta iken SMPSlere yaklastirdigimizda topolojide olmasi gereken anahtarlama sinyalini aynen yakalayabiliyoruz ve genlik bir kac volt genlikte olabiliyor.

Dolayisi ile SMPS yakinlarindaki iletkenlere kapasitif kuplajla sinyal aynen geciyor. Ancak iletkenler genellikle dusuk empedansla sonlandirildigi icin kapasitif kuplajla gecen sinyaller etkin olamiyor ve genlik cokuyor. Bu sekilde kapasitif kuplajla gecen sinyaller ancak yuksek empedansla sonlanan sinyal iletim hatlarindan ilerleyebilir ve etkin olabilir.

O halde benim sorunum 5v ve GND hattina kapasitif kuplajla gecen smps sinyalleri degil. Zaten bu hatlari scopla gozledigimizde topolojiye ait sinyalleri degil topolojiye ait darbelerin inen ve cikan dik kenarlarina ait gurultuleri goruyorum.

Bu nedenle Scopu tamamen izole analog bir kaynaktan beslemeyi denemek istiyorum. Ancak bu durumda PC ile Scop arasindaki USB hattini tamamen izole etmem gerekecek.

Asagidaki firmanin urunlerini buldum ama USB 3.0 olani da nerdeyse bir scop parasi. Kayit studyolari icin falan da onermisler.

USB Isolator - CESYS Gesellschaft für angewandte Mikroelektronik

www.cesys.com