схема подключения и особенности, видео

Содержание

• 1 Разница дифавтомата и УЗО
• 2 Схема подключения дифавтомата
• 3 Подключение вводного дифавтомата
• 4 Подключение отдельного дифавтомата
• 5 Правила подключения дифференциальных автоматов к сети

Дифференциальный автомат – это устройство, состоящее из двух функциональных узлов, и предназначенное для защиты электросети. Первый узел – автоматический выключатель, а второй – модуль дифзащиты. Основное назначение дифференциального автомата – защита человека от поражения электротоком. Защита обеспечивается быстрым срабатыванием автомата, который размыкает электрическую цепь (для устройства с пределом срабатывания 20 мА, скорость срабатывания — 0,04 секунды).

Разница дифавтомата и УЗО

Многие считают, что существенной разницы между устройством защитного отключения и дифатоматом нет. Они похожи внешне и имеют практически аналогичный принцип действия. Но все же характерные различия между ними есть:

1. УЗО – это коммутационный аппарат, который используется для защиты человека от прямого или косвенного поражения электрического тока. Также он осуществляет контроль за состоянием проводки и отключает подачу питания при наличии ее повреждений. Таким образом, УЗО не защищает электрическую сеть от коротких замыканий – для этого требуется автоматический выключатель.

2. Дифференциальный автомат – это коммутационное устройство, который является, и УЗО, и автоматическим выключателем. То есть его функционал гораздо шире.

Внешние отличия этих устройств:

• название – указывается сбоку или на лицевой стороне корпуса;

• маркировка – если на корпусе указывается только значения номинального тока, при этом буквенные обозначения перед числом отсутствуют, то перед вами УЗО; если перед маркировкой имеется буква B, Cили D, то это – дифавтомат.

Более старые модели имеют еще и различие в габаритах. А вот современные устройства никаких существенных отличий по этому показателю не имеют.

Схема подключения дифавтомата

По способу подключения дифференциальные автоматы делятся на два типа:

• вводные;
• отдельные.

В обоих вариантах устройство подключается к нулю и фазе той цепи, которую оно будет защищать. Рассмотри оба варианты более подробно.

Подключение вводного дифавтомата

Эта схема подразумевает использование одно дифференциального устройства на вводе для защиты нескольких групп электрических потребителей. Основной недостаток такого метода – при возникновении аварийной ситуации на одной группе, автомат отключает электрическую сеть для всех потребителей.

Подключение отдельного дифавтомата

Отдельный дифавтомат применяется для защиты одной электрической группы. Как правило, такая схема используется в помещения, где предъявляются высокие требования к электрической безопасности. Эта схема более надежная, так как в аварийной ситуации отключается только поврежденная сеть, а остальные группы продолжают работать в штатном порядке.

Правила подключения дифференциальных автоматов к сети

Все устройства поставляются с подробной инструкцией по установке, но несмотря на это, многие испытывают определенные сложности при их монтаже.

Во всех случаях аппараты подключаются следующим образом:

1.Вход дифференциального автомата обозначается цифрой «1», либо буквой латинского алфавита «L». К входу подсоединяется фаза.

2.Рядом с фазой находится вход для нуля. Он обозначается латинской буквой «N».

3.В нижней части корпуса находится выход дифавтомата. Под цифрой «2» или буквой «L» находится фаза.

4.Рядом с выходом фазы находится выход нуля. Он обозначается буквой «N».

Следующим моментом является правильность определения фазы и нуля на проводах. Для этого понадобиться индикаторная отвертка. Провода обычно имеют цветовую маркировку, позволяющую определить принадлежность каждой жилы.

Дифференциальные автоматы используются, как в однофазных, так и трехфазных электрических сетях с переменным током. Подключение этого устройства производится только с заземлением. В сетях, где заземление отсутствует, дифавтомат будет единственным устройством для защиты от утечки тока.

При нарушении изоляции дифавтомат, конечно, не сработает, но если появится утечка, то есть человек возьмется за часть оборудования с фазой, то дифавтомат отключит питание. Это возможно благодаря принципу работы устройства, основанном на разности потенциалов и дифференциальной разбалансировке.

Как подключить дифференциальный автомат: схемы подключения

Содержание

Разновидности УЗО по принципу действия

По принципу действия бывает УЗО электронное и электромеханическое.

Для работы электронного устройства недостаточно появления токовой утечки, обязательно необходима ещё питающая сеть. Его схема дополнена электронным встроенным усилителем, получающим питание от внешних источников электричества. И если по какой-то причине на этот усилитель не будет поступать напряжение, устройство не сработает. По этой причине электромеханическое УЗО считается более надёжным, чем электронное, и получило большее распространение.

Рассмотрим, как конструктивно устроено и по какому принципу работает электромеханическое УЗО. Оно состоит из четырёх основных узлов: расцепляющего механизма и электромагнитного реле (они работают в связке), самого трансформатора дифференциального тока и проверочного элемента.

К трансформатору подключены встречные обмотки фазы и ноля. При нормальном режиме сети эти провода способствуют наведению в трансформаторном сердечнике магнитных потоков, имеющих относительно друг друга встречное направление. За счёт противоположной направленности сумма этих потоков равна нулю.

Электромагнитное реле подключено во вторичную трансформаторную обмотку и при нормальном режиме сети находится в покое. Как только появляется утечка, по проводам фазы и нуля начинают течь различные токовые величины. В итоге на трансформаторном сердечнике магнитные поля будут отличаться теперь не только по направлению, но и по величине. Сумма магнитных потоков больше не равна нолю. Ток, появившийся во вторичной трансформаторной обмотке, в определённый момент достигает значения, при котором работает электромагнитного реле. Соответственно сразу же среагирует расцепляющий механизм и УЗО отключается.

Всё-таки до сих пор механика преимущественнее электроники, поэтому при покупке выбирайте электромеханическое УЗО.

Понятие дифференциального автомата

Дифференциальный автомат – это комбинированный электрический аппарат, предназначенный для работы в сетях низкого напряжения и совмещающий в себе функции устройства защитного отключения (УЗО) и автоматического выключателя.

Назначение дифференциального автомата

Дифавтомат, называемый также автоматическим выключателем дифференциального тока (АВДТ), служит для защиты участка электроцепи, подключенного посредством данного автомата к питающей сети, от выхода из строя в случае возникновения в данной сети повышенных токов, возникающих при перегрузках и коротких замыканиях.

Данная функция идентичная назначению автоматического выключателя.

Кроме того, дифференциальный автомат может предотвратить возгорания и травмы людей и животных (возможно, со смертельным исходом), возникающие по причине утечки электрического тока через повреждения в изоляционном слое проводника либо неисправное энергопринимающее устройство, что совпадает с функционалом УЗО.

Важно! Основное преимущество дифференциального автомата перед этими двумя устройствами в совокупности – его компактность. Особенно это актуально при необходимости установки в распределительном щитке целого ряда защитных автоматов

Дифференциальный автомат

Дифференциальные автоматические выключатели широко применяются для защиты электрических систем как в быту, так и в офисных и производственных помещениях. Они ничем не уступают по своим характеристикам аналогичным УЗО и автоматическим выключателям, следовательно, не имеет каких-либо особенных ограничений в плане сферы применения. Дифавтоматы возможно устанавливать как на вводе в здание, так и на ответвительных кабельных трассах для обеспечения пожарной безопасности, а также безопасности людей и иных живых организмов.

Устройство дифференциального автомата

Основными рабочими элементами конструкции дифавтомата являются:

• дифференциальный трансформатор;
• электромагнитный расцепитель;
• тепловой расцепитель.

Трансформатор, входящий в состав дифференциального автоматического выключателя, имеет несколько обмоток, количество которых напрямую зависит от числа полюсов устройства. Он предназначен для сравнения токов нагрузки проводников.

В случае их несимметричности на выходе из вторичной обмотки рассматриваемого трансформатора внутри дифференциальногоустройства возникает ток утечки, поступающий на пусковой элемент, который немедленно производит размыкание силовых контактов автомата дифференциального тока.

Электромагнитный расцепитель – это специализированный магнит с сердечником, оказывающий воздействие на отключающий механизм. Срабатывает указанный магнит в случае достижения током нагрузки порога срабатывания (в частности, при коротком замыкании). Электромагнитный расцепитель срабатывает практически мгновенно – за доли секунды.

Тепловой расцепитель предназначен для защиты электрической сети от токовых перегрузок. Конструктивно тепловой расцепитель – это биметаллическая пластина, отличающаяся эффективностью действия именно в подобных режимах. Механизм расцепления при этом срабатывает посредством изгиба пластины как следствия прохождения через нее повышенных токов. Срабатывания теплового расцепителя происходит не мгновенно, а с выдержкой некоторого времени, причем время его срабатывания напрямую зависит от величины тока нагрузки, проходящего через дифавтомат, а также от температуры окружающей среды.

Монтаж

Один раз в месяц рекомендуется осуществлять проверку дифференциального автомата на работоспособность. Для этого в его устройстве предусмотрена кнопка «test», подключаемая последовательно с сопротивлением. При ее нажатии осуществляется подача напряжения на специальный контакт. Если дифавтомат исправен, то в этом случае он должен отключиться.

Важно! Если ваше устройство успешно прошло подобный тест, то вы можете быть уверены только в том, что целостность цепи не нарушена. Но это не дает вам гарантии, что ток утечки отключения и скорость срабатывания дифференциального автомата соответствуют должным требованиям

Помимо прочего, выключатель дифференциального тока может успешно проходить «test»-проверку, но при этом он проигнорирует реальную утечку электроэнергии по причине неверной установки его в сеть.

Производители дифференциальных автоматов

Помимо понятия о том, что это такое, диф автомат, необходимо иметь элементраные знания о фирмах-производителях данных устройств, самыми популярными среди которых на мировом рынке являются ABB, LeGrand, Schneider Electric и Siemens. Среди отечественных производителей можно выделить КЭАЗ, IEK и DEK raft.

4 основные причины ложного срабатывания диф.

1. Срабатывает при отключенной нагрузке.

Проблема возникает при тотальной изношенности изоляции проводки либо при неправильном ее монтаже, механическом повреждении. В таком случае, могут проявиться спонтанные утечки тока, связанные с влажностью воздуха. Чтобы выяснить корень проблемы придется провести ремонт-ревизию проводки. Отключая из распределительной коробки отдельные цепи (розетки, освещение, отдельные комнаты и приборы) ищем неисправный участок.

1. При замыкании нулевого проводника и заземления.

Не смотря на то, что эти два проводника соединяются в коробке щитовой, увеличивая суммарное сечение проводника, мы как бы разделяем ток на 2 потока и соответственно токи линейного и нулевого провода будут отличаться и дифференциальный трансформатор будет ложно выключаться.

1. При включении нагрузки.

Если при включении приборов постоянно отключается дифавтомат – это свидетельствует о неправильной работе прибора и продолжать его эксплуатацию небезопасно. Скорее всего, в приборе повреждена изоляция токоведущих проводников и это может стать причиной электротравматизма или пожара.

1. При скачке напряжения.

Если дифавтомат выполнен по электронной схеме защиты, то при превышении номинального напряжения, он отключает его от управляющей платы и происходит разрыв цепи.

Конструкция и особенности

При построении электрических систем для их защиты, а также обеспечения безопасного использования, применяются различные модули. Одним из них является дифференциальный автомат. Это комбинированное устройство, объединяющее в одном корпусе автоматический выключатель и устройство защитного отключения (УЗО).

Его использование позволяет одновременно защищать электрические кабели и оборудование от аварийных скачков потребления мощности системы и отключать подачу тока при возникновении его утечки. По внешнему виду он напоминает дифференциальное реле (другое название УЗО), но при этом существует ряд различий.

Выяснить, где дифавтомат, а где реле на самом деле несложно. Если сравнить маркировку изделий, то можно заметить, что на УЗО нет обозначения буквенной характеристики расцепителей, то есть, когда на модуле написано C10 — это дифференциальное устройство, а если 10А — это реле.

Состав дифавтомата

Конструкцию защитного изделия можно разделить на 2 части — механическую и электронную. Первая состоит из механизмов коммутационного типа и контактной группы, предназначенной для подключения входных и выходных кабелей, а вторая содержит трансформатор дифференциального тока.

Можно выделить следующие основные элементы конструкции модуля:

• винтовые клеммы;
• контактные группы;
• электромагнитный расцепитель;
• тепловой расцепитель;
• дугогасительная камера;
• канал отвода газов;
• рычаг включения и отключения;
• контрольную схему;
• трансформатор тока;
• регулировочный винт.

Рычаг включения предназначен для подключения нагрузки к линии электропередачи. Тепловой расцепитель собирается на пластине, получаемой методом спрессовки двух металлов с разной теплопроводностью, что при нагреве позволяет ей изгибаться. Электромагнитный прерыватель — это катушка с сердечником, удерживаемым пружиной. При возникновении короткого замыкания в ней возникает магнитный поток, сила которого превышает усилие пружины.

Таким образом, комбинированное устройство, как и пакетный выключатель в своём составе имеет 2 расцепителя — электромагнитное и тепловое. Они отключают электрическую линию в случае возникновения на ней тока короткого замыкания, или если подключенное к ней оборудование начинает потреблять недопустимо высокую мощность. Это может происходить из-за повреждения изоляции кабеля или неисправности техники.

Принцип действия

В автомате комплексной защиты используется трансформатор. В основе его работы лежит принцип изменения равновесия магнитного потока. Трансформатор представляет собой тороидальный ферромагнетик, на котором намотано 2 обмотки, фактически образующих 2 катушки.

К первой подключается фазовый провод электрической линии, а ко второй — нулевой. Проходя через витки в прямом и обратном направлении, ток создаёт в каждой обмотке магнитное поле. Эти потоки равны друг другу по величине и противоположны по направлению. В результате создаётся сбалансированная ситуация, так как эти поля взаимно уничтожаются.

Если же в подключённой линии происходит пробой изоляции или возникает контур на землю, то баланс магнитных потоков нарушается. В трансформаторе возникает напряжение, которое прикладывается к управляющим выводам реле. Оно срабатывает и разрывает целостность электролинии, обесточивая участок цепи, подключённый к ней.

Работа трёхфазного дифавтомата происходит аналогичным образом, но при намотке трансформатора используется 4 обмотки, 3 из них являются фазовыми и 1 нулевая. Если ток утечки отсутствует, суммарный магнитный поток также будет равен 0. В случае возникновения потерь тока хотя бы на одном из фазовых проводов, появляется магнитное поле, вызывающее срабатывание реле.

Чтобы устройство среагировало на большое значение тока, используется соленоид (катушка с сердечником) и тепловой расцепитель. При возникновении короткого замыкания ток на линии мгновенно возрастает, что приводит к втягиванию сердечника соленоида. Его перемещение приводит в действие механизм расцепителя, размыкающего силовые контакты. При мгновенном разрыве контактов образуется дуга, для гашения которой используется дугогасительная камера, состоящая их набора пластин. Образовавшиеся газы выводятся через вентиляционное отверстие.

Монтаж и подключение

Перед тем как непосредственно приступить к подключению дифавтомата в однофазную сеть или трёхфазную, его устанавливают в электрический щиток.

Монтаж не связан с какими-то сложными действиями и по силам даже не очень опытному человеку.

По рекомендациям электриков устройство перед установкой необходимо внимательно проверить на отсутствие трещин и сколов. Далее, следует обесточить входную линию. Для этого обычно выключается вводный автомат, располагающийся перед счётчиком.

Сам модуль дифференциальной защиты закрепляется на дин-рейку, заранее установленную в щитке. Эта планка имеет выступы с верхней и нижней стороны, а устанавливаемое изделие защёлку на тыльной стороне.

Для сцепления их между собой на рейку надевается верхнее крепление, а затем с небольшим усилием прижимается низ устройства до щелчка. После чего в горизонтальной плоскости автомат можно перемещать в любое место по всей длине дин-рейки. С нужных проводов снимается изоляция — около 10 мм — после чего они вводятся в гнёзда автомата и прижимаются винтовыми зажимами. Существует правило, что вводные провода заводятся сверху, а идущие к нагрузке снизу.

Также выдерживается цветовая маркировка провода: фазовые выполняются коричневым цветом, нейтральные — синим, а заземление — зелёным.

Как только устройство будет установлено на своё место, переходят к его подключению. При этом отличие однофазной сети от трёхфазной заключается в количестве токовых проводов: 1 или 3, а принцип расключения одинаковый. Существуют три вида соединения:

• вводное;
• селективное;
• с заземлением.

Типовое коммутирование

Наиболее распространённым вариантом является схема подключения дифавтомата в качестве вводного устройства. Такое расположение подразумевает его установку сразу же в линии после счётчика или вводного отдельного автомата. Тут принципиальной разницы, где устанавливать устройство: до или после вводного пакетного выключателя, нет.

Расключение происходит следующим образом: фазовый провод, идущий от счётчика, заводится в верхнюю клемму устройства, обозначаемую на корпусе латинской буквой L, нейтральный фиксируется в клемме, подписанной буквой N. С нижних контактов дифавтомата нейтральный провод заводится на нулевую колодку, а фазовый подключается к пакетным выключателям. Затем с каждого выключателя он направляется в сторону защищаемой им нагрузки, туда же протягивается нейтральный провод с клеммой колодки.

Такое подключение позволяет защитить все провода и оборудование от повреждения, а человеческий организм от тока утечки в случае возникновения аварии на любой распределительной линии. Но при этом обесточен будет весь дом, причём это касается как розеточной группы, так и освещения.

Селективная схема

Здесь используется как вводный дифавтомат, так и отдельные модули на различные нагрузочные линии. Начало коммутирования совпадает с предыдущим способом. Но перед расключением пакетных автоматов провода подключаются к групповым комбинированным устройствам. Для этого фазовый проводник подсоединяют к стоящему сразу за ним дифференциальному модулю, а от него уже ставят перемычку ко второму, и так проходят все устройства. Нейтральный же проводник от нулевой шины подводят к каждому автомату своим отрезком провода. С выхода модулей проводники заводят на пакетные выключатели, а затем к нагрузке.

Преимуществом такого варианта является способность системы обесточивать часть схемы, где произошла авария, при этом оставшаяся будет полноценно работать. Селективность схемы подразумевает использование устройств от большего к меньшему, то есть вводное устройство должно иметь большие электрические характеристики срабатывания, чем групповые. Например, устанавливаемый модуль на группу выбирается с током утечки 30 мА, а вводный 100 мА.

В частном секторе электрокабель состоит из 3 проводов для однофазной сети и 5 для трёхфазной. Дополнительным проводником является заземление. В этом случае заземляющий элемент подключается на отдельную колодку и с неё напрямую проводится к нагрузке.

Как только расключение будет закончено, с помощью мультиметра следует проверить, нет ли на линиях короткого замыкания. Если всё в порядке включается вводный автомат. Работоспособность дифференциальных модулей проверяется с помощью кнопки «тест», предусмотренной в их конструкции.

Классификация дифференциальных автоматических выключателей

Продуценты электротехнического оборудования выпускают разнообразные виды дифавтоматов. Выбор конкретно устройства зависит от мощности и вида потребителей электроэнергии, функций, которые предполагается придать изделию, типу электрической сети. Для облегчения поиска требуемого варианта выключателя используется их классификация по типу и назначению.

По токовому расцеплению автоматы делятся на три класса, каждый из которых показывает, при каких значениях тока происходит мгновенный разрыв электрической цепи.

• Тип B. Изделие срабатывает, если ток в сети до 5 раз превышает номинальный показатель.
• Тип С. Критическое значение тока до 10 раз выше номинального.
• Тип D. Реакция автомата происходит при 10—20-кратном превышении тока в сети над нормой.

Показатели электромагнитного разрыва цепи маркируются на корпусе автомата. Обозначение D 15 показывает, что устройство рассчитано на номинальный ток в 15 А, а срабатывает при 150—300 А.

По виду электросети. Делятся на однофазные (U = 220 В) и трёхфазные (U = 380 В). Им соответствует однополюсное и четырехполюсное электрооборудование.
По времени срабатывания систематизируются: на немедленного действия и селективные. Функции селективных устройств — предотвращение пожара в случае повреждения изоляции проводов и кабелей. Отключение сети происходит при I = 100 — 500 мА. Время — до 0,5 секунды. Для аппаратов мгновенного действия показатели токов отключения находятся в коридоре 6—30 мА, времени — не дольше 0,05 секунды.
По предельному току отключения: Маркировка от 3000 до 10000 указывает на максимальное значение тока в А, которое выдержит дифференциальный выключатель при коротком замыкании без нарушения эксплуатационных и функциональных качеств. В городской квартире, где немного мощных потребителей и в частном домовладении применяют аппараты, рассчитанные на низшие показатели тока (до 4500 А). Высшие показатели характерны для промышленных объектов

При выборе изделий обязательно принимают во внимание состояние электропроводки. При слабых линиях с обветшалой изоляцией проводов рискованно применять выключатели с высокими пороговыми значениями устройства.

Как подключить дифавтомат

Схема подсоединения дифференциального автомата довольно просто читается любым человеком с электротехническим образованием. Эта схема практически не отличается от способа подключения других устройств, которые устанавливаются в распределительной аппаратуре. Дифференциальный автомат должен быть правильно подсоединен к нулю и фазным проводам лишь той линии, которую он должен будет защищать.

Схема подключения вводного дифавтомата

Стоит рассмотреть несколько популярных способов подключения дифавтоматов. Один из них принято называть «вводной автомат», потому что устройство устанавливается в распределительном щите на вводном кабеле и выполняет защиту совершенно всех цепей в этой сети.

Дифференциальный автомат для подобной схемы необходимо выбирать очень внимательно, учитывая максимальную рабочую мощность и другие характеристики электрической сети. Основными преимуществами данного метода защиты являются:

• довольно небольшая цена одного устройства;
• хорошая компактность дифавтомата.

А также стоит упомянуть про такие недостатки дифференциального автомата:

• при возникновении поломки выключается подача напряжения на все помещение;
• процесс ремонта займет большое количество времени, потому что тяжело определить точное место поломки и причину отключения.

Схема подключения отдельного дифавтомата

Следующий способ считается оптимальным. Дифавтомат нужно поставить перед каждой группой потребителей электрической энергии. К примеру, дифференциальные автоматы ставятся на освещение, водонагревательный бак и розетки. Такой способ является наиболее безопасным для защиты устройств и человека.

При сборке подобной схемы необходимо установить общий дифавтомат с большими рабочими характеристиками, чем у отдельных устройств. Например, когда отдельные устройства рассчитаны на утечку тока 30 миллиампер, то у общего автомата это значение обязано быть не менее 100 миллиампер. В случае если эти дифавтоматы будут совершенно одинаковыми, то при поломке в одной группе, сразу сработает основной и групповой автомат. Это способно привести к выключению всей электрической сети. Чтобы этого не произошло, стоит поставить устройство селективного типа. Он срабатывает с маленькой задержкой, поэтому появляется возможность организации последовательного выключения дифавтоматов.

Главные достоинства данного способа такие:

• наиболее высокий уровень защиты;
• при выключении становится понятно, на какой группе электрической сети произошла поломка.

Недостатки этой схемы такие:

• высокая цена комплекта дифференциальных автоматов;
• устройства занимают много места в распределительном щите;
• установка автоматов представляет большую сложность.

Схема подключения дифавтомата без использования заземления

Раньше практически все здания оборудовались заземлением. Для этого от дома к земле отводился специализированный контур, к которому подсоединялись все крупные элементы электрической сети. Сейчас технологии строительства редко предполагают присутствие в здании системы заземления. В этом случае установка дифференциального автомата считается не только рекомендацией, но и требованием по электрической безопасности

Дифавтомат будет являться заземляющим устройством, что очень важно для обеспечения защиты от большой утечки тока

Правила подключения

При использовании в схеме электропроводки нескольких дифференциальных устройств, возможны случаи некорректной работы дифавтоматов. Они могут либо отключаться при подключении нагрузки, либо могут не срабатывать, даже при наличии утечки.

Если знать, как правильно подключать дифавтомат в сети без заземления, можно избежать многих ошибок и сэкономить время на отладке схемы. Простые правила подключения описаны ниже:

• подключение питания дифавтомата производится сверху к клеммам с винтовыми зажимами. Нагрузка подключается к нижним клеммам. При этом обязательно соблюдается фазность или полярность;
• дифавтомат должен подключаться в разрыв обоих проводников при однофазной проводке, иначе, если какой-либо проводник минует прибор, он будет срабатывать при подключении нагрузки;
• фаза и ноль в одной отдельно взятой розетке должны приходить с одного дифавтомата, если в розетке фаза с одного дифавтомата, а ноль – с другого, оба автомата будут отключаться;
• электроприбор или группа, подключенная к одному автомату, не должны иметь контакта с приборами другой группы. Нередко, для экономии места в распределительном щите, все нулевые проводники от нагрузок подключают к общей шине, соединяя все дифавтоматы по нулевому проводу. В результате каждый дифавтомат фиксирует нуль соседней группы, как проводник с утечкой, так как часть тока возвращается через соседний прибор.

Проверка правильности подключения может контролироваться путем нажатия на кнопку «ТЕСТ» на корпусе дифавтомата. При корректном подключении он должен отключаться. Это обязательное условие, но недостаточное.

Иногда при срабатывании кнопки «ТЕСТ», автомат все равно отключается при подключении нагрузки. Причина может скрываться в нарушении правил, описанных выше.

Если параметры дифференциального автомата соответствуют схеме электропроводки и подключение произведено правильно, то этот прибор является единственным надежным средством обеспечения электробезопасности при отсутствии заземления.

Управление АЦП: преобразование несимметричного сигнала в дифференциальный

к Гай Гувер

На рис. 1 показано, как LT6350 используется для преобразования несимметричного входного сигнала от 0 В до 5 В в дифференциальный для АЦП с дифференциальными входами. В этом случае первый усилитель сконфигурирован как буфер с единичным усилением, а несимметричный входной сигнал напрямую подается на высокоимпедансный вход усилителя. Как показано в БПФ на Рисунке 2, LT6350 приводит LTC2378-18 почти к полной производительности.

 

 

<img src=’https://www.analog.com/-/media/analog/en/landing-pages/technical-articles/adc-driving-single-end-to-дифференциальное-преобразование /75-blog-1.jpg?la=en&w=435′ alt=’Управление АЦП: преобразование несимметричного в дифференциальное’?amp;amp;gt;

Рис. 1. LT6350 Преобразование несимметричного сигнала 0 В в 5 В в дифференциальный сигнал ± 5 В

 

 

<img src=’https://www. analog.com/-/media/analog/en/landing-pages/technical-articles/adc-driving-single-end-to-дифференциальное-преобразование /75-blog-2.jpg?la=en&w=435′ alt=’Управление АЦП: преобразование несимметричного в дифференциальное’?amp;amp;gt;

Рис. 2. График 32 тыс. точек БПФ с Fin = 2 кГц для схемы, показанной на рис. 1

На рис. 3 показано, как LT6350 используется для преобразования истинного биполярного сигнала ±10 В для использования LTC2378-18. В этом случае первый усилитель в LT6350 сконфигурирован как инвертирующий усилительный каскад, который ослабляет и сдвигает уровень входного сигнала в диапазоне входного сигнала от 0 до 5 В LTC2378-18. В конфигурации инвертирующего усилителя несимметричный источник входного сигнала больше не управляет непосредственно высокоимпедансным входом первого усилителя. Вместо этого входное сопротивление устанавливается резистором R9.0025 В . R _IN следует выбирать тщательно, исходя из импеданса источника сигнала. Более высокие значения RIN имеют тенденцию ухудшать как шум, так и искажения LT6350 и LTC2378-18 как системы. R1, R2, R3 и R4 должны быть выбраны в соответствии с R _IN для достижения желаемого затухания и поддержания сбалансированного входного импеданса в первом усилителе. В таблице 1 показаны результирующие SNR и THD для нескольких значений RIN, R1, R2, R3 и R4 в этой конфигурации. На рис. 4 показано результирующее БПФ при использовании LT6350, как показано на рис. 3.

 

 

<img src=’https://www.analog.com/-/media/analog/en/landing-pages/technical-articles/adc-driving-single-end-to-дифференциальное-преобразование /75-blog-3.jpg?la=en&w=435′ alt=’Управление АЦП: преобразование несимметричного в дифференциальное’?amp;amp;gt;

Рис. 3. LT6350 Преобразование несимметричного сигнала ±10 В в дифференциальный сигнал ±5 В

 

 

<img src=’https://www.analog.com/-/media/analog/en/landing-pages/technical-articles/adc-driving-single-end-to-дифференциальное-преобразование /75-blog-4. jpg?la=en&w=435′ alt=’Управление АЦП: преобразование несимметричного в дифференциальное’?amp;amp;gt;

Рис. 4. График 32 тыс. точек БПФ с Fin = 2 кГц для схемы, показанной на рис. 3

 

 

<img src=’https://www.analog.com/-/media/analog/en/landing-pages/technical-articles/adc-driving-single-end-to-дифференциальное-преобразование /75-blog-5.jpg?la=en&w=435′ alt=’Управление АЦП: преобразование несимметричного в дифференциальное’?amp;amp;gt;

Таблица 1. Соотношение сигнал-шум, суммарный коэффициент гармоник и Rin для несимметричного входного сигнала ±10 В

На рис. 5 показано, как настроить LT6350 для приема действительно биполярного входного сигнала ±10 В, а также ослабления и сдвига уровня сигнала в сторону уменьшенного входного диапазона LTC2378-18, когда включено цифровое сжатие усиления. На рис. 6 показан график БПФ для LTC2378-18, управляемого LT6350 с включенным цифровым сжатием усиления.

 

 

<img src=’https://www. analog.com/-/media/analog/en/landing-pages/technical-articles/adc-driving-single-end-to-дифференциальное-преобразование /75-blog-6.jpg?la=en&w=435′ alt=’Управление АЦП: преобразование несимметричного в дифференциальное’?amp;amp;gt;

Рис. 5. LT6350 настроен на прием входного сигнала ±10 В при работе от одного источника питания 5,5 В, когда в LTC2378-18

включено сжатие цифрового усиления

 

 

<img src=’https://www.analog.com/-/media/analog/en/landing-pages/technical-articles/adc-driving-single-ended-to- Differential-conversion/ 75-blog-7.jpg?la=en&w=435′ alt=’Управление АЦП: однотактное преобразование в дифференциальное’?amp;amp;gt;

Рис. 6. График БПФ по 32 тыс. точек с Fin = 2 кГц для схемы, показанной на рис. 5

Автор

Гай Гувер

Гай Гувер — инженер с более чем 30-летним опытом работы в компании Linear Technology в качестве техника, инженера по разработке интегральных схем и инженера по приложениям.

Он начал свою карьеру в LTC в качестве техника, обучаясь у Боба Добкина, Боба Видлара, Карла Нельсона и Тома Редферна, работая над различными продуктами, включая операционные усилители, компараторы, переключающие регуляторы и АЦП. В этот период он также потратил много времени на написание тестовых программ для определения характеристик этих деталей.

Следующая часть его карьеры в LTC была посвящена изучению PSpice и разработке АЦП SAR. Продукты, разработанные Гаем, включают семейство 10-разрядных АЦП LTC1197 и семейство 12-разрядных и 16-разрядных АЦП LTC1864.

В настоящее время Гай работает инженером по приложениям в группе Mixed Signal, специализирующейся на поддержке приложений SAR ADC. Это включает в себя проектирование, написание кода Verilog и процедур тестирования для демонстрационных плат SAR ADC, помощь клиентам в оптимизации их продуктов, содержащих LTC SAR ADC, и написание, надеюсь, полезных статей о приложениях, которые передают клиентам то, что он узнал об использовании этих частей.

Гай окончил Технологический институт ДеВри (сейчас Университет ДеВри) со степенью бакалавра в области технологии электроники.

Как создавать дифференциальные сигналы с помощью функционального генератора

Оперативные практические руководства

Резюме

Для большинства приложений или передачи данных требуются сигналы LVDS (низковольтные дифференциальные сигналы). Их создание важно для многих приложений.

Описание

Помимо беспроводной и волоконно-оптической передачи, в наш век современных цифровых технологий и смешанных сигналов многие из наших передач данных осуществляются по старым добрым проводящим кабелям. Двумя наиболее распространенными типами кабелей являются дифференциальные и несимметричные. Очевидно, что при выборе любого типа кабеля есть свои плюсы и минусы, но дифференциальные кабели имеют много преимуществ по сравнению с односторонними кабелями. Дифференциальная сигнализация обычно используется в сочетании с плотно скрученными проводами, чтобы уменьшить или нейтрализовать генерацию электромагнитных помех. Следовательно, он имеет лучшее отношение сигнал/шум и меньше ошибок синхронизации.

 

Существует стандарт низкоуровневой дифференциальной сигнализации (LVDS) для электрических протоколов передачи и связи, которые используются при очень низком напряжении, а иногда и при высокоскоростной передаче данных, таких как видео, графика и передача цифровых данных по шине. Другие приложения включают передачу чувствительных аналоговых сигналов с аудиомикрофонами и медицинскими устройствами для мониторинга сердца.

 

 

На рис. 1 ниже показаны два дополнительных сигнала (один сигнал инвертируется из другого), используемые для создания дифференциального выходного сигнала передачи. Вот как создать дифференциальные сигналы для тестирования.

 

Рис. 1. Дифференциальный выходной сигнал, полученный из двух дополнительных сигналов (out+/out-).

 

Шаг 1 : Используйте генератор функций для создания первого из двух дополнительных сигналов (out+/out-). Например, создайте сигнал (out+) на канале 1.

 

Шаг 2: Выберите двухканальный инвертированный режим отслеживания (см. рис. 2).

 

В результате Канал 2 будет выводить идентичный, но инвертированный сигнал Канала 1 (out-). Оба сигнала будут синхронизированы по амплитуде и фазе.

 

Рис. 2. Настройка генератора функций дифференциального канала на генераторе функций Keysight Trueform.

 

Шаг 3 : Объедините дифференциальные выходы. Чтобы физически объединить два канала в один дифференциальный выход, соедините вместе два общих разъема (оболочки разъема) обоих каналов. Используйте средний сигнальный контакт канала 1 в качестве пути высокого сигнала дифференциального сигнала, а сигнальный контакт канала 2 — в качестве обратного пути обратного сигнала.

 

Затем подключите витую пару к сигнальным контактам каналов 1 и 2, как показано на рисунках 3 и 4.

 

Рисунок 3. Блок-схема дифференциального сигнала.

 

Рис. 4. Настройка генератора функций на основе блок-схемы.

 

На другом конце кабеля витой пары подключите сигнальный контакт канала 1 к сигнальному контакту разъема BNC приемника (вход дифференциального сигнала), а сигнальный контакт канала 2 — к корпусу разъема заземления приемника. БНК (рис. 4).

 

 

Обычно разработчик продукта или системы предпочитает дифференциальную сигнализацию несимметричной, если:

• Разработчику необходимо уменьшить электромагнитные помехи или электромагнитные помехи
• Разработчику необходимо уменьшить перекрестные помехи или помехи от близлежащих кабелей
• Разработчику необходимо передавать сигналы очень низкого напряжения, особенно в диапазоне милливольт, для имитации биосигналов для медицинских приложений. Сигналы низкого напряжения чувствительны к шумовым помехам
• Разработчику необходимо передавать цифровые сигналы с низким напряжением для экономии энергии
• Разработчику требуется точная синхронизация цифрового кроссовера или цифрового переключения режим слежения» для создания перевернутого зеркального отображения сигнала. Тогда сигналы на обоих каналах будут идеально сбалансированными парами с синхронизированными амплитудой, смещением и фазой. Убедитесь, что длины проводов дифференциальной витой пары также совпадают.

   

  Воспроизведение фактических сигналов из вашего проекта

  Рассмотрите возможность использования генератора произвольных функций и его способности воспроизводить фактические сигналы из вашего проекта. Вы можете быстро воссоздать проектный сигнал, захватив его с помощью современного осциллографа, а затем сохранив захваченную трассу в файле .csv.

  На этом этапе вы можете использовать флэш-накопитель USB для импорта данных в меню Waveforms > Arbs вашего функционального генератора, чтобы воссоздать и воспроизвести сигнал из вашего проекта. Вы даже можете изменить частоту, амплитуду или смещение сигнала.

  После воссоздания вашего сигнала вы можете использовать режим двухканального инвертированного отслеживания для воссоздания выходного сигнала в виде дифференциального сигнала.

   

  Создание сигналов произвольной формы

  Дифференциальные сигналы не ограничиваются сигналами генератора базовых функций, такими как периодические импульсы, синусоидальные, прямоугольные и пилообразные сигналы. Многим приложениям требуются сложные формы сигналов, например биосигналы ЭКГ для медицинских приложений, моделирование тестовых сигналов автомобильной шины CAN, тестовые сигналы телекоммуникационных сетей и многое другое.

  Генераторы функций Trueform компании Keysight предоставляют программные средства, такие как BenchVue Waveform Builder (см. рис. 5), и встроенный редактор сигналов для создания сигналов произвольной формы. Вы также можете использовать такие инструменты, как Excel или Matlab, для создания сигналов произвольной формы и передачи их в генератор функций в формате файла . csv.

   

  Рис. 5. Приложение-генератор функций BenchVue для создания сигналов произвольной формы.

   

  Использование функционального генератора с наименьшим джиттером

  Если синхронизация вашего сигнала очень критична, дифференциальная сигнализация является лучшим вариантом, чем несимметричная, поскольку она устраняет неопределенность точек пересечения перехода. Это позаботится о шуме джиттера от передачи по кабелю.

  Как насчет джиттера от источника сигнала? Не все генераторы функций построены одинаково! Генераторы функций Trueform компании Keysight имеют более высокий уровень шума джиттера по сравнению с обычной технологией DDS, используемой в большинстве генераторов функций на рынке. (См. рис. 6.)

   

  Рис. 6. Технология Trueform, показанная слева, имеет значительно лучшие характеристики джиттера по сравнению с традиционной технологией DDS.

   

  Добавьте шума к вашим сигналам

  Иногда вам нужен идеальный сигнал с низким уровнем шума, низким уровнем искажений и высокой целостностью сигнала для ваших тестов.