Gehäuse und Schirmung

Alles was mit Mechanik zu tun hat, soll hier besprochen werden: Gehäuse, Frontplatten, Montage, Gestaltung, ...
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Neuling
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Gehäuse und Schirmung

Beitrag von Neuling » 14.02.2016, 20:27

Ich habe eine Frage zur Schirmung des c't-Lab.

Ich habe mein Gerät mit einem Pro-Ma Gehäuse (84 TE) aufgebaut. Die einzelnen Karten (ADA-IO, DIV, 2x DCG, FPGA) sind bekanntlich voneinander isoliert und damit schweben die jeweiligen Massen gegenüber dem Gehäuse. Schon bei ausgeschaltetem Gerät messe ich z. B. folgende Störungen: Scope Eingang mit DAC1-Ausgang des FPGA mit 50 Ohm-BNC-Kabel verbunden: ca. 1mVss UKW Sender. Bild SCR01.png und Spektrum SCR02.png.

Wenn ich die Masse der schwebenden BNC- Buchse mit der Befestigung der VGA-Buchse über einen 220p Kondensator verbinde, reduziert sich die Störung auf erträgliche Werte. Da gleiche Spiel mit 1:1 Tastkopf mit dem DCG-Ausgang verbunden: ca. 3mVss. Hier lässt sich auf der Frontplatte kein Punkt finden, mit dem verbunden sich die Störung signifikant vermindert.

Nun meine Frage: Hat jemand Erfahrungen mit der Schirmung der einzelnen Moduln gemacht? Gibt es optimale Punkte, zwischen denen und dem Gehäuse ein kleiner Kondensator für Abhilfe sorgen kann? Sollte insbesondere das DIV mit einem inneren Schirm versehen werden, ggf. als Guard herausgeführt?
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AwA
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Re: Gehäuse und Schirmung

Beitrag von AwA » 15.02.2016, 11:47

Ich bin jetzt nicht ganz sicher, worauf Du hinaus willst. Wenn du optimale Schirmung willst, ginge das nur, indem Du jedes Modul mit einer eigenen Schirmung versiehst, die dann jedoch natürlich nicht dem 19Zoll-Gehäuse verbunden sein dürfen.
Davon ab würde ich mir bei Deinen gemessenen Werten keine große Gedanken machen. In dem Bereich hängen schon die Messungen von so vielen Faktoren ab, dass man nie weiß, was man eigentlich gerade misst. Hänge ich bei mir zu hause eines der Geräte bspw. an einen Trenntrafo, sehen die Werte wieder leicht anders aus, je nach dem, welche Geräte ebenfalls mit dem Trenntrafo verbunden sind usw.. Ich habe schon unterschiedliche Werte, wenn ich unterschiedliche Tastkopfe nutze, wie gesagt, alles in dem Bereich um die 1mv...
Deutlich weniger als 3mv RMS wirst Du kaum aus dem DCG rausholen, bei mir sind es je nach Eingangsbereich zwischen 1mv und 3mv, die ich jedoch nur am Oszi sehe, mit einem Multimeter, wovon ich ein sehr gutes besitze, sehe ich lediglich Werte im µV-Bereich (geht halt nur bis ca. 200Khz). Ein hochwertiges Fertig-Labornetzteil, wovon ich ebenfalls eines hier habe, macht die Sache auch nicht besser. Dann hast Du ja noch die Störungen von allen Seiten, da reicht es schon, wenn USB-Kabel verbunden sind usw. Man benötigt da schon mehr als Schirmung, um die Störungen in dem Bereich in den Griff zu bekommen.

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Re: Gehäuse und Schirmung

Beitrag von Neuling » 15.02.2016, 18:24

Danke erstmal für Deine Hinweise und Deine Werte. Der Vergleich beruhigt immer ungemein.

Mich störte hauptsächlich das Rauschen auf dem DAC-Ausgang des FPGA; es zeigt sich auch in einem deutlich "dickeren" Strich auf meinem alten 20MHz Analog-Hameg. Ich weiß nicht, ob jemand ähnliche Erfahrungen hatte und, wenn ja, ob er ein Lösung dafür gefundenden hat oder ob es nichts gibt, was die Situation verbessert. Das Suchen nach Störverminderungen ist, wie jeder weis, ein mühseliges Geschäft.

Darüber hinaus hat die HF-Einstrahlung auch die dumme Eigenschaft, an OP-Eingängen gleichgerichtet zu werden und für unerklärliche und schwankende Offsets verantwortlich zu sein. In dieser Hinsicht habe ich besonders an das DIV gedacht.

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Re: Gehäuse und Schirmung

Beitrag von AwA » 15.02.2016, 21:46

Neuling hat geschrieben:Danke erstmal für Deine Hinweise und Deine Werte. Der Vergleich beruhigt immer ungemein.

Mich störte hauptsächlich das Rauschen auf dem DAC-Ausgang des FPGA; es zeigt sich auch in einem deutlich "dickeren" Strich auf meinem alten 20MHz Analog-Hameg. Ich weiß nicht, ob jemand ähnliche Erfahrungen hatte und, wenn ja, ob er ein Lösung dafür gefundenden hat oder ob es nichts gibt, was die Situation verbessert. Das Suchen nach Störverminderungen ist, wie jeder weis, ein mühseliges Geschäft.

Darüber hinaus hat die HF-Einstrahlung auch die dumme Eigenschaft, an OP-Eingängen gleichgerichtet zu werden und für unerklärliche und schwankende Offsets verantwortlich zu sein. In dieser Hinsicht habe ich besonders an das DIV gedacht.

Ich kenne das Board nicht. Wo misst Du was? Welche Erweiterungen hast Du in Betrieb? Welche DACs sind im Betrieb? Aber vielleicht sollten hier die Antworten, die das FPGA am Laufen haben. Leider sind hier nur sehr wenige aktiv...:(

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Re: Gehäuse und Schirmung

Beitrag von Neuling » 16.02.2016, 17:44

Es handelt sich dabei um den Dual DAC der DACRAM-Karte auf dem FPGA-Board.

Die Fragen, die ich habe, sind eigentlich allgemeinerer Natur und betreffen den Gesamtaufbau. Bei einem einzelnen Gerät ist es ziemlich einfach: das Metallgehäuse wird mit der Schaltungsmasse niederimpedant an einem Punkt verbunden. Für empfindliche Messeingänge benutzt man einen Innenschirm, der bei netzgespeisten Geräten auch eine Schirmwicklung im Trafo voraussetzt, der üblicherweise mit einem Guard-Anschluss verbunden ist (der bei unempfindlicheren Messungen auch mit der Gehäusemasse verbunden werden kann), um diesen dann am Messobjekt zu erden.

IM c't-Lab sind nun verschiedene Module jeweils schwebend zum Gehäuse eingebaut und haben mit ihrer jeweiligen Schaltungsmasse eine kapazitive Kopplung mit dem Gehäuse. Deshalb werden Störungen nicht richtig ferngehalten oder sogar eingekoppelt. Mich hätte nun interessiert, wer ähnliche Probleme gehabt hat und Hinweise geben kann, wie man damit umgehen sollte.

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