Confusione sul significato di galleggiamento

Qui definiscono essere fluttuanti come:

Citano Ungrounded = Floating.

Ma in un altro forum qualcuno ha scritto:

Il segnale è considerato fluttuante quando non ha la stessa massa con il dispositivo. La Terra non ha nulla a che fare con esso. La terra è solo un'altra terra.

Sono un po 'confuso con il significato di fluttuare. La fonte sta fluttuando nel sistema sottostante ?:

Se non sta fluttuando, puoi dare un esempio di un sistema in cui la massa della sorgente sta fluttuando?

MODIFICARE:

Una sorgente flottante è collegata a un amplificatore differenziale. Se aggiungo una terra in cui la freccia rossa indica il circuito di simulazione amplifica molto bene questo segnale. Ma se non uso un terreno la simulazione si corrompe.

In realtà abbiamo davvero bisogno di un terreno a quel punto o è necessario solo nella simulazione SPICE? Perché se aggiungo un terreno non galleggia più nel diagramma. Questo è davvero confuso.

MODIFICA 2:

Ancora più confusione.

Incontro sempre tale topologia di circuito per amplificatori differenziali:

Si noti che, al di sopra dei segnali di ingresso diff, ovvero la sorgente e il diff. l'amplificatore condivide di nuovo lo stesso terreno.

Ma quando guardo i terminali di ingresso per un voltmetro o un diff. scheda di acquisizione dati finita, non vi è alcun terreno in più. Ci sono input per -Vin e + Vin, ma non GND.

Immagina ora di avere un dispositivo con una terra analogica chiamato AGND1 e questo dispositivo ha due uscite differenziali che dicono 2 V e -2 V rispetto al proprio AGND1. Ora, se collego le sue uscite differenziali al voltmetro o ad un diff. terminata la scheda DAQ che ha la sua terra chiamata AGND2, siamo di fronte a una situazione in cui AGND1 e AGND2 non sono collegati. Ma comunque questi sistemi funzionano come di seguito:

Come vedi in un tipico voltmetro o differenziale. Connessione scheda DAQ non colleghiamo due sistemi di terra AGND1 e AGND2.

Quindi il diff. la topologia dell'amplificatore che incontro utilizza motivi comuni ma in realtà i motivi non sono collegati.

Anche questo è molto confuso poiché non so da dove provenga la mia mancanza di conoscenza.

Floating è un termine di tensione e, come qualsiasi tensione, deve avere un riferimento.

Cioè: "L'oggetto A può essere mobile rispetto all'oggetto B."

Se il tuo circuito mostrato, entrambi i motivi sono collegati insieme, quindi la sorgente, V1, NON fluttua rispetto all'amplificatore.

Tuttavia, se si trattava di un widget a batteria, senza altra connessione, il tutto galleggia rispetto al terreno sotto i tuoi piedi.

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

Il seguente schema presenta invece una sorgente mobile.

^{simula questo circuito}

A proposito: solo per confonderti ulteriormente, c'è un altro significato di galleggiamento.

Nello schema sottostante i due ingressi A e B non sono collegati e lo chiamiamo mobile. In questo caso sono effettivamente legati a terra attraverso i pull-down, ma l'estremità sinistra è ancora considerata fluttuante indipendentemente dal fatto che i pull-down siano presenti o meno.

^{simula questo circuito}

Nella mia definizione un circuito "fluttua" se non scorre corrente quando lo collego alla mia terra o qualsiasi altra tensione relativa alla mia terra, usando un filo.

Un circuito non sta fluttuando quando posso fare un flusso di corrente.

OK, posso applicare 1 milione di volt e una corrente scorrerà. Sto parlando di applicare una differenza di tensione che non danneggerà alcun componente o romperà l'isolamento ecc.

Nella tua prima immagine, la fonte giusta sta effettivamente fluttuando, se collego un filo ad esso dalla mia terra o da qualsiasi punto del mio circuito (la fonte messa a terra a sinistra), allora non fluirà corrente . Ci sarebbe solo la connessione che ho appena fatto, quindi nessuna corrente può fluire.

Nella tua seconda immagine ci sono 2 connessioni tra la sorgente a sinistra e l'amplificatore a destra. Ciò significa che questi circuiti non fluttuano l'uno rispetto all'altro.

Penso che la tua confusione derivi dall'affermazione Ungrounded = floating .

"La Terra è davvero solo una terra (riferimento). Immagina i circuiti A e B che fluttuano l'uno rispetto all'altro, non possono condividere una terra (o qualsiasi altra connessione).

Se il circuito A è collegato a "terra", il circuito B non può essere collegato a "terra" in alcun modo. Se il circuito B fosse collegato, non fluttuerebbe più in relazione ad A.

Entrambi i circuiti A e B possono avere una massa ma non possono condividerla o condividere qualsiasi altra connessione.

La mia batteria o il calcolatore ad energia solare chiamato circuito C sta fluttuando in relazione sia al circuito A che al circuito B in quanto non ha alcun collegamento con A né B.

Un semplice trucco per verificare se un circuito è fluttuante consiste nel tracciare una linea (punteggiata) per separare i due circuiti. La linea tratteggiata non può attraversare alcun filo!

Così:

Fai attenzione che un simbolo di messa a terra potrebbe essere usato in più di un posto e quindi è anche una connessione, anche se non c'è filo visibile.

Non riesco a tracciare una linea tratteggiata per separare la sorgente e l'amplificatore nella tua seconda immagine. Pertanto non fluttuano in relazione l'uno all'altro.

modificare

Confusione su questo circuito:

Davvero, non è così confuso!

Questo è solo un circuito, quindi potrebbe galleggiare rispetto alla terra ma non è necessario. Non fa davvero alcuna differenza poiché il terreno è solo un punto di riferimento . Il terreno tra le 2 batterie da 9 V è un buon punto.

Non sono necessari altri simboli di messa a terra a meno che non si desideri che abbiano un collegamento diretto con la stessa terra (tra le batterie).

Se aggiungi una massa al terminale - di V1, la corti a terra e interrompi il funzionamento del circuito .

Quindi no, non dovrebbe essere aggiunto alcun terreno non nel simulatore e nemmeno nel mondo reale!

Ma questo circuito non funzionerà bene perché non esiste un percorso per le correnti di base dei transistor . Devi impostare una tensione in modalità comune usando resistori che forniranno anche quella corrente di base.

Per risolvere ciò, procedi come segue:

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

La sorgente di tensione CC V2 deve essere una tensione nell'intervallo di modo comune che l'amplificatore può gestire. Puoi anche rendere V2 zero e rimuoverlo.

Questa soluzione preserva la natura differenziale dei segnali. Potresti anche mettere a terra (o applicare una tensione CC) su un lato (vedi la risposta di Trevor) e funziona, ma il segnale non è più differenziale.

La corrente viaggia in loop. Quando un sistema fluttua rispetto all'altro, significa che i loop non sono in comunicazione (non collegati).

Prendi in considerazione un'auto della metropolitana di New York. Il grande loop va dalla sottostazione, alla terza rotaia, al sistema di propulsione per auto, alle guide di scorrimento e al ritorno alla sottostazione. Non c'è modo di isolare le ruote dal telaio della macchina, quindi il telaio fa parte del circuito grande. A volte un'auto perderà il contatto con le rotaie di scorrimento a causa di neve, ghiaccio, ruggine ecc. Se ci fossero dei ponticelli di terra tra le auto, la corrente di propulsione proverebbe a ritornare attraverso quel ponticello di terra a un'auto con un buon contatto.

Esiste anche un sistema di controllo che consente al motorman di controllare il sistema di propulsione di ciascuna vettura, rilevare porte aperte bloccate, annunci, citofono del conduttore, ecc. Ecc. Non si desidera che la corrente di propulsione ritorni attraverso i fili di controllo . Quindi questo sistema è isolato, o "fluttuante", dalla corrente di propulsione.

Nel tuo caso, l'altro sistema non è isolato dal tuo, perché è legato da Q3 e Q4. Questo attirerà l'altro sistema sul potenziale del tuo sistema. O viceversa, tutta una questione di prospettiva.

In teoria, non vuoi terra lì. Semmai, vuoi dividere il tuo vsin in due input additivi separati e mettere un terreno nel mezzo. Se metti una terra su entrambi i lati così com'è, finirai con un amplificatore che non funziona in modo ottimale. Questo perché stai fissando un lato dei tuoi ingressi a una singola tensione. La maggior parte degli amplificatori operazionali funzionano meglio con gli ingressi differenziali (un segnale sale mentre l'altro scende). La vsin divisa in due con un terreno in mezzo è il modo corretto di simularlo.

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

Il motivo per cui la spezia sta avendo problemi senza che tu crei un terreno di riferimento è perché vede l'amplificatore operazionale come uno schema a blocchi semplificato e non comprende gli interni dell'amplificatore operazionale. Tramite l'amplificatore operazionale, sei effettivamente collegato a terra ma le spezie non lo saprebbero mai perché utilizza un modello semplificato.

Nel mondo reale, non è necessaria un'onda sinusoidale doppia / divisa poiché la massa è solo un riferimento per misurare la tensione da. Un singolo ingresso sinusoidale in un amplificatore operazionale BJT probabilmente va bene senza alcun tipo di riferimento al di fuori dell'amplificatore operazionale. Se fosse un amplificatore operazionale MOSFET, consiglierei sicuramente di inserire resistenze di spurgo tra gli ingressi e la terra per evitare che segnali fluttuanti creino una tensione troppo elevata sugli ingressi dell'amplificatore operazionale. Anche su un amplificatore operazionale BJT, non sarei contrario ai resistori di spurgo per prevenire ulteriormente eventi imprevisti o catastrofici.

Per rispondere a Modifica 2 :
mentre può funzionare. Potrebbero comunque fornirti un diagramma semplificato di ciò che accade nel voltmetro o nel DAQ. Dovrebbe esserci qualche circuizione di sicurezza in atto per prevenire differenze potenziali estreme tra i dispositivi che non condividono i motivi. Ciò può avvenire sotto forma di resistori di spurgo ad alta resistenza o diodi zener sul DAQ o sul voltmetro. Senza un qualche tipo di protezione del circuito, ci sono buone probabilità che ESD distrugga il dispositivo.

L'altra cosa da tenere a mente qui è che anche se i dispositivi non sono collegati esternamente alla stessa terra, sono comunque collegati indirettamente tra quei due fili ai rispettivi terreni. A seconda della tecnologia a transistor, questo può essere sufficiente nei dispositivi reali per prevenire qualsiasi tipo di problema di tensione fluttuante.

Smetti di usare la parola terra e inizierai meglio. Fare riferimento ad esso come un punto di riferimento comune. Il blu è solo blu previo accordo. Lo stesso vale per i circuiti elettrici; cioè il terreno è terreno solo su accordo. Il galleggiamento, in breve, è come il gatto di Schrodinger; è sia postivo che negativo fino a quando non lo misuri, ma solo al momento in cui lo misuri. Di tanto in tanto postivo e talvolta negativo e tale è questo post.