Rumore di 50 hz - massa oscilloscopio e massa circuito

[DavidOne71]

Buongiorno a tutti, ho realizzato una scheda simile ad un preamplificatore audio e come al solito mi ritrovo a combattere con il ronzio a 50 hz.

In particolare mi succede che quando attacco la massa dell'oscilloscopio alla massa del circuito di cui sopra, l'altoparlante emette il suddetto rumore e sull'osilloscopio, misurando all'uscita dell'ampli, mi da 300mVpp. Nella mia casa non ho la messa a terra (sfigato lo so) e ho collegato un filo tra la massa dell'oscilloscopio e il calorifero ed il rumore si è attenuato moltissimo.

Domanda:

Ma quando si progetta un pcb è necessario metterlo a terra?

Che regole devo tenere nella progettazione dei pcb per i rumori a 50hz?

Ho provato a fare un pcb con piano di massa ma non ho risolto un granche.

Un po megglio portando le masse in un unico punto.

Mi piacerebbe capire cosa succede elettricamente quando unisco la massa dell'oscilloscopio alla massa del circuito in esame o anche quando metto a terra il o i circuito/i

Spero che qualcuno mi dia una delucidazione in merito perchè e da anni che mi ritrovo sempre gli stessi problemi e li risolvo, non sempre, con metodi empirici tipo taglio delle piste ecc

Grazie in anticipo

Saluti a tutti

[Maurizio2005]

Ciao,

Uso, come programma CAD, Eagle 4.0 nella versione freeware e ti dirò di aver costruito molti preamplificatori e amplificatori, oltre che circuiti logici. All'inizio mi cervellavo nel trovare, praticamente a caso o quasi, la posizione più opportuna dei componenti per non avere ronzii (ad esempio piste del segnale di INPUT lontane dalle piste del segnale di OUTPUT, piste di alimentazione dimensionate correttamente e filtrate da capacità distribuite). Poi ho cominciato a realizzare circuiti che hanno un piano di massa e da quel momento i componenti posso quasi sistemarli a caso ottenendo ottimi risultati.

Solo in un caso, preamplificatore con altissima sensibilità di ingresso ( 0.1 mV, oltretutto su alta impedenza), ho dovuto aggiungere il secondo piano di massa sul layer superiore.

Tieni presente che usando i piani di massa il numero dei collegamenti (ovvero il numero delle piste che avremmo se stessimo lavorando senza piani) diminuisce drasticamente e di conseguenza anche lo sbroglio diventa più semplice. Inoltre con i piani di massa la quantità di rame da asportare dal PCB con il percloruro ferrico diventa molto inferiore con tutti i vantaggi che ne derivano.

Infine, mettere a massa l'oscilloscopio utilizzando il termosifone è sicuramente efficiente ma per maggior sicurezza installerei la discesa di terra !

Buon lavoro

[tesla88]

Finche non avrai un impianto di terra efficente non risolverai mai la cosa, infatti se anche il tuo preamplificatore risultasse perfettamente schermato e progettato a dovere, non appena tu colleghi un apparecchio , tipo un amplificatore, oppure anche l'oscilloscopio , non avendo questo una messa a terra , tutti i disturbi e la tensione ch viene indotta da quella di rete al telaio o alla massa dell'apparecchio verrà poi inviata al to preamplificatore col risultato che otterrai sempre un bel 50Hz.....................

Ti ricordo che inoltre la messa a terra di molti apparecchi è obbligatoria, soprattutto per la tua sicurezza , se vi fosse un guasto , le parti metalliche , le masse elettriche potrebbero portarsi ad un potenziale pericoloso!! Inutile dire che senza impianto di terra il "salvavita" o meglio l'interuttore differenziale è inutile!!

Io chiamerei subito un elettricista qualificato e farei installare l'impianto di messa a terra!

[DavidOne71]

una domanda a Maurizio: dove posizioni il trasformatore?

Finche non avrai un impianto di terra efficente non risolverai mai la cosa, infatti se anche il tuo preamplificatore risultasse perfettamente schermato e progettato a dovere, non appena tu colleghi un apparecchio , tipo un amplificatore, oppure anche l'oscilloscopio , non avendo questo una messa a terra , tutti i disturbi e la tensione ch viene indotta da quella di rete al telaio o alla massa dell'apparecchio verrà poi inviata al to preamplificatore col risultato che otterrai sempre un bel 50Hz.....................

però se non ricordo male ci sono parecchi stereo hifi casalinghi che non hanno la presa di terra, come mai non fanno rumore? anche l'amplificatore che ho costruito non ha la presa di terra e non fa rumore! ma proprio per niente.

Ti ricordo che inoltre la messa a terra di molti apparecchi è obbligatoria, soprattutto per la tua sicurezza , se vi fosse un guasto , le parti metalliche , le masse elettriche potrebbero portarsi ad un potenziale pericoloso!! Inutile dire che senza impianto di terra il "salvavita" o meglio l'interuttore differenziale è inutile!!

A parte l'inutilità del differenziale, sono pienamente daccordo con te.

[tesla88]

Nessuno dice che sia inutile il differenziale , ma piuttosto che non possa adempiere al suo compito se nell'impianto non è presente il conduttore di terra .

Si , in effetti esistono anche apparecchi con contenitore metallico che non hanno la spina con polo di terra, e credo che non sia a norme la cosa...............comunque sta di fatto che l'oscilloscopio immagino propio che abbia la spina con messa a terra e quindi non sta operando nel modo migliore, anzi non fa che buttare "rumore" nel tuo pre-amp..................

Ciao!

[marcoasso]

Anche i televisori,videoregistratori ecc. ecc. , non hanno la presa di terra perchè hanno un isolamento che non necessita di tale connessione (apparecchiature in doppio isolamento, il simbolo è costituito da due quadrati uno dentro l'altro ).

Modificato: 4 settembre 2008 da marcoasso

[dott.cicala]

tesla88+3/09/2008, 18:17--> (tesla88 @ 3/09/2008, 18:17)

Perchè è inutile il differenziale senza presa di terra?

Il differenziale non fa altro che rilevare la differenza fra la corrente tra i due conduttori Fase e Neutro, a prescindere dalla presenza del collegamento di terra.

Quando questa differenza supera il valore di sensibilità del "salvavita", normalmente 30mA x gli impianti civili, quest'ultimo interviene scollegando l'utenza. Se avviente quanto detto, significa che c'è una dispersione di corrente e che parte della corrente uscente non "ritorna" attraverso il neutro ma magari dal ditino del malaugurato smanettone, percorrendo il suo corpo i suoi piedini e arrivando al pavimento, che è sicuramente a terra.

Adesso no so come siano attualmente le normative, ma quando mi occupavo di questo, appena era uscita la 46/90, se non era possibile installare l'equipotenziale, per ottenere la certificazione di conformità comunque era obbigatoria la presenza almeno del MT differenziale.

Il differenziale non funziona se a valle si interpone un trasformatore di isolamento...

[tesla88]

Esatto , però molti amplificatori hanno lo chassis in materiale metallico e sopratutto avendone aperti qualche centinaio sarei pronto a dire che non si possano considerare apparecchi in classe II..................

Se un apparecchio per un guasto , porta ad una tensione pericolosa la sua carcassa , non essendo questa messa a terra , il differenziale non interviene!

Certo se si tocca la carcassa a piedi scalzi , si chiude il circuito verso terra e il differenziale interviene, ma sinceramente preferirei che questo lavoro lo faccia il conduttore di terra!

Ciao!

[dott.cicala]

Sì ma se non ci fosse il differenziale, invece che essere interrotta la linea, in caso di contatto, l'apparecchio rimarrebbe sotto tensione. Il magneto-termico non interverrebbe fino al superamento della sua corrente d'intervento, 16A mettiamo.

Senza differenziale, ti devi prendere una sbattuta di olte 16A per far scattare il MT, in queste condizioni sarebbe la morte certa per lo sventurato; con il differenziale oltre i 30mA la linea verrebbe sconnessa e ci sarebbe un margine di sopravvivenza all'elettrocuzione sicuramente molto ma molto più grande.

Non mi sembra una "differenza" trascurabile.

Quindi, è assolutamente sbagliato dire che è inutile avere il differenziale se non c'è la terra, non credi?

E' un fatto normato, non un' opinione.

[tesla88]

Ho già detto che non intendevo fosse inutile, forse devo ripeterlo?

[dott.cicala]

Mah, io non ho capito bene, il quote di ciò che hai scritto mi sembrava chiaro.

Affermi che il differenziale se non c'è la terra è inutile.

Comunque, lascio perde per 2 motivi:

1) Non è la sezione adatta

2) Noto un po' troppa arroganza nelle poche righe che hai scritto nell'ultima risposta

e questo mi infastidisce non poco.

Credo che partecipando ad un forum, si debba accettare la discussione e le eventuali critiche, un po' di umiltà poi non guasta,

riassumendo: Sentiti un po' meno professore di tanto in tanto. Ti può far solo bene.

CHIUDO

[Simons]

bboooni state bbbooooni

scusate l'ignoranza: il magnetotermico non è altro che il contatore dell'enel giusto? mentre il differenziale è il salvavita che c'è dopo..

scusate la domanda banale

[tesla88]

Allora, innanzitutto porgo le mie sincere scuse al Dott.Cicala , e a chiunque si possa sentire offeso per ciò che ho scritto .............

Vorrei concludere la faccenda in quando stiamo andando Off Topic , forse sarebbe stato meglio riproporre il problema nella sezione di impiantistica .

Non ho mai pensato di essere un professore , però ho compiuto studi di elettrotecnica e automazione .............

Ad ogni modo leggendo la discussione si può notare che la mia prima affermazione sull'inutilità del diferenziale era poi stata "modificata" .

Ciò che voglio dire è che il differenziale non è certamente inutile , ma se nell'impianto non c'è la messa a terra molto difficilmente riuscirà a rilevare una dipersione per un guasto a un apparecchio o simile ................non credo che lo scopo principale del differenziale sia quello di togliere tensione nel momento in cui facciamo da passaggio alla corrente fra una "massa" e la terra. Penso che il suo scopo si a quello di prevenire che ciò possa accadere, mi sembra logico che senza la messa a terrra dell'impianto ciò possa avvenire , vorrei precisare inoltre che potrebbe accadere che un apparecchio con guasto verso terra resti per molto tempo in questa condizione prima di accorgercene. Io preferisco che sia il conduttore di terra a portare portare a terra la corrente di guasto e non a sperimentaarlo sulla mia pelle!

Inoltre in particolari condizioni anche il 30mA può essere dannoso alla salute se non fatale!

Dopo tutto mi sembra che sia obbligatoria la messa a terra dell'impianto , ci sarà una ragione fondata.

Detto questo , sperando di non essere stato troppo sgarbato e di non aver fatto troppo il professore , mi auguro di aver chiarito la faccenda e di esser stato compreso.

Distinti saluti.

[Livio Migliaresi]

che strano leggere certi 'commenti'; credo che a volte ci si lasci andare e si trascuri il senso più importante che ci tiene 'uniti':

Lo scopo del forum?

creare una comunità di amici appassionati con cui discutere, confrontarsi e, soprattutto, a cui chiedere aiuto in caso di bisogno.

[tesla88]

Beh il magnetotermico è un dispositivo di protezione che interviene in caso di sovracorrente o cortocircuito, la parte termica per la sovracorrente e quella magnetica in caso di cortocircuito.

Il differenziale detto impropriamente salvavita (anche perchè mentre il salvavita si riferisce alle taglie di 10mA - 30mA , esistono taglie maggiori es. da 300mA-1A usate spesso in ambito industriale) è un dispositivo che interviene quando vi è una differenza fra le correnti di linea , ne esistono di monofase e trifase , il differenziale interrompèe l'alimentazione in caso di dispersione verso terra.

Spero di aver chiarito i tuoi dubbi.

Ah quello sui contatori ENEL è un po' particolare, su quelli vecchi era un magnetotermico di taglia adeguata alla richiesta (16A per il civile) , oggi invece vi son modelli con magnetotermico da 32 o 63 A , limitati poi elettronicamente (l'intervento è elettronico) e addirittura modelli con sezionatore (sempre ad intervento elettronico per conto di un limitatore)...............in pratica un circuito elettronico quando si accorge che l'assorbimento è troppo elevato fa intervenire l'interruttore. In questo modo si può aumentare la potenza contrattuale senza cambiare il magnetotermico.

Ciao!!

[DavidOne71]

scusate se disturbo, forse mi sono espresso male?

io avrei voluto qualche consiglio su come eseguire al meglio un pcb per non incappare ancora nei disaturbi a 50 hz, oppure non si può fare niente?

E volevo capire cosa succede elettricamente, quando collego l'oscilloscopio al mio corcuito..

Avrei voluto anche la risposta di Maurizio.

ma se qualcuno ha la sua esperienza da raccontare ben venga!

grazie

Saluti

[Maurizio2005]

Per DavidOne71 :

La discussione mi sembra sia 'degenerata' nell'uso del differenziale !!!

A me non sembra proprio che si volesse parlare di dispersioni di corrente sulla linea, ma al contrario di rumore indotto sullo stampato dai 50Hz della rete.

Credo, quindi, che la discussioni precedenti dovrebbero essere contenute in altro forum.

Tornando al problema iniziale, io procederei nel seguente modo:

1 - Realizzare PCB con piani di massa (normalmente il solo piano di massa realizzato nel Bottom layer è sufficiente, solo in casi rari è necessario realizzare anche il piano di massa nel Top)

2 - Posizionamento del trasformatore al di fuori dello stampato ed in posizione più possibile lontana. ( questo implica realizzare anche uno stampato a parte per il solo alimentatore.)

3 - Orientamento del trasformatore di alimentazione ruotandolo sperimentalmente sul suo asse (asse delle spire degli avvolgimenti), fino ad ottenere il minimo segnale di ripple(spostarlo al massimo di 90°)

4 - Se il punto precedente non dovesse dare risultati soddisfacenti si potrebbe sistemare il trasformatore non sullo stesso piano del PCB ma su un piano ortogonale (vedi le pareti laterali del contenitore o anche il fondo del contenitore)

5- se il contenitore che racchiude il preamplificatore non è metallico applicare sotto lo stampato un pannello di materiale conduttivo, alluminio ad esempio, e collegarlo alla massa dello stampato in un solo punto, ossia evitare tassativamente anelli di massa che creano correnti indesiderate e quindi rumore.

6- Utilizzare, specie per segnali dell'ordine delle decine di microvolt, schemi circuitali del tipo bilanciato (ossia segnali che non hanno un filo riferito a massa) e che raggiungono valori di CMRR ( reiezione di modo comune) dell'ordine di 100dB.

Ti farò un esempio di ciò che potrai ottenere con preampli ad ingresso differenziato :

Devi sapere che ho fatto installare, negli stessi tubi dell'impianto elettrico di casa, un doppio anello (stereo) che gira praticamente in tutte le stanze di casa e mi serve per posizionare l'amplificatore e le casse dove è più opportuno, In pratica ogni cassetta (presa di corrente) contiene anche un connettore di BF, dove posso entrare con l'uscita altoparlante dell'amplificatore oppure uscire verso la cassa acustica. E' evidente che essendo l'anello realizzato con cavo non schermato ed essendo i cavetti strettamente a contatto con cavi attraversati da forti segnali saranno innondati da rumore. (nota che per i segnali ad alto livello come quelli di una cassa acustica non avvertirai nessun rumore indotto)

Ebbene ho utilizzato questo anello nella sua massima estensione (circa 30m.) come cavo di prolunga di un microfono magnetico (1mV-200 ohm) ed ho collegato l'uscita del cavo all'ingresso di un pre bilanciato. Il rumore riscontrato è stato minimo. Per controprova se colleghi un mic. ad un pre di tipo sbilanciato con cavo normale, già con lunghezze di alcuni cm. il segnale diventa completamente inintellegibile.

Ciao e buona sperimentazione

[DavidOne71]

ooo finalmente!!!, hai centrato perfettamente nel segno

..mi è sembrato anche a me!

è quello che non ho fatto e da quanto scrivi purtroppo, lo dovrò fare

io speravo in una risposta del tipo: devi curare il tracciato delle piste ...ecc

in effetti e quello che ho fatto ma con scarsi risultati

ne ho troppi da fare e diventerebbe un pò troppo complicato

questa mi piace di più proverò a sperimentarlo

Ho visto CMRR allora magari se cambio tipo di op-amp, uso il TL084,

miglioro qualcosa?

questo esperimento mi piace e servirà sicuramente anche a me

E delle masse tra oscilloscopio e circuito in esame, cosa ne pensi?

Sperimentalmente havevo provato a collegare la massa del circuito a terra, (calorifero) lo sò non è attendibile anche perchè non sò il suo valore omico, e non sempre riuscivo a togliere il rumore anzi se la lasciavo scollegata era meglio;

è per questo che chiedevo che relazione aveva la massa dell'oscilloscopio, circuito e messa a terra.

Però mi interessava da un punto di vista elettrico (non dal punto di vista della sicurezza)

Comunque ti ringrazio per tutto quello che mi hai detto, ne farò tesoro!

Grazie mille ancora

ciao