Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Symetryzator Video z izolacją galwaiczną. Jak obliczyć.

28 Kwi 2012 21:30 4955 28
  • Poziom 43  
    Witam.
    Potrzebuję zbudować balun Video (coś podobnego do tego (tam nie napisali ale z innych źródeł wiem że on niby konwertuje też w kierunku BNC-->UTP))
    tyle że z izolacją galwaiczną.
    Jak by ktoś nie wiedział to chodzi o skonwertowanie asymetrycznego sygnału Video (50Hz...6MHz) 75Ω z kamery do symetrycznego 120Ω do kabla FTP (skrętki).
    Niestety nigdzie nie mogę znaleźć informacji na temat obliczania balunów w ogóle (chodzi mi o obliczanie indukcyjności), a co dopiero takich dziwolągów jak balunów izolowanych galwaicznie (i nawet się nie dziwię bo to chyba dość niepopularny temat).
    A jeszcze mniej o balunach o tak szerokim zakresie przenoszenia częstotliwości.
    Domyślam się że gdyby działający balun był zbudowany tak:
    Symetryzator Video z izolacją galwaiczną. Jak obliczyć.
    to mógł bym go w ten sposób łatwo przerobić na balun izolowany (zachowując liczbę zwojów):
    Symetryzator Video z izolacją galwaiczną. Jak obliczyć.
    Mam rację?
    Pomyślałem więc że spróbuję przerobić balun który akurat wpadł mi w ręce (taki jak w linku wyżej).
    Niestety okazało się że jest to balun prądowy i jest wykonany tak:
    Symetryzator Video z izolacją galwaiczną. Jak obliczyć.

    No i tutaj zgłupiałem.
    Po pierwsze nie wiem jak przerobić balun prądowy na izolowany. Domyślam się że się nie da.
    Po drugie to jest balun 1:1 a więc chyba robi 150Ω.
    No to jest pewne niedopasowanie do kabla FTP (120R).
    Po trzecie po przeczytaniu tego:
    http://www.sp5jnw.sem.pl/technika/baluntesthtm/baluntest.pdf
    wyszło mi że balun dla najniższej przenoszonej częstotliwości powinien mieć reaktancję z 10 razy większą od impedancji źródła sygnału.
    A tutaj nie ma bo pojedyncza cewka ma 120mH co przy 50Hz daje 37Ω.
    I teraz mam pytania:
    Po co te 2 rezystory 51R? Czy balun sam z siebie nie ma odpowiedniej impedancji wyjściowej?
    Czy mój pomysł przeróbki baluna napięciowego ma sens?
    Czy w takim przypadku nawinięcie trochę mniejszej liczby zwojów w uzwojeniu wtórnym pozwoli mi na lepsze dopasowanie? (120R zamiast 150R)?
    Czy balun prądowy ma jakieś mniejsze wymagania na odpowiednią indukcyjność uzwojeń dla najniższej przenoszonej częstotliwości? No to ten ze sklepu ma 37R czyli niby wielokrotnie za małą, ale jednak działa (choć trochę marnie bo na tej połówce cewki która ma dawać sygnał o odwrotnej polaryzacji pojawiają się jedynie sygnały o małych częstotliwościach).
    Czy może nie i też powinien mieć większą indukcyjność?
    Więc robiąc balun napięciowy chyba powinienem dać znacznie więcej niż 75R, tak?
    Z góry dziękuję za odpowiedzi.
  • Pomocny post
    R.I.P. Zasłużony dla elektroda
    Witam.

    Aby odseparować się od napięć błądzących w różnych instalacjach "video" - to nie baw się w przeliczanie zwojów oraz dobór materiałów ferrytowych - tylko podlutuj sobie zestawy dwóch kondensatorów elektrolitycznych na napięcia nie niższe niż 25V połączonych "przeciwsobnie" dla przebiegów sinusoidalnych.

    Przykład i założenia :

    Symetryzator Video z izolacją galwaiczną. Jak obliczyć.

    Przykład dla konkretnych rozwiązań instalacyjnych prowadzonych do kamer przemysłowych :

    Symetryzator Video z izolacją galwaiczną. Jak obliczyć.

    Cena to około 2zł./sztuka - takiego odseparowania.


    Pozdrawiam.
  • Poziom 43  
    Niestety to nie raczej wchodzi w grę bo separacja musi przetrzymać 230VAC.
    Powodem jest stosowanie UPSa który na masie (akumulatorów) daje połowę generowanego przez siebie przebiegu 230V (względem ziemi). Niestety nie ja to wymyśliłem więc nie mam na to wpływu.
    Poza tym chcę się podszkolić w symetryzatorach :D (na tak szeroki zakres częstotliwości)
  • Pomocny post
    R.I.P. Zasłużony dla elektroda
    atom1477 napisał:
    Niestety to nie raczej wchodzi w grę bo separacja musi przetrzymać 230VAC.

    To daj kondensatory na wyższe napięcie np. 100µ/200V .
    Cytat:
    Powodem jest stosowanie UPSa który na masie (akumulatorów) daje połowę generowanego przez siebie przebiegu 230V (względem ziemi). Niestety nie ja to wymyśliłem więc nie mam na to wpływu.

    Rozumiem, że kamery są na ~230V . Pozwierać wszystkie masy (GND) i po kłopocie.
    Cytat:
    (na tak szeroki zakres częstotliwości)

    Widmo wizji jest dość małe (około 10MHz).

    Symetryzatory radiowe to już inna bajka. (KF czy UKF)
    Symetryzatory RTV już podchodzą pod częstotliwości 1GHz.


    Pozdrawiam.
  • Poziom 43  
    Cytat:
    To daj kondensatory na wyższe napięcie np. 100µ/200V.

    A nie pomyślałeś jaki wtedy będzie tam płynął prąd?
    http://www.elportal.pl/pdf/k04/57_13.pdf
    Mi wyszło 2,8A (100uF przy 115V).
    A to raczej nie do zaakceptowania.
    Nie mogę zmniejszyć pojemności (zwiększyć dolnej częstotliwości granicznej) bo zmniejszając niepożądany prąd sieciowy (50Hz) obetnę też impulsy synchronizacji które też mają 50Hz.

    Cytat:
    Widmo wizji jest dość małe (około 10MHz).

    Ale zaczyna się od 50Hz.

    Cytat:
    Rozumiem, że kamery są na ~230V . Pozwierać wszystkie masy (GND) i po kłopocie.

    Niestety nie bo wtedy będę miał 115VAC na masie rejestratora (masa kamer jest na "-" akumulatorów na których jest 115VAC).

    Kondensatory to jakieś rozwiązanie (choć raczej słabe z powodów dużego prądu).
    Ale mimo wszystko chciałbym się dowiedzieć jak się oblicza takie symetryzatory. Masz jakieś materiały?
  • Pomocny post
    Poziom 38  
    Niestety kondensatory nie załatwią sprawy, bo dla prądu o częstotliwości 50Hz będą miały małą oporność i prąd popłynie nawet jak zewrze ekrany. Separatory wideo te które galwanicznie udzielają obwody są robione na transoptorach. Miałem identyczny problem z separacją w systemie monitoringu, który modernizowałem, tam jakaś firma zasiliła kamery z różnych faz i parę kamer padło do tego jeszcze w dwóch obudowach dostały przebicia grzałki i zaczęła się jazda. Dobrze ze rejestrator uziemili, ale jak odłączałem kabel z jednej kamery to mnie "popieściło". Zacząłem przeliczać indukcyjność uzwojeń dla 50Hz, bo synchronizacja ma taką częstotliwość w sygnale PAL. Stwierdziłem że to niewykonalne ze względu na pasmo sygnału video i tłumienie takiego transformatora oporność uzwojeń i naskórkowość trzeba uwzględniać. Zastanawiałem się jak rozwiązać problem z separacją galwaniczną. Wymiana kamer na 12V czy zastosowanie optoizolacji nie wchodziła w grę, ponieważ właściciel systemu (budżetówka) nie miał na to kasy. Koszt separatora z optoizolacją to 1200 do ponad 2000 zł, kamery na 12V plus zasilacze i grzałki wyszły by jeszcze drożej. Problem rozwiązałem w ten sposób że nie separowałem sygnału wideo lecz zasilanie. Na zasilanie zarówno kamer jak i grzałek dałem transformatory sieciowe udało mi się kupić małe toroidalne po 40W. Wsadziłem je w obudowy i po problemie. Zastanów się nad takim rozwiązaniem bo ja też myślałem że uda się zrobić separatory na ferrytach.
  • Poziom 43  
    Izolacja zasilania też mogła by niby być.
    Myślałem też o czymś takim:
    http://pl.farnell.com/avago-technologies/hcpl-4562/transoptor-tranzystorowe-o-p/dp/492024
    ale pomyślałem że izolacja na balunie będzie tańsza.
    Mam rozumieć że nie będzie?

    Piszesz że to obliczałeś. Możesz więc mnie nakierować na jakieś materiały?
    Tak z ciekawości bym poczytał bo raczej już mnie przekonałeś żeby zaizolować to inaczej.
  • Pomocny post
    Poziom 38  
    Jeżeli transformator ma przenosić napięcia o częstotliwości fn np. 50Hz. bez zauważalnego osłabienia tej częstotliwości to wówczas indukcyjność jego pierwotnego uzwojenia (L1) powinna wynosić:
    L=1/ω*(Rw*Ro/Rw+Ro); Rw=75Ω Ro=150Ω
    to daje dla 50Hz L=0.08H znając L i AL rdzenia obliczasz liczbę zwoi pierwotnego. Dla przekładni 1:2 wtórne musi mieć 2x więcej zwoi. Rdzeń nie musi mieć dużego przekroju bo moc jest niewielka, ale musisz zmieścić na nim oba uzwojenia plus izolacja pomiędzy uzwojeniami wytrzymująca min 10 krotne napięcie sieci. Materiał rdzenia powinien mieć jak największe AL żeby zminimalizować liczbę zwoi a jednocześnie odpowiednią przenikalność początkową aby przenieść górną częstotliwość ~6MHz, więc rdzeń o fg 4-5MHz µ~850 np. z materiału Ferroxcube 4A11 lub podobnego. Do tej pory wszystko jest fajnie ale policzymy sobie ile zwoi musisz nawinąć np. dla rdzenia Ferroxcube TX55/32/18 z materiału 4A11 o AL=1635nH/1T dla pierwotnego trzeba 222 zw a dla wtórnego 444 zw. Musisz wziąć dość duży rdzeń ponieważ trzeba zmieścić oba uzwojenia. Ale i tak jesteś ograniczony wymiarem rdzenia więc możesz stosować drut określonej średnicy, teraz liczysz rezystancję drutu przyjmując średnią długość zwoju. Do ~50kHz efekt naskórkowości można pominąć ale im wyższa częstotliwość tym oporność drutu większa, więc i większe straty na ciepło. A straty w rdzeniu też trzeba uwzględnić. Na tym nie koniec gdyż cewka ma jeszcze pewną pojemność własną, przy takiej indukcyjności na jakiejś częstotliwości w zakresie częstotliwości pracy, wystąpią rezonanse własne uzwojeń zmieniające charakterystykę przenoszenia transformatora.
    Transoptory to najlepsze wyjście, oczywiście z liniową charakterystyką. Można taki układ zrobić samemu, ale zważ że w razie jak kogoś porazi prąd to będą się pytać czy urządzenie separujące ma odpowiednia klasę izolacji i czy masz uprawnienia do nadania tej klasy swojemu urządzeniu. Stosując transformatory sieciowe za to odpowiada producent a nie Ty.
  • Poziom 43  
    W zasadzie mi te parametry wydają się dość łagodne bo ten rdzeń co mam ma AL=7100 i były na nich uzwojenia o indukcyjności 0.12H.
    Czyli teoretycznie powinno to działać (Pomijając izolację bo wtedy uzwojenia były jedno na drugim czyli praktycznie bez izolacji. Testowałem przy konwersji 75Ω-->75Ω.). A nie działa. Pewnie przez pozostałe parametry.
    W takim razie chyba zostają mi inne rozwiązania.
    Dziękuję za pomoc.
  • Pomocny post
    Użytkownik usunął konto  
  • Poziom 43  
    Myślałem o tym.
    Tyle że ja myślałem o 100MHz i cewkach powietrznych.
  • Pomocny post
    Poziom 38  
    Kombinujecie jak koń pod górę, modulacja później demodulacja, fakt że przy takich częstotliwościach zrobić szerokopasmowy transformator to nie problem. Ale i tak dla każdej kamery trzeba osobne urządzenie z generatorem, modulatorem, wzmacniaczem i zasilaczem stabilizowanym do zasilania, a na końcu każdej linii demodulatory, nie wiadomo czy korektorów też nie trzeba by było dawać. Licząc wykonanie projektu wstępnego i jego sprawdzenie w "praniu", części, wykonanie płytek, obudowy (metalowe ze względu na ekranowanie), do tego czas pracy na wykonanie urządzeń i montaż, może wygenerować koszy większe niż zakup sieciowych transformatorów separujących. Każde włączenie jakiegoś urządzenia w linię pogarsza w jakimś stopniu stosunek sygnał szum. Nie chcę Cię na siłę przekonywać do mojego pomysłu, ale rozważ co będzie szybciej i taniej.
  • Pomocny post
    Użytkownik usunął konto  
  • Pomocny post
    Poziom 33  
    http://www.dipol.com.pl/transformator_video_tr-1m_z_wtykiem_bnc_do_skretki_utp_M16653.htm

    Za niecałe 20 zł bym sobie głowy nie zawracał kombinowaniem wykonania we własnym zakresie. A są jeszcze nawet tańsze, bez wtyku BNC - do montażu bezpośrednio na kablach.
    Niestety, dla żadnego z tych produktów nie określono wytrzymałości na przebicie pomiędzy strona symetryczną a niesymetryczną. Moja rada - kupić najtańszy i przetestować - ewentualnie zmodyfikować do pracy na wyższe napięcie.
  • Poziom 43  
    Nie nie koledzy. Tak dobrze to nie ma :D
    Słowo "transformator" w nazwie nic tutaj nie daje.
    Rozkręcałem wiele podobnych do podanych przez Was i żaden nie ma izolacji.
    Transformator to jest z racji tego że ma dwa uzwojenia, ale nie jest to podłączone tak że wejście jest na jednym uzwojeniu a wyjście na drugim. Jest inaczej, tak jak w moim pierwszym poście (Wejście to jedne końce uzwojeń, wyjście drugie końce uzwojeń. Czyli izolacji brak.).
    Jak by nie było w tym rozwiązaniu zastosuję po prostu izolowane zasilanie. Dziwne że sam na to nie wpadłem :D
    Mam też inne zastosowanie gdzie izolację chcę zastosować w celu ochrony przed szybkimi zakłóceniami (>>50Hz). Tam niestety izolowane zasilanie chyba odpada ze względu na pojemność wejście/wyjście transformatora lub przetwornicy DC/DC.
    Tam myślę zastosować inny układ który niedługo opiszę :D
  • Poziom 33  
    Znalazłem że na przykład firma IVEL Electronics z Częstochowy oferuje takie pasywne urządzenia z separacją galwaniczną (transformator) wytrzymującą do 600 V. Cena około 50 zł.
  • Poziom 38  
    atom1477 napisał:
    Mam też inne zastosowanie gdzie izolację chcę zastosować w celu ochrony przed szybkimi zakłóceniami (>>50Hz). Tam niestety izolowane zasilanie chyba odpada ze względu na pojemność wejście/wyjście transformatora lub przetwornicy DC/DC.
    Wystarczy że pomiędzy uzwojeniami transformatora separacyjnego będzie ekran połączony masą kamery. Ekran zwykle wykonuje się z izolowanej taśmy aluminiowej nawiniętej pomiędzy pierwotnym a wtórnym (nie może tworzyć zwartego zwoju). Dodatkowo możesz zastosować filtry przeciwzakłóceniowe symetryczne LC po stronie wtórnej trafa (przetwornicy). Ale walka z zakłóceniami to odrębna sprawa nie związana bezpośrednio z separacją.

    W sumie to jakieś badziewne kamery skoro nie mają odpowiedniej klasy izolacji. Ale tak to jest jak inwestor kieruje się tyko ceną, podobnie było w przypadku który opisywałem, zamontowano niewiadomego pochodzenia tanie kamery czarno białe. Teraz jak zamontowałem parę kamer kolorowych okazało się że w innych miejscach kolor by się też przydał.
  • Poziom 33  
    Ta separacja czasami się przydaje nawet w przypadku bardzo dobrej jakości kamer. Wystarczy że te kamery wiszą na terenie rozległym, na różnych budynkach, gdzie na przykład jest jakaś stacja transformatorowa SN/nn lub w pobliżu tory tramwajowe lub kolei zelektryfikowanej... Różnica potencjałów Ziemi może dochodzić do kilkunastu woltów pomiędzy tymi obiektami, co wiąże się z przepływem prądów wyrównawczych w kablach kamer.
  • Użytkownik usunął konto  
  • Poziom 43  
    Driver- napisał:
    Wystarczy że pomiędzy uzwojeniami transformatora separacyjnego będzie ekran połączony masą kamery. Ekran zwykle wykonuje się z izolowanej taśmy aluminiowej nawiniętej pomiędzy pierwotnym a wtórnym (nie może tworzyć zwartego zwoju).

    Chodziło mi o gotowe transformatory gdzie nie mam wpływu na to co tam jest (bez rozbierania i przerabiania co kończy się utratą ceryfikatów).
    Mogę jedynie zdecydować wcześniej jaki kupię (ale tutaj z kolei producent musiał by wcześniej udzielić takich informacji). No i cena pewnie powali.
    Tak więc tak jak już pisałem do tego konkretnego przypadku po prostu zastosuję izolowane zasilanie 12V. A do innych gdzie potrzeba izolować całość coś jeszcze wymyślę (taniego, bo drogiego to nie muszę wymyślać bo już jest).
  • Poziom 19  
    atom1477 napisał:

    Nie mogę zmniejszyć pojemności (zwiększyć dolnej częstotliwości granicznej) bo zmniejszając niepożądany prąd sieciowy (50Hz) obetnę też impulsy synchronizacji które też mają 50Hz.


    Ale zaczyna się od 50Hz.


    Coś poplątałeś. Sygnał wizyjny poszatkowany jest impulsami synchro, które służą też do utrzymywania poziomu odniesienia dla zawartości linii. Wystarczy, że transformator dobrze przenosi zawartość 1 linii czyli ma dolną częstotliwość przenoszenia około 15 kHz.
    Górną częstotliwość przenoszenia transformatora determinuje indukcyjność rozproszenia. Silnemu sprzężeniu uzwojeń (minimalna indukcyjność rozproszenia) staje na przeszkodzie izolacja uzwojeń (bezpieczeństwo).
    Kiedyś liczyłem transformator 10kW o pasmie przenoszenia 50Hz÷10kHz. Musiałem wykonać dwa, ponieważ tak szerokiego pasma nie udało mi się załatwić jednym transformatorem. Powodem była duża indukcyjność rozproszenia spowodowana dużymi odstępami izolacyjnymi uzwojeń - napięcie 15kV między uzwojeniami.
  • Poziom 38  
    Cytat:
    Sygnał luminancji (E’Y) jest to sygnał składowy całkowitego kolorowego sygnału wizji, który odpowiada całkowitemu sygnałowi wizji, stosowanemu w telewizji czarno-białej, służącemu do wytwarzania obrazów czarno-białych. W telewizji kolorowej sygnał luminancji tworzy obrys obrazu kolorowego. Dzięki sygnałowi luminancji odbiornik monochromatyczny może odtwarzać programy kolorowe w postaci obrazów czarno-białych.
    Sygnał luminancji odpowiada rozkładowi luminancji (jaskrawości) w obrazie optycznym, a jego pasmo częstotliwości zawiera się w granicach 0 - 6 MHz. Małe częstotliwości tego sygnału od 0 do 50 Hz nazywa się składową stalą - reprezentują one duże powierzchnie obrazu, tzw. tło obrazu.
    Duże częstotliwości sygnału luminancji od 50 Hz do 6 MHz nazywa się składową zmienną - dotyczą one treści obrazu (szczegółów). Im obraz jest bardziej szczegółowy, tym wyższe muszą być częstotliwości sygnału luminancji.

    :arrow: wzk Owszem jest poszatkowany impulsami synchronizacji, ale pomiędzy impulsami synchronizacji są przebiegi luminancji, częstotliwości przebiegu luminancji mogą być mniejsze bo zależą od zawartości obrazu.
  • Poziom 43  
    W takim razie skomentuję Was dwóch :D
    wzk: nie masz racji bo przebiegi synchronizacji mają też 50Hz. Tzn. jedne owszem mają 15kHz, ale są i inne i one mają 50Hz.
    Więc nie można ograniczać pasma do 15kHz. Czy nawet do powiedzmy 1kHz.

    Driver-
    : no niestety też nie masz racji. Owszem są składowe o niższych częstotliwościach, ale to nie są te z zawartości obrazu. Tylko właśnie te impulsy synchronizacji 50Hz.
    Składowe w obrazie, nazwijmy je "poziome", które mogły by mieć niższe częstotliwości, nie występują w sygnale video bo obraz jest odświeżany poziomo a więc te składowe są rozsiane po wielu ramkach. Zatem pasmo zawartości obrazu kończy się na ramkach a więc na 15kHz.
    Może jeszcze raz dla jasności. Sam obraz może mieć i nawet składowe stałe (0Hz), ale w sygnale CVBS ich już nie ma bo ten sygnał jest poszatkowany impulsami synchronizacji.
    Jak ktoś nie wierzy to może zrobić test i przefiltrować sygnał wizyjny podawany na wejście w telewizorze.
  • Poziom 19  
    Ależ Panowie, przyjrzyjcie się zespolonemu sygnałowi wizji - sądzę, że o takim sygnale idzie dyskurs.
    Treść wizji jest przesyłana pomiędzy impulsami synchronizacyjnymi. Mało tego - maksymalna amplituda wizji jest każdorazowo określana przez poziom wygaszania (synchro). Ten proces zachodzi z częstotliwością impulsów synchronizacji linii a więc gdzie tu jest miejsce na 50Hz lub DC dla transformatora?
    Co do impulsów synchronizacyjnych ramki (50Hz), to proszę się przyjrzeć w jaki sposób są one wytwarzane i od tej chwili zapomnicie o dolnej częstotliwości przenoszenia transformatora w okolicach 50Hz.

    Przechodząc do transformatora, to nawinięcie kilkudziesięciu zwojów skręconą linką złożoną z Kynaru na toroidzie ferrytowym powinno załatwić problem. Obliczenia pozostawiam Autorowi. Po zalakierowaniu i testu z 4 kV można spać spokojnie. :D
  • Poziom 43  
    wzk napisał:
    Co do impulsów synchronizacyjnych ramki (50Hz), to proszę się przyjrzeć w jaki sposób są one wytwarzane i od tej chwili zapomnicie o dolnej częstotliwości przenoszenia transformatora w okolicach 50Hz.

    No generatorem, nie?
    Nie rozumiem zatem dlaczego miało by tam nie być składowej 50Hz.
  • Poziom 19  
    Nie wiem jak Ci to wytłumaczyć prosto ale zobacz sobie jak wygląda sygnał wizji. Tam podstawowa informacja jest zawarta w 1 llinii czyli w czasie 64µs. Jest tam również zawarta informacja o impulsie synchro ramki jak i o poziomie bieli (czerni) tła obrazu.
    Wszystkie te informacje przesyłane są w czasie 64µs. Jeżeli Twój transformator dobrze przeniesie 1 linię sygnału wizji, tzn., że dobrze przeniesie cały sygnał wizyjny. Zadaniem odbiornika jest odtworzenie zarówno impulsów synchro ramki jaki i składowej stałej danego obrazu.
    Przecież w transmisji cyfrowej w ogóle nie zawracasz sobie głowy dolną częstotliwością przenoszonego pasma sygnału oczywiście po digitalizacji. Do kodeka należy pamiętać o całym widmie sygnału, który przesyłamy. Za dekoderem również. Pomiędzy koderem i dekoderem jest tor transmisyjny, który rządzi się swoimi prawami.
  • Użytkownik usunął konto