Wie hoch ist das Gleichtaktunterdrückungsverhältnis des AC-Stromtastkopf-Prototyps?

Als Lieferant von AC-Stromtastkopf-Prototypen werde ich oft nach dem Gleichtaktunterdrückungsverhältnis (Common Mode Rejection Ratio, CMRR) dieser raffinierten kleinen Geräte gefragt. Schauen wir uns also genauer an und erklären, worum es bei CMRR geht und warum es für unsere AC-Stromtastkopf-Prototypen wichtig ist.

Was zum Teufel ist CMRR überhaupt?

CMRR ist ein Maß dafür, wie gut ein Gerät Gleichtaktsignale unterdrücken und gleichzeitig Gegentaktsignale verstärken kann. Einfacher ausgedrückt ist ein Gleichtaktsignal eine Spannung, die an beiden Eingangsanschlüssen eines Geräts in derselben Phase und Amplitude auftritt. Betrachten Sie es als ein unerwünschtes Rauschen oder eine Störung, die Ihre Messung beeinträchtigen kann. Andererseits ist das Differenzmodussignal das eigentliche Signal, das Sie messen möchten und das die nützlichen Informationen enthält.

Für einPrototyp einer WechselstromsondeDer CMRR ist von entscheidender Bedeutung, da er bestimmt, wie genau die Sonde den Strom messen kann, ohne dabei Hintergrundrauschen oder Interferenzen zu berücksichtigen. Wenn der CMRR niedrig ist, kann der Tastkopf viele Gleichtaktsignale erfassen, die sich in Ihren aktuellen Messungen als Fehler zeigen.

Warum ist CMRR für Wechselstromtastköpfe wichtig?

In elektrischen Systemen, insbesondere in Industrie- und Energieanwendungen, gibt es eine Menge elektromagnetischer Störungen (EMI). Diese EMI kann Gleichtaktsignale erzeugen, die das tatsächliche Stromsignal, das Sie messen möchten, leicht übertönen können. In einer Fabrik beispielsweise, in der viele große Motoren laufen, wird es in der Umgebung viel elektrisches Rauschen geben.

Eine Wechselstromsonde mit einem hohen CMRR kann all dieses Rauschen durchsieben und den durch einen Leiter fließenden Strom genau messen. Dies ist besonders wichtig für Aufgaben wie die Analyse der Stromqualität, bei denen selbst ein kleiner Fehler bei der Strommessung zu falschen Beurteilungen der Leistung eines elektrischen Systems führen kann.

Wie wird CMRR gemessen?

CMRR wird normalerweise in Dezibel (dB) ausgedrückt. Je höher der dB-Wert, desto besser kann das Gerät Gleichtaktsignale unterdrücken. Um den CMRR eines Wechselstromtastkopf-Prototyps zu messen, legen wir normalerweise ein Gleichtaktsignal bekannter Größe an beide Eingangsanschlüsse des Tastkopfs an und messen den Ausgang. Dann legen wir ein Differenzmodussignal an und messen den Ausgang erneut.

Die Formel zur Berechnung des CMRR lautet:
[ CMRR = 20\log\left(\frac{A_d}{A_c}\right) ]
Dabei ist (A_d) die Differenzmodusverstärkung der Sonde und (A_c) die Gleichtaktverstärkung.

Nehmen wir an, wir haben einen Wechselstromtastkopf-Prototyp. Wir stellen fest, dass die Differenzmodusverstärkung (A_d) 100 und die Gleichtaktverstärkung (A_c) 0,1 beträgt. Wenn wir diese Werte in die Formel einsetzen, erhalten wir:
[ CMRR = 20\log\left(\frac{100}{0,1}\right)=20\log(1000) = 60\text{ dB} ]

Ein CMRR von 60 dB ist in Ordnung, aber bei einigen hochpräzisen Anwendungen benötigen wir möglicherweise einen Tastkopf mit einem viel höheren CMRR, sagen wir 80 dB oder mehr.

Faktoren, die CMRR in Wechselstromsonden beeinflussen

Es gibt mehrere Faktoren, die den CMRR eines AC-Stromtastkopf-Prototyps beeinflussen können. Einer der Hauptfaktoren ist das Design der internen Schaltkreise der Sonde. Ein gut konzipierter Tastkopf verfügt über symmetrische Eingangsschaltungen, die Gleichtaktsignale wirksam unterdrücken können.

Auch die Qualität der in der Sonde verwendeten Komponenten spielt eine große Rolle. Bei hochwertigen Widerständen, Kondensatoren und Verstärkern ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass Fehler auftreten, die das CMRR verschlechtern können. Wenn beispielsweise die Widerstände in der Sonde eine große Toleranz aufweisen, kann dies zu einem Ungleichgewicht in den Eingangskreisen führen, was zu einem niedrigeren CMRR führt.

Ein weiterer Faktor ist die Abschirmung der Sonde. Eine gute Abschirmung kann verhindern, dass externe elektromagnetische Störungen in den Eingang des Tastkopfs einkoppeln und das CMRR beeinflussen. In unseremPrototyp einer WechselstromsondeWir verwenden hochwertige Abschirmmaterialien, um die Auswirkungen externer Störungen zu minimieren.

Vergleich unseres AC-Stromtastkopf-Prototyps mit anderen Produkten

Wenn Sie sich die verschiedenen Wechselstrom-Tastköpfe auf dem Markt ansehen, werden Sie eine große Bandbreite an CMRR-Werten feststellen. Einige kostengünstige Sonden können ein CMRR von etwa 40–50 dB haben, während hochwertige Sonden ein CMRR von über 100 dB haben können.

Unser AC-Stromtastkopf-Prototyp bietet ein gutes Gleichgewicht zwischen Kosten und Leistung. Mit einem CMRR von etwa 70–80 dB ist es für die meisten Industrie- und Forschungsanwendungen geeignet, bei denen genaue Strommessungen erforderlich sind. Es ist nicht so teuer wie einige der Ultra-High-End-Sonden, bietet aber dennoch zuverlässige Leistung in lauten Umgebungen.

Weitere Prototypen in unserem Portfolio

Während wir großen Wert auf Wechselstrom-Prototypen legen, bieten wir auch andere coole Prototypen in unserer Produktlinie an. Wir haben zum Beispiel dasHakenschienenstopper Prototyp. Dieser Prototyp wird in mechanischen Systemen verwendet und ist darauf ausgelegt, die Bewegung von Haken auf Schienen präzise zu stoppen. Das hochpräzise Design gewährleistet einen zuverlässigen und wiederholbaren Betrieb.

Ein anderes ist dasPrototyp einer Edelstahlspule. Dieser Prototyp eignet sich hervorragend für Anwendungen, bei denen Sie eine langlebige und korrosionsbeständige Spule benötigen. Ob für elektrische Transformatoren oder Heizelemente, unser Prototyp einer Edelstahlspule kann die Leistung liefern, die Sie benötigen.

Kontaktieren Sie uns für Ihre Prototypen-Anforderungen

Wenn Sie auf der Suche nach einem Wechselstromtastkopf-Prototyp oder einem unserer anderen Prototypen sind, sind wir hier, um Ihnen zu helfen. Ganz gleich, ob Sie ein Forscher auf der Suche nach präzisen Messwerkzeugen sind oder ein Ingenieur, der an einem neuen Produktdesign arbeitet, unsere Prototypen können Ihren Anforderungen gerecht werden.

Wir verstehen, dass jedes Projekt anders ist, und sind bereit, mit Ihnen zusammenzuarbeiten, um unsere Prototypen an Ihre spezifischen Bedürfnisse anzupassen. Zögern Sie also nicht, uns zu kontaktieren und ein Gespräch über Ihre Beschaffungsbedürfnisse zu beginnen. Wir sind gespannt, wie unsere Prototypen zum Erfolg Ihrer Projekte beitragen können.

Referenzen

• Horowitz, P. & Hill, W. (1989). Die Kunst der Elektronik. Cambridge University Press.
• Sedra, AS und Smith, KC (2015). Mikroelektronische Schaltkreise. Oxford University Press.