In het kort:
Enkele gereedschappen die ik gebruikt heb voor metingen aan lichtnetvervuiling
Verwante onderwerpen:
Voorzichtig! Gevaarlijke spanningen.
Meetprobe voor het audiofrequente gebied.
Meetprobe
voor wat hogere frequenties.
Meetprobe
voor nog hogere
frequenties .
Wat is er te zien in het spectrum.
Wat is er te zien met de meetprobe voor de hogere frequenties.
Voorzichtig! Gevaarlijke spanningen.
Let erop dat je met lichtnet spanning bezig bent. Aanraken kan ernstige gevolgen hebben. Een fout in de schakeling kan rook en vuur doen ontstaan. Als je over een scheidings / regeltransformator kunt beschikken gebruik die dan om voorzichtig en gescheiden van het lichtnet de spanning op te voeren en te zien dat alles volgens plan gaat.
Meetprobe voor het audiofrequente gebied
Voor
het meten
van de lichtnetvervuiling in het audiofrequente gebied heb ik een klein
transformatortje gebruikt van 230 Volt naar 12 Volt, en nog een paar
weerstandjes om het signaalnivo op ongeveer 0.6 Volt effectief te
brengen.
Verder gebruikte ik een Creative Labs USB audio apparaatje Audigy NX2
en de SpectrumLab analyser
software. Beide ondersteunen een sample frequentie van 96 kHz, zodat ik
tot 48
kHz kon meten.
Je kunt die software hier
downloaden, het is freeware. Gebruik wel het .INI bestand dat
meekomt met de
download. Zet dat bestand na het installeren in de programma map.
De
standaard instellingen van dit programma zijn voor een geheel andere
tak van
sport bedoeld.
Fig. 1. De meetprobe voor audiofrequente signalen op het lichtnet.
Hier voldoet een kleine printtrafo. Kies de weerstanden zo dat de ingang van de geluidskaart niet overstuurd wordt. Met 0.5 tot 1 Volt gaat dat meestal wel goed. Beide kanalen van de geluidskaart krijgen hetzelfde signaal. Ik had een 12-volt trafo ter beschikking.
Meetprobe voor wat hogere frequenties.
De meetprobe voor het frequentiegebied van 10 kHz tot 3 MHz bestaat uit een HF filterspoel die als scheidings transformator gebruikt is en een condensator voor het onderdrukken van de lagere frequenties. Deze vormen samen een 2e orde hoogdoorlaatfilter met een kantelpunt omstreeks 10 kHz. Er zijn dempwerstanden aangebracht om uitslinger verschijnselen tegen te gaan. Met behulp van een blokgolf generator is er gecontroleerd dat het frequentiebereikt klopt.
Fig.
2.
De meetprobe voor wat hogere stoor frequenties op het lichtnet.
C: 0.27 uF 1000 VAC/DC.
Trafo: Schaffner RN122-4 ontstoorspoeltje 2 x 3.3 mH.
Deze schakeling heeft een bandbreedte van 10 kHz tot 3 MHz.
Opm:
De
beperking van 3MHz komt door de spreidings zelfinductie van de trafo en
wellicht
door de verliezen in het kernmateriaal.
Met deze meetschakeling kun je uitstekend metingen doen tussen tussen
de fase en
de nul, en tussen de veiligheidsaarde en de nul. Bij metingen tussen de
veiligheidsaarde en een fase moet je er op rekenen dat er een grote
kans is dat
de aarlekschakelaar in de meterkast aanspreekt. De stroom die door de
0.27uF
condensator loopt is ca. 20 mA, en de inschakelstroomstoot kan flink
wat hoger
zijn, afhankelijk van het moment (de fase) waarop je inschakelt.
Als
je
echter een differentiele meting tussen fase en nul gedaan hebt en een
common-mode meting tussen veiligheidsaarde en nul, dan weet je in
principe ook
al hoe het er uit zal zien als je tussen veiligheidsaarde en fase zou
meten.
Waarschuwing: Sluit na afloop van een meting
tussen fase en nul de aansluitingen van deze probe kort zodat de
condensator ontladen wordt. Als je dat vergeet kun je een paar dagen
later nog steeds een erg onaagename schok krijgen van de lading die nog
in de condensator kan zitten. Een extra weerstandje van 1 MegOhm over
de condensator is ook voldoende.
Meetprobe
voor nog hogere frequenties.
Voor metingen boven pakweg 100 kHz volstaat een eenvoudig 2e
orde
hoogdoorlaatfilter om de 50 Hz te onderdrukken..
Fig.
3.
Meetprobe voor frequenties vanaf ca. 100 kHz
Dit filter onderdrukt de 50 Hz ca 100000x (100 dB)
Met deze probe kun je metingen doen tot de hoogste frequentie die je oscilloscoop kan weergeven.
Als je over een echte spectrum analyser beschikt moet er een transient onderdrukker tussen. Een serieweerstand van 50 Ohm en twee snelle diodes anti-paralell aan de analyser volstaan. De ingang van een spectrumanalyser is vaak niet bestand tegen de zeer korte, maar heftige inschakel piek die kan optreden als je de probe op de fase aansluit.
Zet de ingangs verzwakker van je meetinstrument op een vrij onvoelige stand voordat je de probe op het lichtnet aansluit.
Calibratie is niet nodig.
Voor
de
audiofrequente probe geldt dat als je die op een wandcontactdoos
aansluit je de 50 Hz
zoals hieronder zult zien. Je weet dat dat 230 Volt is. De andere
nivo's laten zich dan
eenvoudig berekenen.
De andere probes hebben een overdracht van 1 in het
doorlaatgebied.
Voor sommige gehoormatige proefjes in verband met een vermoeden van
stoorsignalen is het wenselijk om de volumeregelaar flink open te
draaien
terwijl er geen signaal is.
Je kunt dat doen door de CD/DVD speler op pauze te zetten, of zonder
plaat, maar
dan gaat het output circuit meestal in de mute-mode. Soms wil je er
zeker van
zijn dat alles in de CD/DVD speler ook meedoet.
Om dat voor elkaar te krijgen heb ik een "stilte bestand" gemaakt van
het type .WAV. Als je het op een CD of DVD brandt speelt het ongeveer 5
minuten.
Er staan uitsluitend nullen op als feitelijke data.
Je kunt het hier downloaden,
het is
maar 52 kBytes, maar als je het unzipt wordt het 53 Mbytes.
NB. een .WAV bestand bestaat uit een header van zo'n 50 bytes, en daarna komt de muziek, hier uitsluitend nullen. Zip had dat efficienter kunnen comprimeren.....
Wat is er te zien in het spectrum.
Fig. 3. Spectrum van de lichtnetvervuiling.
Dit is het spectrum van het lichtnet bij mij thuis. Je ziet de 230 Volt 50 Hz. op -6 dB. Dat wil zggen dat 0 dB overeen komt met 460 Volt.
-20 dB is dan 46 Volt, -40 dB 4.6 Volt, -60 dB 0.46 Volt en zo voort, voor iedere 20 dB een factor tien minder in spanning.
De 3e en de 9e harmonischen zijn -40 dB, dus 4.6 Volt. Boven 100 Hz zakt het naar -60 dB of 0.46 Volt en boven 6000 Hz wordt het erg stil met -120 dB of 0.46 milliVolt.
Wat is er te zien met de meetprobe voor wat hogere frequenties
Fig.
4. Tijd-domein beeld van
stoorsignalen op het lichtnet.
Bovenste spoor: 200
mV/div.
Onderste spoor: De lichtnet spanning, ca. 150 V/div.
Opvallend zijn de transiënten aan de rand van de afplattingen van de lichtnetsinus. Het feit ze daar zitten verbaast me niet, wel dat ze paarsgewijs positief en negatief zijn. Ik heb daar geen verklaring voor; ik zou ze om-en-om positief en negatief verwacht hebben.
Email me als je er een verklaring voor hebt.
Fig. 5. Radio 747AM
Common mode tussen veiligheidsaarde en nul. vert: 50 mV/div. hor: 1us/div.
Met enige moeite kon ik triggeren op een hoogfrequente component. Het bleek om Radio 747 AM te gaan.
Met een radio erbij was de correlatie met de spraak/muziek goed te zien & horen.