Confusión sobre el significado de flotar

Aquí definen estar flotando como:

Mencionan Sin conexión a tierra = Flotante.

Pero en otro foro alguien escribió:

La señal se considera flotante cuando no tiene la misma tierra con su dispositivo. La tierra no tiene nada que ver con eso. La tierra es solo otro terreno.

Estoy un poco confundido con el significado de flotar. ¿La fuente está flotando en el siguiente sistema ?:

Si no está flotando, ¿puede dar un ejemplo de un sistema donde la tierra de origen está flotando?

EDITAR:

Una fuente flotante está conectada a un amplificador diferencial. Si agrego un terreno donde la flecha roja señala, el circuito de simulación amplifica muy bien esta señal. Pero si no uso un terreno, la simulación se corrompe.

En realidad, ¿realmente necesitamos un terreno en ese punto o solo es necesario en la simulación SPICE? Porque si agrego un terreno, ya no está flotando en el diagrama. Esto es realmente confuso.

EDITAR 2:

Aún más confusión.

Siempre encuentro dicha topología de circuito para amplificadores diferenciales:

Tenga en cuenta que, por encima de las señales diff de entrada, es decir, la fuente y la diferencia. El amplificador vuelve a compartir el mismo terreno.

Pero cuando miro los terminales de entrada para un voltímetro o un diferencial. tablero de adquisición de datos finalizado, no hay terreno adicional. Hay entradas para -Vin y + Vin, pero no GND.

Imagine ahora que tengo un dispositivo que tiene una conexión a tierra analógica llamada AGND1 y este dispositivo tiene dos salidas diferenciales, digamos 2V y -2V en relación con su propio AGND1. Ahora si conecto sus salidas diferenciales al voltímetro o un diff. La placa DAQ finalizada que tiene su propio terreno lo llama AGND2, nos enfrentamos a una situación en la que AGND1 y AGND2 no están conectados. Pero aún así, estos sistemas funcionan de la siguiente manera:

Como puede ver en un voltímetro típico o con terminación diferencial. Conexión de placa DAQ no conectamos dos sistemas de tierra AGND1 y AGND2.

Entonces la diferencia. La topología del amplificador que encuentro utiliza motivos comunes, pero en realidad los motivos no están conectados.

Esto también es muy confuso ya que no sé de dónde viene mi falta de conocimiento.

Flotar es un término de voltaje y, como cualquier voltaje, debe tener una referencia.

Es decir: "El objeto A puede estar flotando con respecto al objeto B".

Si muestra el circuito, ambas conexiones están conectadas entre sí, por lo que la fuente, V1, NO está flotando con respecto al amplificador.

Sin embargo, si se trataba de un widget que funciona con baterías, sin ninguna otra conexión, todo está flotando con respecto al suelo debajo de sus pies.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

El siguiente esquema, por otro lado, tiene una fuente flotante.

^{simular este circuito}

Por cierto: solo para confundirte aún más, hay un significado completamente diferente de flotar.

En el siguiente esquema, las dos entradas A y B están desconectadas y a eso le llamamos flotante. En este caso, en realidad están atados al suelo a través de las barras desplegables, pero el extremo izquierdo todavía se considera flotante si las barras desplegables están allí o no.

^{simular este circuito}

En mi definición, un circuito está "flotando" si no fluye corriente cuando lo conecto a mi tierra o cualquier otro voltaje relativo a mi tierra, usando un cable.

Un circuito no está flotando cuando puedo hacer un flujo de corriente.

OK, puedo aplicar 1 millón de voltios y fluirá una corriente. Estoy hablando de aplicar una diferencia de voltaje que no dañará ningún componente ni romperá el aislamiento, etc.

En su primera imagen, la fuente correcta está flotando, si conecto un cable desde mi tierra o cualquier punto de mi circuito (la fuente conectada a tierra a la izquierda), entonces no fluirá corriente . Solo habría la conexión que acabo de hacer para que no pueda fluir corriente.

En su segunda imagen hay 2 conexiones entre la fuente a la izquierda y el amplificador a la derecha. Esto significa que estos circuitos no están flotando entre sí.

Creo que su confusión proviene de la declaración Ungrounded = floating .

"De hecho, la Tierra es solo una tierra (referencia). Imagine los circuitos A y B que están flotando entre sí, no pueden compartir una tierra (o cualquier otra conexión).

Si el circuito A está conectado a "tierra", entonces el circuito B no puede conectarse a "tierra" de ninguna manera. Si el circuito B estuviera conectado, ya no estaría flotando en relación con A.

Ambos circuitos A y B pueden tener una conexión a tierra, pero no pueden compartirla ni compartir ninguna otra conexión.

Mi batería o calculadora con energía solar llamada circuito C está flotando en relación con el circuito A y el circuito B, ya que no tiene conexiones de ningún tipo con A ni B.

Un truco simple para verificar si un circuito está flotando es dibujar una línea (punteada) para separar los dos circuitos. ¡La línea punteada no puede cruzar ningún cable!

Al igual que:

Tenga en cuenta que un símbolo de tierra se puede usar en más de un lugar y que realmente es una conexión, aunque no hay un cable visible.

No puedo dibujar una línea punteada para separar la fuente y el amplificador en su segunda imagen. Por lo tanto, no están flotando en relación entre sí.

Editar

Confusión sobre este circuito:

Realmente, ¡no es tan confuso!

Este es solo un circuito, por lo que podría flotar con respecto a tierra, pero no tiene que hacerlo. Realmente no hace ninguna diferencia ya que el terreno es solo un punto de referencia . El suelo entre las 2 baterías de 9V es un buen punto.

No hay necesidad de ningún otro símbolo de tierra a menos que desee que tengan una conexión directa a esa misma tierra (entre las baterías).

Si agrega una tierra al terminal - de V1, la cortocircuita a tierra e interrumpe el funcionamiento del circuito .

Entonces, no, no debe agregarse tierra, no en el simulador y tampoco en el mundo real.

Pero este circuito no funcionará bien porque no hay camino para las corrientes de base de los transistores . Debe establecer un voltaje de modo común utilizando resistencias que también suministrarán esa corriente base.

Para resolver eso haz esto:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

La fuente de voltaje de CC V2 debe ser un voltaje en el rango de modo común que el amplificador pueda manejar. También puede hacer que V2 sea cero y eliminarlo.

Esta solución conserva la naturaleza diferencial de las señales. También puede conectar a tierra (o aplicar un voltaje de CC) en un lado (vea la respuesta de Trevor) y eso funciona, pero la señal ya no es diferencial.

Viajes actuales en bucles. Cuando un sistema está flotando en relación con el otro, significa que los bucles no están en comunicación (no conectados).

Considere un vagón de metro de Nueva York. El gran bucle es desde la subestación hasta el tercer riel, el sistema de propulsión del automóvil, los rieles y la subestación. No hay forma de aislar las ruedas del chasis del automóvil, por lo que el chasis es parte del gran bucle. A veces, un automóvil perderá el contacto con los rieles debido a la nieve, el hielo, el óxido, etc. Si hubiera puentes de tierra entre los automóviles, la corriente de propulsión intentaría regresar a través de ese puente de tierra a un automóvil con buen contacto.

También hay un sistema de control que permite al motorista controlar el sistema de propulsión de cada automóvil, detectar puertas bloqueadas, anuncios, intercomunicador de conductores, etc., etc. Realmente no desea que la corriente de propulsión regrese a través de los cables de control . Entonces este sistema está aislado, o "flotando", de la corriente de propulsión.

En su caso, el otro sistema no está aislado del suyo, porque está vinculado por Q3 y Q4. Esto atraerá al otro sistema sobre el potencial de su sistema. O viceversa, todo es cuestión de perspectiva.

Idealmente, no quieres tierra allí. En todo caso, desea dividir su vsin en dos entradas aditivas separadas y poner un terreno en el medio de eso. Si pones tierra a cada lado de la misma tal como está, terminarás con un amplificador que no funciona de manera óptima. Esto se debe a que está conectando un lado de sus entradas a un solo voltaje. La mayoría de los amplificadores operacionales funcionan mejor con entradas diferenciales (una señal sube y la otra baja). El vsin dividido en dos con un terreno en el medio de ellos es la forma correcta de simular esto.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

La razón por la que Spice está teniendo problemas sin que usted establezca un terreno de referencia es porque está viendo su amplificador operacional como un diagrama de bloques simplificado y no comprende las partes internas del amplificador operacional. A través del amplificador operacional, en realidad estás conectado a tierra, pero Spice nunca lo sabría porque está usando un modelo simplificado.

En el mundo real, no necesita una onda sinusoidal dual / dividida ya que la tierra es solo una referencia para medir el voltaje. Una sola entrada de onda sinusoidal en un amplificador operacional BJT probablemente esté bien sin ningún tipo de referencia fuera del amplificador operacional. Si se tratara de un amplificador operacional MOSFET, recomendaría poner resistencias de purga entre las entradas y tierra para evitar que las señales flotantes creen un voltaje demasiado alto en las entradas del amplificador operacional. Incluso en un amplificador operacional BJT, no me opondría a las resistencias de purga para evitar más eventos inesperados o catastróficos.

Para responder Editar 2 :
Si bien esto puede funcionar. Es posible que todavía le estén dando un diagrama simplificado de lo que sucede en el voltímetro o DAQ. Debería existir un circuito de seguridad para evitar diferencias de potencial extremo entre dispositivos que no comparten el terreno. Esto puede ser en forma de resistencias de purga de alta resistencia o diodos zener en el DAQ o el voltímetro. Sin algún tipo de protección de circuito, hay una buena probabilidad de que ESD destruya el dispositivo.

La otra cosa a tener en cuenta aquí es que a pesar de que los dispositivos no están conectados externamente a la misma tierra, todavía están conectados entre esos dos cables a la tierra de cada uno indirectamente. Dependiendo de la tecnología del transistor, esto puede ser suficiente en dispositivos reales para evitar cualquier tipo de problemas de voltaje flotante.

Deje de usar la palabra suelo y comenzará mejor. Consúltelo como un punto de referencia común. El azul es solo azul por acuerdo. Lo mismo es cierto para los circuitos eléctricos; es decir, la tierra solo es tierra por acuerdo. Flotar, en resumen, es como el gato de schrodinger; es tanto positivo como negativo hasta que lo midas, pero solo en el MOMENTO que lo mides. Ocasionalmente positivo y ocasionalmente negativo y tal es esta publicación.