シールド線と芯線の違いを調べたい

質問

回路初心者のKKRといいます。
シールド線と芯線(多芯)に矩形波を非接触で乗せてオペアンプで検波し、
A/D変換してPCへ電圧値データとして入力するということにチャレンジ
しています。
発振子(KCEX03、78.125kHz)からBNCコネクタ経由で4Vぐらいの矩形波で出力し、銅板等の簡易アンテナから対象ケーブルに乗せて各線にどれぐらいの波形が乗るかを見て違いを調べています。
決まった値というものは望んでおらず、単純にシールド線、芯線という判別をしたいと思っています。
最終的にはマイコンで○Ｖ以上ならばシールド、○Ｖ以下なら芯線とわかるようにしたいです。
現在試しているのは、入力を2系統にして先ずは、シールド、芯線をどちらも接地せず値を読む。→だいたい同じ値
シールドを接地し芯線の値を読む。→小さい値
芯線を接地しシールドの値を読む。→大きい値
となる予定なのですが、なかなか差が出ず困っています。
オペアンプは2つ(テキサスインスツルメンツ、TLV2772)にして安定するように努力しています。
説明がかなり不足していると思いますが
何かアドバイス等ありましたら宜しくお願いします。

回答No.1

noname#230359

シールド線はすでに敷設してあって、負荷やドライバなどがついている
状態で調べたいのでしょうか。

負荷やドライバなどは（コネクタなどで）はずせる状態なのでしょうか。

心線を剥かない状態で調べたいのでしょうか。

矩形波を注入する場所で検出もするのでしょうか。（他端で検出？）

ケーブルの長さはどのくらいですか？

心線とシールドを個別にGNDできる状態で矩形波の乗り方を調べる、つまり
シールド効果を調べる方法で、心線とシールド外皮の区別はできると
思います。ただし、長さやその他の条件で、GNDしなかった方に適当な
負荷をつなげたり、GNDの仕方を変えたり、といった工夫は必要かも
しれません。

状況を見ると、心線と外皮の区別はつきそうですが、だめですか。

要は、シールド効果を測定すれば良いわけですから、やりかたとしては
おかしくはないと思います。

そうなると原因は飛び込み等の問題が考えられます。
心線の剥いてある長さが長いとそこから信号が入り込む可能性があります。
むき出しの部分は数cmくらいまではOKだと思われます。

また、信号源は矩形波だと高調波を含みますので、飛び込みや、レベル
検出のときにも問題がでる可能性があります。そこで、元波形を矩形波では
なくもっと鈍った波形にしてみるのも手です。

信号源からアンテナまでの間に抵抗とコンデンサのローパスフィルタを
入れるだけで違いは生じると思います。たとえば、信号源と直列に2kΩを
入れ、2kΩを通った後に1000pFのコンデンサをつけて、その1000pの
反対側の足をGNDします。アンテナは2kΩと1000pFの交点につなぎます。

GNDの引き回しも関係するかもしれません。これらの要素は周波数を下げると
良い方向にいく可能性があるので、もし可能なら周波数を下げてみて
ください。1kHzくらいならこれらの問題はあまり気にしなくても良いはず
です。（波形を鈍らせる場合は周波数が下がるのと一緒にコンデンサの
値を反比例して大きくしてください）

そもそも、調べたいケーブルにはコネクタがついていて、そこにつないで
心線か外皮かを調べたいのですよね。回路で調べなくても、ピン番号が
わかればどちらかは決まっているのではないのでしょうか。何故「探る」
必要があるのかがイマイチ解りません・・・。

お礼

早速のご回答ありがとうございます。
説明不足で申し訳ございません。
補足になりますが、
シールド線は敷設しておらず、ケーブルの長さは１～２m、負荷は特に考えておりません。注入場所は検出しません。
シールド、心線ともに個別のコネクタで入力し、アナログスイッチ(TC74HC4051を2個)をマイコンからの制御で切り替えてGNDに接地、スルーと分けています。
アナログスイッチを経由後、1000pのコンデンサ、100kΩの抵抗を入力信号からGND間、入力信号から4V(VCC)間に入れてセンターに固定してあります。
入力信号をオペアンプの＋へ、－側は別のオペアンプからボルテージフォロワで入力(可変抵抗経由で増幅率を変動)しています。
無接続時は＋側は2Vぐらいの値が入力されており、波形が乗った分だけ増幅したいと考えております。
なにぶん初心者ですのでわからないことだらけで困っています。
お手数ですがアドバイスお願いします。