Muhafız Halkaları nedir?


16

Guard RingsBirçok kez duydum ve akım olmaması gereken yerlerde akımlardan kaçınmaları gerektiğini biliyorum, ama daha fazla okumak için asla iyi bir metin bulamadım.

Birisi bunları doğru bir şekilde tarif edebilir veya daha fazla okuma için lütfen bazı materyaller önerebilir mi?


Bunun size yardımcı olup olmadığını görün: electronics.stackexchange.com/questions/24852/…
The Photon

Yanıtlar:


18

Cevabımdan daha önceki bir soruya :

Bir devredeki yüksek empedans düğümlerini yüzey sızıntı akımlarından korumak için geleneksel olarak bir koruma halkası kullanılır. Koruma halkası, düşük empedanslı bir kaynak tarafından yüksek empedans düğümü ile aynı voltaja tahrik edilen bir bakır halkasıdır. Bu tipik olarak bir op-amp'in giriş pimi olacaktır.

İşte National Semi'nin AN-241'inden bir metal kutu op-ampi için klasik bir koruyucu halka düzenine bir örnek :

Guard ring layout

Bunun çalışma şekli, V-resimde olduğu gibi yakınlarda düşük empedanslı bir düğüm olduğunu varsayalım . Akım V-duyarlı giriş pimlerine akamaz , çünkü önce koruma halkasına ulaşır ve koruma halkasını yönlendiren kaynak tarafından tüketilir. Aynı zamanda, koruma halkası, kendisinin herhangi bir kaçak akımını duyarlı düğüme sürmeyecektir, çünkü çok benzer bir potansiyelde tutulur.


Bu durumda koruma halkasının GND'ye bağlanacağını varsayabilir miyim?
mFeinstein

Evet, ek olarak bu durumda girişlerin her ikisinin de yakın potansiyel olduğunu varsayarsınız. Uygulamanızda durum böyle değilse, beklenen giriş potansiyeline yakın başka bir düşük empedans hattı bulmanız gerekir.
helloworld922

3
@Feinstein, ille de değil. Koruyucu halka, girişlerle aynı potansiyele sahip düşük empedanslı bir kaynağa bağlanmalıdır. Girişlerden birinin, örneğin, diğer girişi koruyan halkayı sürmek için yeterince düşük empedansa sahip olduğu düşünülen bir örnek için önceki cevabıma bakın.
Foton

1
Düşünme şeklinizi beğendim, sadece diğer anserleri beklemek istediğimi söylediğimde birçok kullanıcı hakkında şikayet aldım.
mFeinstein

1
Fotonların cevabı, düşük empedanslı pistlerin etkisini tanımlar. Koruma, sinyali izleyerek ve böylece sinyal yüklemesi için koruma kapasitansını iptal ederek çalışır. Gürültü Akımı sadece sinyal ve gürültü kaynaklarının kapasitans oranları nedeniyle bastırılır.

5

Koruma halkaları, triaks kablolar için koruma iletkenine benzer. Üç eksenli kablo kullanırken, dış örgü toprağa bağlanır ve geleneksel bir elektrostatik kalkan görevi görür. İç örgü koruyucudur ve ölçüm ekipmanı tarafından iç iletken üzerindeki giriş sinyalinin potansiyeline yaklaşık olarak yönlendirilecektir. Bu, çevredeki malzeme aynı potansiyele çok yakın olduğu için giriş sinyalini içeren kaçak akımları en aza indirir. Aynı zamanda, giriş potansiyeline bağlanan kapasitansın her iki tarafını da aynı potansiyelde tutarak, bazı mikrofonlar da dahil olmak üzere kablo kapasitansı yoluyla birleştirme gürültüsünün etkilerini en aza indirir.

Küçük sinyal efektleri için mükemmel bir referans , Keithley Instruments tarafından yayınlanan " Düşük Seviye Ölçümleri El Kitabı " dır . Web sitelerinden edinilebilir veya sık başvuru için basılı bir kopyadan arkadaşça bir temsilci ile konuşabilirsiniz.


İlginç, sadece bir kez triax kablolarını duydum ve dış iletkenin mais toprak, ortadaki DUT toprak tarafından ve iç iletken DUT sinyali tarafından ölçüleceğinden eminim ... kitap için teşekkürler bağlantı!
mFeinstein

Belki de bağlantıyı 7. baskı linki ile güncellemek isteyeceksiniz ...
mFeinstein


Eski bağlantılar bozuk - Bu işe yarıyor - download.tek.com/document/LowLevelHandbook_7Ed.pdf
Aditya P

4

Kuplaj kapasitansının AC sinyallerine akım çekebileceği ortak mod gürültüsünü toprağa çevirmek yerine, Koruyucu Halkalar, girişte herhangi bir voltaj farkı olmadan akım akışını ortadan kaldırarak çıkış sinyalini yakındaki E alanlarını şöntlemek için kullanır, böylece başıboş gürültünün etkin kapasitansını azaltır ve ayrıca Kapasitif yükten kaynaklanan voltaj düşüşünün yükleme etkilerini azaltır.

Bu nedenle korumayı, topraktan gelen gürültü voltajını indükleyen yük kapasitans etkilerini koruma ve azaltma yöntemi olarak düşünün. Sinyale toprak gürültüsü bağlantısı koruma ile önemli ölçüde azaltılır.


1
Bununla ilgili daha fazla ayrıntı verebilir misiniz? Pim kalkan tarafından çevrelenmemişse, bir kalkan şeridinin bir pimi nasıl koruyabildiğini pek
anlayamıyorum

Muhafız kalkanı

ancak bu sistemlerde hiçbir zaman kalkan yoktur
mFeinstein

Çok yüksek empedans girişleriniz olduğunda, kaçak gürültü kolayca bağlanır. Korunmanın anahtarı, dışta, daha sonra korumalı dengeli diferansiyel şönt olmak üzere başıboş gürültüyü önlemek için yukarıda, aşağıda, altında düşük empedans izlerine sahip olmaktır. Zemin iyidir, ancak Aktif Koruma empedans için yüksek için daha iyidir. Genellikle bu RF için yeterince iyi değildir, bunun yerine CM bobinleri kullanılır.

1
Tüm sinyallerin empedansı kaynak, yol ve hedefe aittir. Tüm izolatörler dielektriktir. Tüm dielektriklerin kapasitansı vardır (havaya göre)

0

Koruma, iyon konektörlerinde, konektörde yüzey akımı sızmasını önlemek için radyasyon ölçümü için de kullanılır. En içteki sinyal bağlantısı, orta koruma ve en dıştaki bağlantı vardır. İç bağlantı bölmenin içindeki bir tel ile dış bağlantı bölmenin gövdesidir. Bu 2 iletken arasına birkaç yüz volt önyargı uygulandığında, yüzey ve kablo kaçağı ilgili nanoamp sinyallerini kolayca değiştirebilir. Çözüm, koruyucu iletkeni iç iletkenle aynı potansiyele yönlendirmektir. Kaçak akım sadece dıştan korumaya akar ve iç kısımdaki sinyal korunur. Yüz volt önyargı ile bir kaçak pikapından daha az elde etmek oldukça kolaydır (ancak, bu sızıntıyı doğru bir şekilde ölçmek oldukça zordur).

Keithley el kitabı konuyla ilgili harika bir referans ve küçük sinyalleri ölçerken hatalara neden olabilecek birçok başka şey.


Eğer "kaçak kolayca yapabilirsiniz kastettiniz bataklık nanoamp sinyalini"? Ayrıca, sorunun sorulduğu içeriği sağlamak için lütfen "Keithley el kitabı" ndan daha fazla bilgi verin.
user2943160

1
Neden hemen hemen aynı şeyi söyleyerek ikinci bir cevap gönderdiniz? Orijinal yayının altında bir düzenleme bağlantısı var.
Transistör
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.