Щит може бути, який правильний спосіб?

Мені подобається захищати чутливий мій ланцюг із щитом. У мене немає малюнка, але в основному я склав на верхньому шарі товщину 1 мм завтовшки, і я розміщую щит над цим таким, щоб він торкався цього ґрунтового сліду.

У мене є певні проблеми.

1. Чи створюю це заземлення?
2. Якщо я не використовую щит, чи роблю я антену, яка сприймає шум?
3. Яка рекомендована практика для цього типу щита?

Власне, мені подобається з'єднувати щит в одній точці, але апаратник, який має більше досвіду, наполягає на тому, щоб йому подобалося виставити повний прямокутний грунт, щоб щит міг торкатися землі до кожної точки.

Оновлення

Ось дуже рудиментарне зображення.

ОНОВЛЕННЯ 2

Шум знаходиться на виході нашого підсилювача (транзимпації). Це близько 3-5 мВ для посилення 300 000. (Я помилився в першому макеті, і зараз роблю кращу дошку, і мета - зменшити шум на першому етапі до менш ніж 1 мВ.)

У мене є два НДО, які беруть енергію від акумулятора. Обидва вони є високою ПСРР . Це шестишарова дошка із наступним складом, S / G / S / G / P / S. Це трохи незвична стека, але я приховую чутливі сигнали між цими підставами. Дошка не повинна бути шестишаровою, але це згодом стане частиною іншої переповненої дошки, отже, і шести шарів.

Джерел шуму в надлишку:

• Блок живлення: ми пом'якшуємо це за допомогою хороших НДО, фільтрації ( пі-фільтр ), байпасних конденсаторів і т. Д. Поки що в гіршому випадку я бачу пульсацію 1-2 мВ на потужність; це навіть моє обладнання. (У мене немає гарного обладнання, а також підсилювачі мають PSRR 50 + dB, тому це повинно мати мінімальний вплив на вихід.)

• Opamp шум: це властивий шум, що надходить від підсилювача. У мене підсилювач низького рівня шуму. .$3\ nV/\sqrt{Hz}$

• Фотодіод: я використовую великий фотодіод, він не сприймає шуму.

• Інші електромагнітні джерела: Ми бачили, що плата дуже чутлива, шум піднімається в різних ситуаціях. Крім того, довідкові схеми з деяких джерел рекомендують екранувати зменшення зовнішніх джерел шуму, тому ми ставимо цей параметр екрана для перевірки наступної плати.

ОНОВЛЕННЯ 3

• 3-5 мВ існує навіть без 10К і С1. По суті, немає входу в операційний підсилювач. Це змушує мене думати, що моя компонування не є ідеальною.

Ось основні схеми підсилювача. Я можу додати більше, якщо ми вважаємо це необхідним.

Дотримувалися наступних правил:

• Виконайте два наземні шари, з'єднані через декілька віаз .
• Блок живлення 3,3 В (також джерело живлення для операційних підсилювачів) фільтрується через танталовий конденсатор 2,2 мкФ та мережу pi (100 кГц) перед подачею на фотодіод (тобто перед резистором 10 К). У нас також є конденсатори 1/100/10 nF, близькі до 10К. (Я не впевнений, що це чудова ідея, але краще бути в безпеці.)
• C1 блокує постійний струм (архітектура, пов'язана зі зміною струму), ми посилюємо лише змінного струму.
• Opamp має 1/100/10 nF при подачі та зміщення штифтів (зміщення забезпечується другим LDO).
• Конденсатор зворотного зв’язку та резистор розміщуються максимально близько до операційного підсилювача.
• Усі сигнальні сліди між фотодіодами та оппампами зведені до мінімуму; ми говоримо <2 см за найгірший випадок.
• Всі критичні розглядаються сигнали розміщуються між двома наземними шарами.

Крім того, ще одне спостереження, яке пояснює, чому ми думаємо про екранування: я підключаю резистор до нашого генератора функцій і включаю, це за допомогою крокодилових кабелів (по суті, петлевої антени), тому ми знаємо, що він випромінює на вибраній нам частоті. Я можу бачити вихід підсилювача, що підбирає це добре і посилює. Отже, мені дуже ясно, що зовнішні джерела приходять грати, звідси і вся дискусія.

Коли я вперше почую, як хтось хоче використовувати щит, я починаю, кажучи, що щит - це перше притулок некомпетентних. Це не зовсім справедливо, оскільки існують законні способи використання щитів, але це задає тон для реальної дискусії, яка, як правило, стосується викидів або сприйнятливості РФ, і, в кінцевому рахунку, щодо поганого заземлення, яке спричиняє безлад.

Щит повинен бути останнім притулком компетентних. Щити також мають значні недоліки, поза очевидним питанням витрат. Некомпетентні вірять у міф, що якщо ви щось укладете в електропровідну коробку, радіочастотна енергія не може вийти або зайти. Це абсолютно не вірно. Щит також може стати антеною, якщо він не розроблений належним чином.

Перш ніж ми зможемо поговорити про ваш щит, ми спочатку повинні ретельно розібратися з вашою стратегією заземлення. Щити та заземлення щільно йдуть разом. Поясніть, у чому саме полягає проблема, на вашу думку, щит вирішить, як саме все заземлено, які джерела шуму тощо.

Загалом, хороше заземлення дозволить зменшити викиди та сприйнятливість РФ, ніж щит. Якщо заземлення виконано правильно, щит може додати додаткове ослаблення викидів. Якщо заземлення зроблено неправильно, щит може стати антеною і погіршити ситуацію. З хорошим заземленням, як правило, ви хочете, щоб щит, що охоплював ланцюг, мав якомога менше і невеликих отворів, підключений до основного заземлення точно в одному місці .

Ще раз, розкажіть нам більше про вашу схему, макет та проблему. Тоді ми можемо детальніше обговорити щит, якщо він все-таки підходить.

Додано після оновлення 2:

Здається, що ваша основна проблема - шум, що потрапляє на ваш аналоговий сигнал. У вас зараз шум 3-5 мВ на виході першого підсилювача, але ви хочете знизити його до 1 мВ. Ви кажете, що це підсилювач транзимпації, але це суперечить вашій прибутку в 300 к, тому ми все ще не знаємо, що це за ваша схема.

Звідки надходить вхідний сигнал? Як потрапляє на вхід підсилювача? Яка його довідка і що ви зробили, щоб переконатися, що ця довідка є чистою? Справжня проблема полягає в тому, щоб зробити цей перший етап підсилювача максимально низьким рівнем шуму. Після цього сигнал вищого рівня і нижчого опору, тому він не буде настільки сприйнятливим. Які зовнішні джерела шуму потрапляють на вхідний сигнал? Скільки шуму ви отримуєте на першому етапі, якщо коротко його ввести?

Високий PSRR для підсилювачів та регуляторів напруги добре, але майте на увазі, що застосовується лише на низьких частотах. Якщо у вас особливо чутлива схема, надайте їй власний лінійний регулятор з входами живлення до цього регулятора, відфільтрованого. Як правило, щось на зразок індуктора мікросхем, за яким йде великий керамічний конденсатор для заземлення перед регулятором. Можливо, навіть два з них у серії. Сенс полягає в тому, щоб усунути високі частоти джерела живлення, щоб активна електроніка в регуляторі могла працювати з рештою. Я хотів би бачити, як фільтри згортаються на 10 кГц або нижче. Ви також хочете тримати нефільтровані джерела живлення подалі від вхідного сигналу, щоб уникнути ємнісного підключення. Сліди охоронців можуть допомогти.

Мені не подобаються два ґрунтових шари. Два шари ґрунту можуть зашкодити вам, якщо їх регулярно не зшивати. Знову ж, ви думаєте щитом, коли натомість вам слід ретельно продумати заземлення. Візуалізуйте всі потоки, що протікають, і переконайтесь, що компоненти високої частоти не перетікають через площину землі. Використовуйте локальні підземні літаки під певними ділянками, які або видають високочастотний шум, або чутливі до такого шуму. Безпосередні обхідні конденсатори йдуть до локальної ґрунтової мережі, яка потім прив'язується до глобальної ґрунтової мережі лише в одному місці.

Покажіть схему першого ступеня підсилювача та поясніть, як фактично викладені всі підстави.

Додано після оновлення 3:

3-5 мВ існує навіть без 10К і С1. По суті немає вводу в підсилювач. Це змушує мене думати, що моя компонування не є ідеальною.

Це говорить про те, що шум не надходить від фотоприймача, тому ви можете забути про це наразі. Шум знаходиться або на напрузі зміщення для позитивного входу, або знаходиться на землі.

Виконайте два наземні шари, з'єднані через декілька віаз.

Знову ж таки, я не думаю, що це гарна ідея з двох причин. По-перше, ці дві площини потрібно регулярно зшивати між собою. Це не так просто зробити правильно, як це звучить. По-друге, здається, ви, отже, не використовували підземну групу для критичних підсистем. Частина пункту цих підгрунт полягає в ізоляції струмів високої частоти, щоб не відключати їх від основної землі. Приєднуючи кожне підземлене місце до основного заземлення лише в одному місці, воно підтримує локальні струми циклу високої частоти та не дозволяє підсистемі бачити зміщення напруг між різними точками заземлення через струми на площині заземлення.

Блок живлення 3,3 В (також джерело живлення для підсилювачів) фільтрують через танталовий конденсатор 2,2 мкФ та пі-мережу (100 кГц) перед подачею на фотодіод (тобто перед резистором 10 К).

Але ви нічого цього не показуєте. Танталовий конденсатор матиме біднішу частоту відгуку та більш високу ШОЕ, ніж керамічний конденсатор. Дійсно взагалі немає причин використовувати танталовий конденсатор при цій напрузі та ємності. Крім того, конденсатор сам по собі не дуже гарний без певного опору, проти якого можна працювати. Ви згадуєте пі-мережу, але нічого з цього не показано на схемі, і ви говорите лише про єдину ємність, так що вона не додається.

Як я вже говорив раніше, 100 кГц занадто високий. Як я вже говорив, я хотів би бачити, що 10 кГц або менше.

У нас також є конденсатори 1/100/10 nF, близькі до 10К.

Добре, але знову ж таки, їм потрібен певний імпеданс для боротьби. Як я вже говорив, феритовий індуктор з мікросхем із бісером послідовно із подачею подає.

Op-amp має 1/100/10 нФ при подачі та зміщення штифтів

Гаразд, але знову ж таки, їм потрібен певний імпеданс для боротьби. Індуктор мікросхем в серії допоможе.

Крім того, знову ж таки, де саме ці конденсатори підключаються до землі? Я підозрюю, що ви просто пробиваєтеся до своїх наземних літаків. Знову ж таки, все це повинно бути з'єднане з локальною мережею заземлення, підключеною до основної площини заземлення в одній точці.

Конденсатор зворотного зв'язку та резистор розміщуються максимально близько до підсилювача.

Добре.

Усі сліди сигналу між фотодіодами та підсилювачами зведені до мінімуму; ми говоримо <2 см за найгірший випадок

Ви вже показали, що сюди не надходить шум.

Весь критичний вважається сигнал розміщений між двома шарами землі.

Знову-таки, такий вид екранування корисний лише в тому випадку, якщо у вас є чистий грунт, який, на мою думку, ви не робите. Якщо цього не зробити, все це - це збільшити ємнісну сполуку від шуму на землі до вашого сигналу.