Реалізація сліду / кільця з охороною в дизайні друкованих плат

Я читав тут і там деякі статті про друковані / кільцеві захисні плати. Але жоден з них не обговорював, як правильно це здійснити. Що я міг знайти є деякі малюнки та порівняння що cant допомогти мені зараз!

Я хотів би знати, як я можу зробити наступну схему більш стійкою до витоку струму (У дизайнерському випадку - я знаю, що матеріал PCB та SIR відіграє велике правило).

Схема подає до 30 В через резистори, і кожен резистор підключений до конденсатора. Кожен конденсатор потім підключається до матриці комутатора, і нарешті одиничний вихід з матриці вимикача підключається до пікоамперметра для вимірювання струму витоку конденсаторів.

Мені цікаво, чи повинен я дбати про струм витоку в ланцюзі чи ні! Якщо так, то як я можу це покращити?

Це мій тестовий контур:

Я думаю про підключення конденсаторів просто дротом до ланцюга, тобто один штир конденсатора, припаяний дротом до маленької схеми, яку я розробив, а інший штифт також із дротом, припаяним до щитка BNC, який йде до пікоаметра та є спільне з джерелом напруги (СМУ)

Захисне кільце традиційно використовується для захисту вузлів високого опору в ланцюзі від поверхневих струмів витоку. Охоронне кільце - це кільце з міді, приведене в дію джерелом низького опору до тієї ж напруги, що і вузол високого опору. Зазвичай це вхідний штифт підсилювача.

Ось приклад класичного макету захисного кільця для металу може підсилюватися від AN-241 National Semi :

Ось приклад того, як це було б пов’язано, із журналу Analog's Analog Dialogue :

Ключова особливість полягає в тому, що захисне кільце підключено до вузла, який буде подаватися на ту ж напругу, що і вузол високого опору, що захищається, але зі значно нижчим опором джерела.

Зауважте, що не всі веб-сайти постачальників створені рівними. AN1258 компанії Microchip рекомендує використовувати мережу високого опору для створення захисного кільця навколо сіток низького опору --- не робіть цього.

Тепер до вашого конкретного випадку. Хоча нерівна сторона вашого конденсатора не є строго низьким імпедансним вузлом, оскільки сам амперметр повинен забезпечити досить низький шлях опору до землі, коли ви вимірюєте, він все одно спричинить помилки вимірювань, якщо будь-який струм повинен спробувати досягти землі через цей вузол замість іншого шляху. Не завадить додати кільце навколо вузла так:

На відміну від іншої відповіді, я не включав би керовану сторону конденсатора всередині кільця, оскільки це вузол низького опору, що приводиться до досить високої напруги. Однак ви вказали, що мережа, про яку йдеться, навіть фізично не розміщена на друкованій платі, тому ця порада в основному суперечить. Оскільки мережа високого опору в основному плаває в повітрі, вона повинна бути захищена від витоків у будь-якому випадку.

Ваш блок живлення постійного струму. Ви писали, що вимірюєте вихід пікоаметром. Це означає, що ваш струм знаходиться в діапазоні pA. Захисне кільце, що захищає ланцюг високого опору, не є поганою ідеєю. Отже, що є високим опором у вашій схемі, а що ні? Введення пікоаметра, безумовно, має високий опір. Блок живлення 12 В, звичайно, ні.

Ось як я це зробив би. Зауважте, що кільце проходить між штифтами R1, між штифтами S2, між штифтами пікоаметра:

До чого підключити кільце? Охоронне кільце повинно мати низький опір до землі. Найкращий підхід - мати кільце, що охороняє, приблизно при тій же напрузі, що і сигнал, який захищає кільце. Таким чином, витік між сигналом і кільцем буде невеликим, оскільки різниця напруги між ними невелика. Іноді підключення кільця до GND працює. Іноді вам потрібен підсилювач охорони (подивіться).

-Нік

Методи ПС для зменшення витоку постійного струму відрізняються від методів боротьби з проведеною або випромінюваною ЕМІ.

Будь-ласка, використовуйте для цього наступне посилання:

РОЗДІЛ 12: ПРОЕКТНІ ПРОБЛЕМИ ПРОЕКТУВАННЯ ПЕЧАТИ (ПХБ)

Це буде дуже корисно для вас.

Захисне кільце (дещо) не потрібне. З причин EMI ви не хочете запускати сигнали або живлення близько до краю земної площини. Якщо сигнал був спрямований (на іншому шарі) до краю основної площини, то існує можливість EMI вихлюпувати сторону. Просто не направляючи цей сигнал аж до краю, ви зможете різко зменшити випльований EMI. Я забуваю точну відстань від сигналу до краю земної площини, але це десь близько 0,050 дюймів.

Звичайно, це змушує задуматися, що робити з тими 0,050 дюймами, нічого в цьому немає. Що роблять деякі дизайнери друкованих плат, включаючи мене, - це нанести на землю слід по периметру площини заземлення, а потім прив’язати цей слід до площини, використовуючи віаси приблизно кожні 0,25 ". Я чесно не думаю, що це покращує речі над просто тим розрив, але теоретично здається, що це не шкодить, і, принаймні, дає гарне нагадування про те, щоб не направляти туди сигнали.

Силові шари повинні бути виконані аналогічно, тим, що вони повинні бути відведені назад від краю земної площини. Я просто йду вперед і надягаю заземлююче кільце на шар силової площини і прив’язую до землі, як і раніше. Як і в шарах сигналу, він забезпечує хороший спосіб "автоматичного" відведення площини живлення назад.

Цей метод не застосовується до друкованих плат, які не мають заземлення. Якщо помістити заземлення навколо такої друкованої плати, це може погіршити ситуацію, а не краще, якщо це кільце перенесе струм.

Я не вірю, що це призведе до витоку, хоча EMI працює в обох напрямках. Будь-яка схема, що випромінює EMI, також може приймати EMI. Тож з цього погляду це може зробити ваш дизайн більш толерантним до зовнішніх втручань EMI.