He escuchado sobre Guard Rings muchas veces, y sé que se supone que deben evitar las corrientes en lugares donde no debería haber corrientes, pero nunca encontré un buen texto para leer más sobre él.
¿Puede alguien describirlos correctamente o recomendar algún material para seguir leyendo?
De mi respuesta a una pregunta anterior :
Un anillo de protección se usa tradicionalmente para proteger los nodos de alta impedancia en un circuito de las corrientes de fuga de la superficie. El anillo de protección es un anillo de cobre accionado por una fuente de baja impedancia al mismo voltaje que el nodo de alta impedancia. Este suele ser el pin de entrada de un amplificador operacional.
Este es un ejemplo del diseño clásico de un anillo de guardia para un amplificador operatorio de latas de metal de National Semi AN- 241 :
La forma en que funciona es, digamos que hay un nodo de baja impedancia cerca, como V- en la imagen. La corriente no puede fluir desde V- a los pines de entrada susceptibles, porque alcanzará primero el anillo de guarda, y será consumida por la fuente que está impulsando el anillo de guarda. Al mismo tiempo, el anillo de guarda no generará ninguna corriente de fuga propia en el nodo susceptible, porque se mantiene a un potencial muy similar.
Los anillos de protección son análogos al conductor de protección para cables triax. Cuando se utiliza un cable triax, la trenza exterior se conecta a tierra y actúa como un escudo electrostático convencional. La trenza interna es la protección y será conducida por el equipo de medición a aproximadamente el potencial de la señal de entrada en el conductor interno. Eso minimiza las corrientes de fuga que involucran la señal de entrada, ya que el material circundante está muy cerca del mismo potencial. También minimiza los efectos del ruido de acoplamiento a través de la capacitancia del cable, incluidos algunos micrófonos, manteniendo ambos lados de la capacitancia que se vincula a la señal de entrada en el mismo potencial.
Una referencia excelente para efectos de señales pequeñas es " Low Level Measurements Handbook "publicado por Keithley Instruments . Está disponible en su sitio web o puede hablar con un representante de una copia en papel para consulta frecuente.
En vez de desviar el ruido de modo común a tierra donde la capacitancia del acoplamiento puede generar corriente en las señales de CA, los Anillos de protección usan la señal de salida para desviar los campos E cercanos al eliminar el flujo de corriente sin diferencia de voltaje en la entrada, lo que reduce la capacitancia efectiva de ruido parásito y también reduce los efectos de carga de la caída de voltaje de una carga capacitiva.
Así que piense en la protección como un método para proteger y reducir los efectos de capacitancia de la carga que induce el voltaje de ruido de las conexiones a tierra. El acoplamiento de ruido de tierra a la señal se reduce significativamente con la protección.
La protección también se usa en cámaras de iones para medir la radiación y evitar fugas de corriente en la superficie en el conector. Hay una conexión de señal más interna, protección media y conexión más externa. La conexión interna es a un cable dentro de la cámara y la externa es al cuerpo de la cámara. Cuando se aplican unos pocos cientos de voltios de polarización entre esos 2 conductores, entonces la fuga de la superficie y del cable puede intercambiar fácilmente las señales de interés del nanoampo. La solución es conducir el conductor de guarda al mismo potencial que el conductor interno. La corriente de fuga solo fluye desde el exterior hacia la protección y la señal en el interior está protegida. Es bastante fácil obtener menos de un pico de fuga con un sesgo de 100 voltios (sin embargo, es bastante difícil medir esa fuga con precisión).
El manual de Keithley es una excelente referencia sobre el tema y muchas otras cosas que pueden causar errores al medir señales pequeñas.
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