señal de HF en un experimento nulo. ¿Cuál es el mecanismo exacto?

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Desde que traté de experimentar con la electrónica, me enfrento al problema del ruido de HF y las señales que pasan por alto casi cualquier cosa que intento detener. Esto comenzó con mis intentos de filtrar el ruido de una simple fuente de alimentación ATX, y esto ocurrió una vez más recientemente con mis intentos de rectificar una señal modulada de 5 MHz a 1 kHz.

Con respecto a la PSU de conmutación, en 9.6.8 D, el "Arte de la electrónica" dice "El ruido de conmutación se puede evitar en gran medida en un punto , pero simplemente coloque su sonda de alcance a unos centímetros de distancia y están de vuelta. "Más adelante (9.9), también cita a James Bryant en respuesta a la pregunta" ¿Cómo puedo evitar que el ruido de la fuente de alimentación en modo de conmutación destruya el rendimiento de mi circuito? ", Respuesta:" Con gran dificultad, pero esto se puede hacer ".

Para ellos, el problema es que la PSU de conmutación está llena de ruido en un rango muy amplio de frecuencias, lo cual ocurre de varias maneras (ver el final de 9.6.8 D).

En mi opinión, y como trataré de mostrar a continuación, el problema es mucho más fundamental y su interpretación no se encuentra tan fácilmente, si es que alguna vez se ha procesado. ¡Pero veamos lo que dices sobre eso, chicos!

Esta vez, me he dado cuenta de lo que Douglas C. Smith llama un experimento nulo , de una manera que puede reproducirse fácilmente y debería ayudar a descartar muchas interpretaciones incorrectas. Aquí está el experimento:

  • Alrededor de la bobina de una rejilla que emite a 5 MHz, se enrollan 2-3 vueltas de cable eléctrico. (ver 2 fotos abajo). Observe que una extremidad del cable se deja abierta.

    • Elotroextremodelcable(aaproximadamente1,5m)seacercaalosdosextremosunidosdelasondadealcance.Lasondaseestableceenx10yelalcanceen1mV/div,1ms/div.Comoseesperaba,noocurrenadaexceptounruidodefondodébil(imagendeabajo).

    • Ahora,sinmovernada,lasdosextremidadesunidasdelasondaestánencontactoconlaextremidaddelcable.Enlaprimeraimagenacontinuación,lacaídadelacuadrículaseestableceenmodulacióndeondacontinua(CW),yenlasegundaimagen,seconfiguraparamodularlaondaportadoraa1kHz(MOD).Estonodejadudasdequelacaídadelaredestágenerandounaseñalenelalcance.Comopuedeverse,elalcanceahoraindicaunaseñaldeaproximadamente2mV,quees20mV(yaquelasondaesx10).

Lapreguntaes:¿mediantequémecanismoexactoesunaseñalgeneradaporlacaídadelaredenlasonda?

Además,agrego:

  1. aligualqueparacambiarlaPSU,esmuydifícil"detener" o rectificar esta señal o, más precisamente, saber con el alcance si se ha detenido o no: después de todo, este experimento nulo dice que tiene No hay esperanza de aprender nada con el alcance no?

  2. la orientación del bucle formado por la sonda no importa en absoluto en este experimento: esto puede probar que no hay influencia magnética a través del aire. Solo un contacto con el cable produce el efecto.

Nota: no es necesario realizar una inmersión de la cuadrícula para realizar un experimento similar, pero es una buena opción porque emite a un ancho de banda relativamente estrecho. Si se relaja esta condición, se puede hacer lo mismo con una conmutación de la fuente de alimentación ATX ruidosa en el rango de MHz como esta:

    
pregunta MikeTeX

3 respuestas

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Esto no tiene nada que ver con los efectos de la antena por lo que puedo ver; es solo el acoplamiento capacitivo de la señal a un cable corto y luego se conecta el extremo de ese cable a través de un inductor de pequeño valor de nuevo a tierra. El pequeño valor del inductor es el cable a tierra de la sonda de alcance y la tensión medida por el alcance es el voltaje a través de ese inductor de pequeño valor debido a la corriente de inyección del cable: -

Unabobinade3pulgadasdediámetrosepuedehacerasí:-

Ysivaa esta calculadora y estima la inductancia para un solo turno obtienes alrededor de 170 nH.

Pero, la inductancia entre estos dos puntos (en azul) ....

...serádeaproximadamente100nH,porlotanto,siinyectaunaseñalde5MHzenelextremounidodelasonda,veráunaimpedanciadelcableatierradeaproximadamente3ohmiosy,lacorrienteresultantefluirá(casi)atravésdelos3ohmiosreactivosyproduzcaunaseñaldecaídadevoltiosqueelo-scopemide.

Intenteusarunaresistenciarealde3ohmiosyestetipodemedicióndesondaatravésdelaresistenciaparareducirlainductanciadellazodelcabledetierra:-

    
respondido por el Andy aka
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La pregunta es: ¿mediante qué mecanismo exacto es una señal generada por la caída de la red en la sonda?

Vea la imagen de abajo:

Cualquiercampomagnéticocambiantequepaseporeláreasombreadaenrojoinducelatensiónmedidaporlasonda.

ElvoltajeestádadoporlaLeydeinduccióndeFaraday:

\$v=\int_A\frac{\partialB}{\partialt}da\$

EDIT1:

Pararesponderasupreguntadedóndeprovieneelcambiodecampomagnético:
Elcableúnicoactúacomounaantena(porejemplo,porsucapacidadcontrael"infinito"). Es decir. Hay una corriente de RF que pasa por el cable y causa un campo magnético de RF. Ese campo es recogido por el bucle.

EDIT2:
Para responder a su pregunta, ¿por qué es solo una señal si toca la sonda con el cable:
El cable solo hace una antena muy ineficaz para su RF de 5MHz (la longitud de onda es de varios 10s de metros), por lo que no hay mucha potencia irradiada. Esto cambia drásticamente si lo conecta a la sonda conectada a tierra.
Ver imagen; el color azul indica la ruta actual y la fuerza:

Tenga en cuenta también que hacer que el bucle sea más pequeño no ayuda mucho a minimizar la señal porque el campo magnético se genera principalmente por la corriente que atraviesa un lado del bucle. Por lo tanto, la mayor parte del campo magnético siempre pasará a través del área del bucle, sin importar lo pequeño que intentes hacerlo.

Por cierto: en general, si tiene una señal de voltaje de RF en los terminales de la sonda en cortocircuito, creo que será muy difícil encontrar otra explicación que no sea la inducción por un campo magnético de RF que pasa por el lazo formado por los cables del terminal.

    
respondido por el Curd
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Considere un cable largo, 4 "de un bucle cuadrado de cable (tal vez la sonda de alcance + cable GND, aunque no sea cuadrado) que tenga un área de 4" por 4 ". El cable tiene corriente con dI / dT de 1 millón amperios por segundo. ¿Qué voltaje es inducido en el bucle por las fuerzas magnéticas?

Vinduce = 2e-7 * Área / Distancia * dI / dT

Vinduce = 2e-7 * 0.1 metro * 0.1 metro / 0.1 metro * 1e6 amperios / segundo

Vinduce = 2e-7 * 0.1 * 1e6 = 2e-8 * 1e + 6 = 2e-2 = 0.02 voltios

    
respondido por el analogsystemsrf

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