¿Cómo la baja inductancia de las sondas cortas de pinza de tierra evita las interferencias?

No evita las interferencias . Previene la impedancia del cable a tierra.

Simplemente imagine un inductor en serie con su conexión a tierra: que actúa como un filtro de paso bajo. Por lo tanto, las corrientes de alta velocidad no pueden conectarse a tierra, y para estas, su instrumento parece flotar .

Me invitaron a ayudar en la depuración de un IC regulador de conmutación; El problema era "dos tipos de oscilación".

Pregunté cuál era la frecuencia de oscilación, y la respuesta fue de 80 MHz.

Le pregunté "¿cuánto tiempo dura el alcance del alcance del alcance" y la respuesta es "las habituales 6 u 8 pulgadas"?

Expliqué "La frecuencia de resonancia, de 200 nH (8") sonda de alcance gnd-lead con capacidad de entrada de 15 pF, es de aproximadamente 90 MHz ".

Resulta que el diseñador de silicio había activado LDO en su trabajo anterior de IC, y nunca había necesitado aprender métodos rápidos de sondeo de transitorios. Aquí tuvo que aprender acerca del alcance de la sonda.

La otra forma de oscilación / ruido / comportamiento extraño involucró fluctuaciones en el tiempo de entrada y salida de los modos discontinuos. Eso implicó decaimientos muy muy lentos de la tensión regulada y los errores de temporización causados por el ruido térmico.

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¿Cuál es la frecuencia de resonancia de la estructura de tierra elástica en espiral, empujada hacia la férula de tierra? Ignore la posibilidad de un contacto pobre, donde los numerosos giros aumentan la inductancia. En otras palabras, suponga que la longitud del camino es 1 cm del centro más 1 cm de retorno de TIERRA, o 2 cm en total o aproximadamente 20 nH en total. Este es un buen supuesto, ya que la fórmula para la inductancia es Constant * Length * (1 + log (length / wireize)), lo que hace que la inductancia calculada sea una función de longitud mayoritariamente lineal.

¿Cuál es la frecuencia de resonancia de 20nH y 15pF? Yo uso

(F_MHZ) ^ 2 == 25,330 / (L_uH * C_pf)

donde 1 uH y 1 pF = > F_MHz = sqrt (25,330) = 160 MHz

Tenemos 0.02 uH y 15 pF, con un producto de 0.3.

Divide eso en 25,330, con un cociente de 75,000.

El squareroot es de unos 280 MHz.

¿Qué hay de mejorar ese timbre? ¿Podemos humedecer? Sí. Agregue una resistencia discreta externa en la punta de la sonda. ¿Valor? Vaya para Q = 1, entonces Xl = Xc = R. Xc de 15 pF a 280 MHz, dado que 1 pF a 1 GHz es -j160 ohmios, es 160/15 * 1,000 MHz / 280 MHz o aprox. 30 ohms.

¿Qué hace esto al comportamiento de la sonda a alta frecuencia? El Trise será de aprox. 15 pF * 33 ohmios, o aproximadamente 0.45 nanoSec o 450 picoSec. ¿Suficientemente rapido? Simplemente agarre una resistencia discreta de 33 ohmios y use pinzas de punta de aguja para engarzar el cable de la resistencia alrededor del pin central de la punta de la sonda.

Y no debería haber ningún timbre en el Fring de 280 MHz.

Hay tres efectos que dos consideran aquí.

1. Acción del transformador (campo H): cualquier bucle dentro de un campo magnético cambiante recibe un voltaje inducido en él. Esta es la idea detrás de los transformadores. Un largo tiempo puede ver más flujo por lo que es más susceptible a la captación magnética.

2. Efectos capacitivos (campo E): Cualquiera de los dos conductores separados por un aislante para un capacitor. Dado que \ $ C = \ dfrac {\ epsilon \ cdot A} {d} \ $ que tiene un cable más corto, reduce el tamaño de una de las placas y por lo tanto la capacitancia reduce E -Sensibilidad de campo.

3. Inductancia del cable de tierra: Como lo señala la inductancia de Marcus en el cable de tierra, aumenta la impedancia de las señales de alta frecuencia y un cable más largo tiene más inductancia. También puede reducir la inductancia envolviendo el terreno apretado con la sonda, pero es menos bueno de lo que ha mostrado en su segunda imagen.

Cuál de estos domina depende del circuito que está probando. Regularmente conecto el cable de tierra de mi sonda a la punta de la sonda. Esto no debería ver nada, ya que está midiendo los 0 V del alcance. Sin embargo, le mostrará dónde hay campos magnéticos significativos en su circuito.