การป้องกันสามารถวิธีที่เหมาะสมคืออะไร?

ฉันชอบที่จะปกป้องวงจรที่ละเอียดอ่อนของฉันด้วยโล่ ฉันไม่มีภาพ แต่โดยทั่วไปฉันได้วางสี่เหลี่ยมพื้นหนา 1 มม. ลงบนเลเยอร์ด้านบนและฉันจะวางโล่ไว้ด้านบนของสิ่งนี้เพื่อให้มันสัมผัสกับร่องรอยภาคพื้นดินนี้

ฉันมีความกังวล

1. ฉันกำลังสร้างลูปกราวนด์โดยทำสิ่งนี้หรือไม่?
2. ถ้าฉันไม่ใช้โล่ฉันจะสร้างเสาอากาศที่จะรับเสียงได้หรือไม่
3. การปฏิบัติที่แนะนำสำหรับโล่ประเภทนี้คืออะไร?

อันที่จริงฉันชอบที่จะเชื่อมต่อโล่ที่จุดเดียว แต่คนฮาร์ดแวร์ที่มีประสบการณ์มากขึ้นยืนยันว่าเขาชอบที่จะมีพื้นที่สี่เหลี่ยมเต็มรูปแบบสัมผัสเพื่อให้โล่สามารถสัมผัสกับพื้นทุกจุด

ปรับปรุง

นี่เป็นตัวแทนพื้นฐานมาก

อัพเดท 2

เสียงรบกวนอยู่ที่เอาต์พุตของเครื่องขยายเสียงของเรา (transimpedance) ประมาณ 3-5 mV สำหรับการขยาย 300,000 (ฉันทำผิดพลาดในเลย์เอาต์แรกและตอนนี้ฉันกำลังทำบอร์ดได้ดีขึ้นและเป้าหมายคือลดเสียงรบกวนรอบแรกให้เหลือน้อยกว่า 1 mV)

ฉันมีสองLDOsที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ ทั้งสองของพวกเขาสูงPSRR นี่คือบอร์ดหกชั้นที่มีสแต็คต่อไปนี้ S / G / S / G / P / S นี่เป็นสแต็กที่ผิดปกติเล็กน้อย แต่ฉันซ่อนสัญญาณที่ละเอียดอ่อนระหว่างบริเวณเหล่านี้ กระดานไม่จำเป็นต้องเป็นหกชั้น แต่ภายหลังจะกลายเป็นส่วนหนึ่งของคณะกรรมการที่แออัดอีกต่อไปดังนั้นหกชั้น

แหล่งกำเนิดเสียงมีมากมาย:

• แหล่งจ่ายไฟ: เราลดปัญหานี้ด้วย LDOs ที่ดี, ตัวกรอง ( ตัวกรอง pi ), ตัวเก็บประจุบายพาส ฯลฯ จนถึงตอนนี้กรณีที่เลวร้ายที่สุดที่ฉันเห็นระลอกคลื่น 1-2 mV ต่อกำลังไฟ; นี่อาจเป็นอุปกรณ์ของฉัน (ฉันไม่มีอุปกรณ์ที่ดีและแอมพลิฟายเออร์มี 50 + dB PSRR ดังนั้นสิ่งนี้ควรมีผลกระทบต่อเอาต์พุตน้อยที่สุด)

• $3\ nV/\sqrt{Hz}$

• Photodiode: ฉันใช้โฟโตไดโอดขนาดใหญ่ซึ่งทำให้เกิดเสียงดังขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

• แหล่งกำเนิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอื่น ๆ : เราเห็นว่าบอร์ดนั้นไวมากเสียงดังขึ้นในสถานการณ์ต่าง ๆ นอกจากนี้แผนงานอ้างอิงจากแหล่งข้อมูลบางแห่งแนะนำให้ป้องกันการลดเสียงรบกวนภายนอกดังนั้นเราจึงวางตัวเลือกโล่นี้เพื่อทดสอบบอร์ดถัดไปของเรา

อัพเดท 3

• มี 3-5 mV แม้ไม่มี 10K และ C1 เป็นหลักไม่มีการป้อนข้อมูลไปยัง opamp ทำให้ฉันคิดว่าเลย์เอาต์ของฉันไม่สมบูรณ์

นี่คือแผนงานพื้นฐานสำหรับเครื่องขยายเสียง ฉันสามารถเพิ่มมากขึ้นถ้าเราคิดว่ามันจำเป็น

มีการปฏิบัติตามกฎต่อไปนี้:

• ที่สมบูรณ์แบบสองชั้นพื้นดินเชื่อมต่อผ่านหลายจุดแวะ
• แหล่งจ่าย 3.3 โวลต์ (รวมถึงแหล่งจ่ายไฟสำหรับ opamps) จะถูกกรองผ่านตัวเก็บประจุแทนทาลัม 2.2 µF และเครือข่าย pi (100 kHz ที่ไหลผ่าน) ก่อนที่จะส่งไปยังโฟโตไดโอด (นั่นคือก่อนตัวต้านทาน 10K) นอกจากนี้เรายังมีตัวเก็บประจุ 1/100/10 nF ใกล้กับ 10K (ฉันไม่แน่ใจว่ามันเป็นความคิดที่ดี แต่จะปลอดภัยกว่า)
• C1 บล็อก DC (สถาปัตยกรรมคู่ AC) เราขยาย AC เท่านั้น
• Opamp มี 1/100/10 nF ที่แหล่งจ่ายและไบแอสพิน (อคติมีให้โดย LDO ที่สอง)
• ตัวเก็บประจุแบบป้อนกลับและตัวต้านทานถูกวางให้ใกล้กับ opamp มากที่สุด
• ร่องรอยของสัญญาณทั้งหมดระหว่างโฟโตไดโอดและ opamps จะลดลง เรากำลังพูดถึงกรณีที่แย่ที่สุด <2 ซม.
• สัญญาณที่ถือว่ามีความสำคัญทั้งหมดจะอยู่ระหว่างชั้นดินสองชั้น

อีกข้อสังเกตหนึ่งที่อธิบายว่าทำไมเราถึงคิดการบัง: ฉันเชื่อมต่อตัวต้านทานกับเครื่องกำเนิดฟังก์ชั่นของเราและเปิดใช้งานนี่คือผ่านสายจระเข้ (โดยพื้นฐานแล้วเป็นเสาอากาศแบบวนรอบ) ดังนั้นเราจึงรู้ว่ามันแผ่กระจายตามความถี่ที่เราเลือก ฉันสามารถเห็นผลลัพธ์ของ opamp ที่หยิบสิ่งนี้ขึ้นมาและขยาย ดังนั้นจึงเป็นที่ชัดเจนสำหรับฉันแหล่งภายนอกเข้ามาเล่นดังนั้นการอภิปรายทั้งหมด

เมื่อฉันได้ยินคนที่ต้องการใช้โล่เป็นครั้งแรกฉันเริ่มต้นด้วยการพูดว่าโล่เป็นที่หลบภัยคนแรกของคนไร้ความสามารถ นั่นไม่ยุติธรรมเลยเนื่องจากมีการใช้งานที่ถูกต้องสำหรับการป้องกัน แต่มันเป็นตัวกำหนดเสียงสำหรับการสนทนาจริงซึ่งโดยปกติจะเกี่ยวกับการปล่อยคลื่นความถี่วิทยุหรือความอ่อนแอและในที่สุดเกี่ยวกับการต่อสายดินที่ไม่ดี

โล่ควรเป็นที่พึ่งสุดท้ายของผู้มีอำนาจ Shields ยังมีข้อเสียที่สำคัญนอกเหนือจากปัญหาค่าใช้จ่ายที่ชัดเจน คนไร้ความสามารถเชื่อในตำนานว่าถ้าคุณใส่บางสิ่งลงในกล่องนำไฟฟ้าที่พลังงาน RF ไม่สามารถออกหรือเข้ามาได้นั่นไม่จริงเลย โล่อาจกลายเป็นเสาอากาศได้หากไม่ได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสม

ก่อนที่เราจะสามารถพูดคุยเกี่ยวกับโล่ของคุณได้อันดับแรกเราต้องผ่านกลยุทธ์การลงดินของคุณอย่างระมัดระวัง โล่และสายดินไปด้วยกันอย่างแน่นหนา อธิบายว่าปัญหาคืออะไรคุณคิดว่าอุปกรณ์ป้องกันจะแก้ปัญหาได้อย่างไรทุกอย่างมีการต่อสายดินแหล่งกำเนิดเสียงรบกวน ฯลฯ

โดยทั่วไปการต่อสายดินที่ดีจะช่วยลดการปล่อย RF และความไวได้มากกว่าการป้องกัน หากการต่อสายดินถูกต้องแล้วโล่สามารถเพิ่มการลดทอนของการปล่อยก๊าซได้ หากการต่อสายดินไม่ถูกต้องตัวป้องกันอาจกลายเป็นเสาอากาศและทำให้สิ่งต่าง ๆ แย่ลงได้ ด้วยพื้นดินที่ดีที่คุณต้องการโดยทั่วไปโล่ล้อมรอบวงจรที่มีเป็นหลุมไม่กี่และขนาดเล็กที่เป็นไปได้เชื่อมต่อกับพื้นดินวงจรหลักในสถานที่ตรงหนึ่ง

อีกครั้งบอกเราเพิ่มเติมเกี่ยวกับวงจรเค้าโครงและปัญหาของคุณ จากนั้นเราสามารถพูดคุยเพิ่มเติมเกี่ยวกับโล่ถ้ามันยังเหมาะสม

เพิ่มหลังจากอัปเดต 2:

ดูเหมือนว่าความกังวลหลักของคุณคือเสียงที่เข้าสู่สัญญาณอะนาล็อกของคุณ ปัจจุบันคุณมีเสียงรบกวน 3-5 mV ที่เอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์แรก แต่คุณต้องการลดให้เหลือ 1 mV คุณพูดว่านี่คือแอมพลิฟายเออร์ transimpedance แต่นี่ขัดแย้งกับผลที่คุณได้รับ 300k ดังนั้นเราจึงยังไม่รู้ว่าวงจรของคุณคืออะไร

สัญญาณอินพุตมาจากไหน มันจะไปที่อินพุตของเครื่องขยายเสียงอย่างไร การอ้างอิงคืออะไรและคุณได้ทำอะไรบ้างเพื่อประกันการอ้างอิงนี้สะอาด ปัญหาที่แท้จริงคือทำให้แอมพลิฟายเออร์ตัวแรกนี้มีสัญญาณรบกวนต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ หลังจากนั้นสัญญาณจะอยู่ในระดับที่สูงขึ้นและมีความต้านทานลดลงดังนั้นจึงไม่มีความเสี่ยง แหล่งเสียงรบกวนภายนอกที่เข้าสู่สัญญาณอินพุตคืออะไร คุณได้เสียงดังมากแค่ไหนหากคุณไม่ได้รับข้อมูลในระยะแรก

PSRRสูงสำหรับเครื่องขยายเสียงและตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเป็นสิ่งที่ดี แต่โปรดทราบว่าใช้เฉพาะที่ความถี่ต่ำเท่านั้น หากคุณมีวงจรที่มีความละเอียดอ่อนเป็นพิเศษให้ตั้งค่าตัวควบคุมเชิงเส้นด้วยอินพุตแหล่งจ่ายไฟให้กับตัวควบคุมตัวกรองนั้น บางสิ่งบางอย่างเช่นตัวเหนี่ยวนำชิปตามด้วยตัวเก็บประจุเซรามิกขนาดใหญ่ไปยังพื้นดินในด้านหน้าของตัวควบคุมมักจะดี อาจเป็นสองสิ่งเหล่านี้ในซีรี่ส์ ประเด็นคือเพื่อกำจัดความถี่สูงในฟีดของแหล่งจ่ายไฟเพื่อให้อิเล็กทรอนิคส์ที่ใช้งานในตัวควบคุมสามารถจัดการส่วนที่เหลือ ฉันต้องการเห็นฟิลเตอร์เคลื่อนที่ที่ 10 kHz หรือต่ำกว่า นอกจากนี้คุณยังต้องการให้ฟีดแหล่งจ่ายไฟที่ไม่มีการกรองอยู่ห่างจากสัญญาณอินพุทเพื่อหลีกเลี่ยงการรับสัญญาณ capacitive ร่องรอยยามสามารถช่วยได้

ฉันไม่ชอบสองชั้นพื้นดิน ชั้นดินสองชั้นจะทำให้คุณเดือดร้อนเว้นแต่ว่าพวกเขาจะเย็บติดกันเป็นประจำ อีกครั้งคุณกำลังคิดโล่เมื่อคุณควรคิดอย่างรอบคอบเกี่ยวกับการลงดินแทน เห็นภาพกระแสไหลกลับทั้งหมดและตรวจสอบให้แน่ใจว่าส่วนประกอบความถี่สูงไม่ไหลผ่านระนาบกราวด์ ใช้ระนาบพื้นดินในท้องถิ่นภายใต้ส่วนที่เฉพาะเจาะจงซึ่งอาจสร้างเสียงความถี่สูงหรือมีความไวต่อเสียงดังกล่าว ตัวเก็บประจุบายพาสแบบทันทีจะไปที่เครือข่ายภาคพื้นดินซึ่งจะเชื่อมโยงกับเครือข่ายภาคพื้นดินทั่วโลกในที่เดียวเท่านั้น

แสดงวงจรของสเตจแอมพลิฟายเออร์แรกและอธิบายวิธีการจัดวางพื้นที่ทั้งหมดอย่างแท้จริง

เพิ่มหลังจากอัปเดต 3:

มี 3-5 mV แม้ไม่มี 10K และ C1 เป็นหลักไม่มีการป้อนข้อมูลไปยัง op-amp ทำให้ฉันคิดว่าเลย์เอาต์ของฉันไม่สมบูรณ์

นั่นบอกคุณว่าเสียงไม่ได้มาจากตัวตรวจจับแสงดังนั้นคุณสามารถลืมมันได้ในตอนนี้ เสียงรบกวนนั้นเกิดจากแรงดันไบอัสสำหรับอินพุตบวกหรืออยู่บนพื้นดิน

ทำสองชั้นกราวด์ให้เชื่อมต่อกันผ่านหลายจุดแวะ

อีกครั้งฉันไม่คิดว่านี่เป็นความคิดที่ดีด้วยเหตุผลสองประการ ก่อนอื่นระนาบทั้งสองนี้จะต้องทำการเย็บติดกันเป็นประจำ นั่นไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะทำอย่างถูกต้องตามที่ฟัง ประการที่สองดูเหมือนว่าคุณไม่ได้ใช้ระบบย่อยสำหรับระบบย่อยที่สำคัญ ส่วนหนึ่งของจุดย่อยเหล่านี้คือการแยกกระแสลูปความถี่สูงเพื่อแยกพวกมันออกจากพื้นดินหลัก ด้วยการเชื่อมต่อแต่ละ sub-ground กับ main main เพียงที่เดียวมันจะรักษา loop loop frequency ที่ความถี่สูงในพื้นที่และป้องกันไม่ให้ระบบย่อยเห็นการชดเชยแรงดันไฟฟ้าระหว่างจุดที่แตกต่างกันเนื่องจากกระแสบนระนาบกราวด์

แหล่งจ่าย 3.3 โวลต์ (รวมทั้งแหล่งจ่ายสำหรับ op-amps) จะถูกกรองผ่านตัวเก็บประจุแทนทาลัม 2.2 µF และเครือข่าย pi (100 kHz ที่ม้วนผ่าน) ก่อนที่จะส่งไปยังโฟโตไดโอด (นั่นคือก่อนตัวต้านทาน 10K)

แต่คุณไม่ได้แสดงอะไรเลย ตัวเก็บประจุแทนทาลัมจะมีการตอบสนองความถี่สูงและESR ที่สูงกว่าตัวเก็บประจุแบบเซรามิก ไม่มีเหตุผลเลยที่จะใช้ตัวเก็บประจุแทนทาลัมที่แรงดันและความจุนี้ นอกจากนี้ตัวเก็บประจุด้วยตัวมันเองก็ไม่ค่อยดีนักหากไม่มีความต้านทานต่อการทำงาน คุณพูดถึงเครือข่าย pi แต่ไม่มีสิ่งใดที่จะแสดงบนแผนผังและคุณพูดถึงความจุเดียวเท่านั้นดังนั้นมันจึงไม่เพิ่มขึ้น

อย่างที่ฉันบอกไปก่อนหน้านี้ 100 kHz สูงเกินไป อย่างที่ฉันบอกไปแล้วฉันอยากจะเห็นว่า 10 kHz หรือน้อยกว่านั้น

นอกจากนี้เรายังมีตัวเก็บประจุ 1/100/10 nF ใกล้กับ 10K

ดี แต่อีกครั้งพวกเขาต้องการความต้านทานบางอย่างในการทำงานกับ ตัวเหนี่ยวนำชิปเฟอร์ไรต์แบบต่อเนื่องพร้อมกับฟีดซัพพลายจะทำเช่นนั้นตามที่ฉันพูดไว้ก่อนหน้านี้

Op-amp มี 1/100/10 nF ที่แหล่งจ่ายและไบอัสพิน

ตกลง แต่อีกครั้งสิ่งเหล่านี้จำเป็นต้องมีความต้านทานในการทำงาน ตัวเหนี่ยวนำชิปในซีรีส์จะช่วย

นอกจากนี้ตัวเก็บประจุเหล่านี้เชื่อมต่อกับพื้นอีกครั้งตรงไหน? ฉันสงสัยว่าคุณเพิ่งเจาะทะลุเครื่องบินภาคพื้นดินของคุณ อีกครั้งสิ่งนี้ควรเชื่อมต่อกับเครือข่ายกราวด์ท้องถิ่นที่เชื่อมต่อกับระนาบกราวด์หลัก ณ จุดเดียว

ตัวเก็บประจุแบบป้อนกลับและตัวต้านทานจะอยู่ใกล้กับ op-amp ให้มากที่สุด

ดี.

ร่องรอยสัญญาณทั้งหมดระหว่างโฟโตไดโอดและ op-amps จะถูกย่อให้เล็กสุด; เรากำลังพูดถึงกรณีที่แย่ที่สุด <2 ซม

คุณแสดงให้เห็นแล้วว่านี่ไม่ใช่เสียงที่มาจากไหน

สัญญาณที่ถือว่ามีความสำคัญทั้งหมดจะอยู่ระหว่างสองชั้นพื้น

การป้องกันแบบนี้มีประโยชน์เฉพาะเมื่อคุณมีพื้นที่สะอาดซึ่งฉันคิดว่าคุณไม่มี ถ้าคุณทำไม่ได้ทั้งหมดนี้จะเพิ่มการมีเพศสัมพันธ์แบบ capacitive จากเสียงบนพื้นดินเป็นสัญญาณของคุณ