什么是护环?


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我已经听过Guard Rings很多次了,我知道应该在不应该有电流的地方避免使用电流,但是我从来没有找到好的文章来阅读更多内容。

有人可以正确描述它们还是请推荐一些材料以供进一步阅读?



它虽然可以,但是并不能解释其背后的过程以及它的“工作原理”
mFeinstein 2014年

Answers:


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从我的回答到先前的问题

传统上,保护环用于保护电路中的高阻抗节点免受表面泄漏电流的影响。保护环是由低阻抗源驱动到与高阻抗节点相同电压的铜环。这通常是运算放大器的输入引脚。

这是National Semi的AN-241的金属罐运算放大器经典护环布局示例:

Guard ring layout

就像图中所示,这种工作方式是V-在附近有一个低阻抗节点。电流不能流到V-敏感的输入引脚,因为它会先到达保护环,并被驱动保护环的电源消耗。同时,保护环不会将其自身的任何泄漏电流驱动到敏感节点,因为它保持在非常相似的电势下。


在这种情况下,我可以假设保护环将连接到GND吗?
mFeinstein

是的,此外,在这种情况下,您假设输入均接近地电位。如果在您的应用中不是这种情况,则需要找到另一条接近预期输入电势的低阻抗线。
helloworld922 2014年

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@mFeinstein,不一定。保护环应以与输入相同的电位连接到低阻抗源。例如,请参阅我先前的答案,其中一个输入被认为具有足够低的阻抗以驱动环来保护另一个输入。
Photon

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@ThePhoton我喜欢您的思考方式,当我说我只想等待其他回答者时,我抱怨很多用户。
mFeinstein

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光子答案描述了任何低阻抗轨道的影响。保护器通过跟踪信号来工作,从而消除了保护器对信号负载的电容。仅通过信号源与噪声源的电容比来抑制噪声电流。

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保护环类似于三同轴电缆的保护导体。使用三轴电缆时,外部编织层接地,并用作常规的静电屏蔽。内层编织层是保护层,将由测量设备驱动到内部导体上输入信号的电位。由于周围材料非常接近相同的电势,因此将涉及输入信号的泄漏电流降至最低。通过将与输入信号相连的电容的两侧保持在相同的电位,它还将通过电缆电容(包括某些麦克风)产生的耦合噪声的影响降至最低。

吉时利仪器Keithley Instruments)出版的“ 低电平测量手册 ”(Low Level Measurements Handbook)是小信号影响的绝佳参考。可以从他们的网站上获得它,或者您也可以从纸质版中说出友好的代表,以便经常参考。


有趣的是,我只听说过三轴电缆,而且我很确定外部导体是由麦斯接地驱动的,中间导体是由DUT接地驱动的,内部导体是由DUT信号进行测量的...感谢本书链接!
mFeinstein

也许您会想用第七版链接更新链接...
mFeinstein



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保护环不是将共模噪声分流到地面,耦合电容会在交流信号上汲取电流,而是通过输出信号在没有输入电压差的情况下消除电流流动,从而将附近的E场分流,从而降低了杂散噪声的有效电容。并且还减少了容性负载引起的电压降的负载效应。

因此,将防护视为屏蔽和减少负载电容效应的一种方法,该效应会从地上感应出噪声电压。通过保护,可以大大降低耦合到信号的接地噪声。


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您能详细说明一下吗?如果针脚没有被屏蔽

警卫必须驾驶盾牌

但是这些系统永远都没有护盾
mFeinstein 2014年

当您具有非常高的阻抗输入时,容易耦合杂散噪声。保护的关键是,在外部,上方,下方具有低阻抗走线,以将杂散噪声分流(如果是外部的话),然后屏蔽平衡差分。接地是好的,但Active Guard的阻抗较高则更好。通常,这对于RF来说还不够好,所以改用CM扼流圈。

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所有信号在源,路径和目的地均具有阻抗。所有绝缘体都是电介质。所有电介质均具有电容(相对于空气)

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离子室还使用防护罩进行辐射测量,以防止连接器处的表面电流泄漏。有一个最里面的信号连接,中间护板和最外面的连接。内部连接到腔室内部的导线,外部到腔室内部。当在这两个导体之间施加几百伏的偏压时,表面和电缆泄漏会轻易交换感兴趣的纳安信号。解决方案是将保护导体驱动到与内部导体相同的电位。泄漏电流仅从外部流向保护,内部的信号得到保护。在100伏的偏压下,获得小于皮安级的泄漏是很容易的(但是,准确地测量该泄漏是非常棘手的)。

吉时利(Geithley)手册是该主题以及许多其他在测量小信号时可能导致错误的内容的很好的参考。


您是说“泄漏很容易淹没纳安信号”吗?此外,除了提供“吉时利手册”外,请提供更多信息,以提供问题所要询问的内容。
user2943160 2013年

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您为什么还要发布第二个答案,说的差不多呢?原始帖子下方有一个编辑链接。
晶体管
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