为什么在金属笼中有许多IR接收器?


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我猜这是接收器周围的法拉第笼,但不知道他们为什么需要一个。在38kHz(它们的工作频率)附近是否存在某种常见干扰?

这是我认为我使用过的唯一获得特殊处理的组件。在VCR中,可能有一个较大的机架,而在独立的PC安装组件周围有时会出现一个小的婴儿机架:

PC支架

感谢您的见解!


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我发誓我以前见过这个问题
Voltage

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因为它使镜头向下?
伊格纳西奥·巴斯克斯·阿布拉姆斯

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红外接收器是电子界的汉尼拔·莱克特。
Wossname

@analogsystemsrf的答案很有趣,但它也根本不是法拉第笼,而是一个滤光器,可以使二极管更全向,并且对从正面浮起的信号不那么敏感。
Trevor_G

伊格纳西奥(Ignacio)不,不是……
路人(Passerby)

Answers:


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[添加了用于探究屏蔽拓扑的二维电阻器网格方法]

您希望该IR接收器响应光子,而不响应外部电场。然而,光电二极管是荧光灯(200伏特,在10微秒内)产生的垃圾的理想靶标,因为4'管具有每秒120次的弧光起弧作用。[或某些管为80,000赫兹]

C=Ë0Ë[R一种[RË一种/d一世sŤ一种ñCË
9Ë-12F一种[R一种d/ËŤË[RË[R=1个一种一世[R0.0030.003/1个

一世=CdV/dŤ
或I = 1e-16Farad * 2e + 7 Volt / second = 2nanoAmp

---- 2 nanoAmp ----显然很重要(边缘速率10 us,接近38 kHz的1/2周期)。

金属笼通过以指数方式改善Efield来进行保护。因此,笼子在光电二极管的前面越远,电场的衰减就越剧烈。理查德·费曼(Richard Feynman)在有关法拉第笼子的演讲以及为什么孔可以被接受的三卷平装本中对此进行了讨论[我会找到一个链接,或者至少是第#页]。如果易受伤害的电路隔开几个孔的-直径。[再次,呈指数增长]

其他埃菲尔德垃圾场附近吗?LED显示屏的数字噪声逻辑0和逻辑1如何?5纳秒内0.5伏特,或10 ^ 8伏特/秒(随着MCU程序活动的继续,标准的“安静”逻辑电平跳动)。电视内部的开关稳压器怎么样?以100 kHz的速率在200纳秒内以200伏特或10亿伏特/秒的电压调节ACrail。

以10亿伏特/秒的速度,我们有100纳安的攻击电流。当然,在switchreg和IR接收器之间应该没有视线,是吗?

视线无所谓。埃菲尔德(Efields)探索所有可能的路径,包括上下或左右拐角。

原理图

模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图

行为提示:Efields探索所有可能的途径。

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我以高瞻远瞩的大师的话说:“为什么航天飞机在卡纳维拉尔角上空爆炸?”理查德·费曼博士高兴。

大约在1962年,他在加州理工学院提供了为期2年的物理学入门。他的演讲被转录,非常仔细地用作参考资料,[值得获得这3本书,每5年重新阅读一遍;同样,这位好奇的少年将品尝Feynman风格的现实世界讨论,并以3本平装本出版,名为“ Feynman物理讲座”。在第二卷中,我们主要关注“电磁和物质”,转到第7章“各种情况下的电场:续”,在第7-10和7-11页中,他介绍了“网格的静电场”。 。

费曼(Feynman)描述了无限长导线的无限网格,导线间距为'a'。他从方程式(在第1卷第50章“谐波”中引入)开始,该方程式将近似磁场,并且可以选择使用越来越多的项来获得越来越高的精度。变量“ n”告诉我们术语的顺序。我们可以从“ n = 1”开始。

这是汇总公式,其中“ a”是网格线之间的间距:

Fñ=一种ñË-ž/žØ
žØ=一种/2p一世ñ

Fñ=一种ñË-2p一世1个3/3

由于该Fn比An小e ^ -6.28,因此我们可以快速衰减外部电场。

在2.718 ^ 2.3 = 10、2.718 ^ 4.6 = 100、2.718 ^ 6.9 = 1000的情况下,e ^ -6.28约为1/500。(1/533,来自计算器)

在间距为3mm的网格内,我们的An的外部场强减小了1/500,降低了0.2%或54dB,即3mm。费曼如何总结他的想法?

“我们刚刚开发的方法可以用来解释为什么通过屏蔽进行静电屏蔽通常与使用固体金属板一样好。除了距屏蔽的距离是屏蔽线间距的几倍之外,封闭的屏蔽网中的磁场为零。我们看到了为什么铜屏蔽网(比铜板更轻,更便宜)为什么经常被用来屏蔽敏感的电气设备免受外部干扰。” (结束报价)

如果要寻找24位嵌入式系统,则需要24 * 6 = 144dB衰减;在每单位间隔54dB的情况下,您需要在网格后面留出3 *线距。对于32位系统,在网格后面变为32 * 6 = 192 dB,或接近4 *导线间距。

注意:这是静电。快速电场会在电网导线中引起瞬态电流。您的里程会有所不同。

注意,我们只使用了解决方案的“ a = 1”部分;我们可以忽略谐波/串联解决方案的其他部分吗?是。对于“ n = 2”,我们得到衰减*衰减,而“ n = 3”得到atten * atten * atten。

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编辑为了对更常见的机械结构建模,确定Efield耦合到电路中的最终垃圾水平,我们需要知道(1)电路在攻击者频率下的阻抗,以及(2)3D垃圾攻击者的耦合到3_D信号链节点。为简单起见,我们将使用可用的grid_of_resistors在2_D中对此建模

原理图

模拟该电路


我猜想中心引脚是gnd,它将在内部延伸以支撑芯片基板。那还不够盾吗?还怀疑框架“ X”会挡住正面的光路...可能是光扩散器吗?
glen_geek

2
感谢您对数学上的完整响应,良好的解释以及令人兴奋的掠夺性电场的描绘!
R Zach's

对于成功的嵌入式系统,应识别并量化所有干扰因素,因此预先知道风险。在构建用于识别/量化的工具时,我每天都会处理这些问题。我看着一个团队自我毁灭,因为他们忽略了IR接收器中的反馈风险。无论是在PCB板上还是在硅板上,通常都需要将垃圾衰减100dB或150dB。无需识别和量化现象,它只是扑朔迷离。要决定使用额外的层,额外的PCB空间或在硅上使用10个以上的引脚,一个理由很充分。极端保真需要引起注意。
Analogsystemsrf

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+1对于引用和引用“费曼物理学讲座”
jose.angel.jimenez,2015年

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答案很简单。

当PD在最大距离处接收小信号时,PD可能仅接收<1uA,因此,即使在AGC IR增益为60 dB的情况下,Rx的阻抗也>1MΩ,使其对杂散电场的拾取敏感。检测器和电线。

在外部进行屏蔽可以与Sharp / Vishay在内部进行屏蔽相比,但是屏蔽是必要的,因为高阻抗可以通过使用适当的5mm IR发射器通过分流杂散电场来将检测范围扩展到50m。

可以说是由于日光阻挡滤光片和集成的BPF AGC和ASK检测器需要3个引脚引起的IR。

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