Capacitancia parásita no contada del inductor planar

Estoy tratando de determinar la fuente de aproximadamente 300 pf de capacitancia parásita en un proyecto de bobina plana en el que estoy trabajando. Estoy tratando de averiguar cómo se alinean mis predicciones numéricas con el diseño fabricado. He hecho una matriz de diferentes tamaños y veo un cambio en la frecuencia de resonancia que corresponde a ~ 300pf en todos ellos

El siguiente ejemplo tiene los siguientes parámetros
Capas: 2
Ancho de trazo: 0,205 mm
Espaciado de trazo: 0,152 mm
Número de vueltas: 10
Diámetro interior: 5,08
mm Diámetro exterior
: 12,548 mm Grosor de la placa: 1,13 mm
Autoinductancia: 0,994uH
Inductancia total: 2,99uH
Paralelo C: 1 nF
Frecuencia de resonancia prevista (con 1 nF C): 2,899 MHz
Frecuencia de resonancia medida: 2,534 MHz

Confío bastante en los números predichos, ya que coinciden con lo que genera TI Coil Designer si es de fiar. Es la frecuencia resonante medida lo que me tiene. Medí la frecuencia con un Rigol DS1054 de dos formas

  1. Aplique un barrido de onda sinusoidal a través de múltiples frecuencias y mida el voltaje de entrada y salida.
  2. Aplique una onda cuadrada de 1Khz y mida las oscilaciones de salida

Puedo dar cuenta de 13 pF de la entrada del osciloscopio y 13 pF de la entrada de la sonda. Además, a partir del papel puedo aproximar la capacitancia entre las dos capas como las dos placas de un capacitor en forma de rosquilla, pero en el mejor de los casos, eso solo representa ~13pF adicionales, para un total de 39pF.

No hay metal debajo de la superficie que pueda afectarlo, no hay un lugar de tierra al que acoplarse. Me falta algo, pero no se me ocurre qué es.

ingrese la descripción de la imagen aquí

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

¿Qué pasa con la capacitancia de entrebobinado? ¿Significado de rastros adyacentes en la bobina?
La página 83 de este documento google.com/... muestra algo así, pero no sé cómo podría modelarlo. ¿E incluso entonces eso compensaría los 200 ish pF restantes?

Respuestas (1)

Usando la ecuación 2 de la página 3 de este libro blanco sobre capacitancia distribuida Cubre los 300pF que describe.

C d = ( 1 2 π ( S F R ) ) 2 L

Cuando S F R = 2.899 METRO H z Entonces C d = 1.005 norte F

En el SFR previsto, ese es su límite paralelo de 1nF

Cuando S F R = 2.534 METRO H z Entonces C d = 1.315 norte F

¡A la frecuencia SFR real hay 300pF adicionales!

Esto para mí, parece que está hablando de capacitancia acoplada a través de transformadores. Tienes razón en que Cd = 1.315pF a 2.3534Mhz, pero eso es solo reorganizar, $SRF = 1 / 2\pi \sqrt{LC}$no dice de dónde provienen los 300pf, a menos que me haya perdido algo.
@Lpaulson Sí, parece que está agrupando todos los efectos de límite. " La diferencia de voltaje entre espiras , entre capas de devanado y entre devanados al núcleo crean estos elementos parásitos".
Hmm suena razonable, pero se siente anti-climático.
@Lpaulson Sigo pensando que es el turno de convertir la capacitancia, similar al enlace que publicaste en tu comentario.