Cómo aislar un circuito PCB de una fuente de alto ruido en las cercanías

Hay algunas cosas que necesita aprender;

1) cómo sondear hasta el tiempo de subida mínimo del osciloscopio, especialmente cerca del ruido de pulso radiado.

2) ¿Qué significa CEM?

3) ¿Cómo se evita la interferencia del modo común (CM) con un par de hilos balanceados?

4) ¿Qué es un estrangulador Balun o CM?

5) Diferentes tipos de Baluns tan diversos como capacitores para diferentes rangos de frecuencia y corrientes.

• ¿Dónde se usan?
  • Todos los cables de CC del cargador de computadora portátil Rango de 10k ~ 10MHz
  • Todos los cables VGA 1~150MHz BW
  • Algunos cables de micrófono electret
  • algunos cables de alimentación

¿Qué es el diagrama simple?

¿Cuál es el diagrama real?

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Entonces, dependiendo de los materiales del núcleo de hierro o ferrita y el número de vueltas de 1 a N y la mezcla de ferrita desde LF aislante a MF a ferrita conductora para RF con más partículas de metal.

• los valores del modelo cambiarán.
• A menudo, un estrangulador CM o una perla de ferrita CM solo dice 100 ohmios, lo que significa pérdida en la banda de interés.
• un ethernet Balun hace el mismo trabajo que un YAGI Balun en la teoría "fundamental", pero para diferentes f y Zo, por lo que se ven completamente diferentes

5) Aprenda a buscar respuestas preexistentes en la web y en este foro (ubique la ventana de búsqueda y experimente con diferentes palabras clave, etiquetas y nombres de usuario como usuario: yo en la búsqueda encuentra ... usted mismo o por el nombre de usuario exacto usuario: joeblow o número de usuario: 17574 (es decir, yo)

6) Comprenda que los arcos cortos tienen espectro hasta la longitud de la antena que se ajusta a esa longitud y luego todos los armónicos de esta

• así que digamos mucho más allá de un GHz por ahora para un arco corto desde la cerca hasta el objetivo.

7) comprender el espectro de la interferencia de ruido (y la impedancia parásita al área problemática)

• Veamos su pulso limpio de 10k y supongamos que el tiempo de subida es, digamos, 1 us con una duración de pulso de 50 us, luego una onda sinusoidal de aproximadamente 350 us, por lo que tenemos un tiempo de subida de casi 500 MHz, 50 KHz, 1/2 duración de pulso y luego 1 onda sinusoidal de aproximadamente 3 kHz.
  • como dijiste esto no causa ningun problema
  • eso significa que la energía de la interferencia está mucho más allá de los 500 MHz, pero tal vez solo diga unos xx nanosegundos de tiempo de subida.

Ahora, ¿qué tipo de estrangulador de ferrita CM puede obtener?

Olvidé que es posible que algunos OP no quieran aprender, solo quieren una solución de bola de cristal.

Cosas para hacer:

• asegúrese de que todos los circuitos electrónicos del sensor estén lejos del generador HV y los cables de par trenzado que van a la cerca en ángulo recto con el par de cables STP del sensor blindado. Manténgase al menos a 10 m de distancia del generador y del par de cables a la cerca.

  • El par trenzado blindado STP equilibra gran parte de la entrada de campo E espectral y la distancia de aislamiento reduce el acoplamiento de corriente de campo H
  • El par de cables del generador y del sensor en ángulo recto reduce el acoplamiento de la antena de los pulsos EMI entre 2 pares de cables.
  • utilice un bucle de corriente alrededor del cable de alimentación del generador con unas pocas vueltas para detectar un pulso de corriente alto a medida que su sensor de corriente con espacio de aire se conecta a los cables del sensor coaxial o STP.
  • termine los cables con una impedancia igualada, como 120 ~ 220 ohmios o STP o 75 ohmios para video coaxial,
  • use un balun CLC o un estrangulador CM clasificado para RF como su entrada de acondicionador de señal. Esto eleva la impedancia CM y la tapa de derivación la atenúa ligeramente.
  • Lo que desea es un pulso de tiempo de subida de 1 us y no un pulso de tiempo de subida de 1 ns que arroja voltaje de ruido a una capacitancia parásita de sub-picofaradios.
  • termínelo con la impedancia correspondiente
  • agregue más vueltas de cable de detección de corriente o use una bobina Rogowski si está realmente interesado pero no es necesario.

• He utilizado estas técnicas con éxito durante 40 años en muchas aplicaciones.

• Mi primera experiencia a finales de los años 70 fue medir la potencia de soldadura por arco de fusión de 100kA de acero Zirc entre dos tubos de 4" de diámetro
• Mi experiencia más reciente fue medir la potencia de pulso de un pulso de 20 kV dentro del aceite del transformador como una prueba HIPOT antes del inicio de la corona en un transformador de potencia de 5MVA.

El pulso mide solo 2 vatios o 10 V en 50 ohmios de una prueba dieléctrica de 20 kV/mm usando un pequeño bucle de 1 vuelta para coaxial.

(no yo, sino un entusiasta constructor de multiplicadores HV.

Este es un pequeño pulso de descarga parcial medido utilizando el método anterior en un cable coaxial de 50 ohmios terminado en 50 ohmios, similar a una pequeña descarga de cerca o un zap de insectos Hipot. Usé un antiguo visor LeCroy para capturar la imagen. El tiempo de subida de 1 ns está limitado únicamente por el osciloscopio.

Ese PCB es de una sola capa. Usando componentes de retención y una PCB de doble cara, apuesto a que puede implementar un plano GND sólido de un lado.

Sus primeras formas de onda muestran un timbre en la región de 100 MHz (10 nanosegundos). Eso podría ser una sonda de alcance. Por otro lado, a 100 MHz, un avión debería producir 8,6 dB * sqrt (100 MHz / 4 MHz) = 8,6 dB * 5 = 43 dB de atenuación de interferencias inyectadas de campo magnético.