Me gustaría pedir consejo sobre cómo proteger la siguiente configuración.
Tengo un objetivo de medición ubicado dentro de una jaula de Faraday, conectado a través de un cable blindado a un circuito de medición. El blindaje del cable estaría conectado a la jaula de Faraday. El circuito incluye principalmente un microcontrolador, convertidores AD y un solo amplificador inversor de transimpedancia de amplificador operacional. El circuito se encuentra dentro de una caja metálica conectada al blindaje del cable.
Como la instrumentación debe funcionar con batería (3,3 V), el amplificador de transimpedancia se refiere al potencial de nivel medio de 1,65 V (terminal negativo de la batería) para permitir la medición del flujo de corriente en ambas direcciones. Esto, a su vez, significa que con un flujo de corriente cero, la muestra de medición está a 1,65 V con respecto al terminal negativo de la batería que alimenta el circuito de medición. El ancho de banda de la señal analógica a registrar es del orden de 10 Hz a 500 Hz.
Ocasionalmente, el dispositivo tendría que estar conectado a una computadora de escritorio a través de una interfaz USB. Luego, la tierra del USB debe conectarse al terminal negativo de la batería, 0V para el microcontrolador y ADC, -1.65V con respecto a la salida de transimpedancia cero.
He recibido consejos contradictorios sobre la mejor manera de blindar este circuito, una idea es conectar el blindaje a 1,65 V, acoplar el blindaje al nivel cero del amplificador de transimpedancia o, alternativamente, conectar el blindaje al terminal negativo de la batería, cero para el componentes digitales.
En cualquier caso, otra pregunta es si el blindaje del cable USB puede o debe conectarse a la carcasa metálica del circuito de medición.
He leído varias otras publicaciones sobre blindaje, principalmente como this , this y this , sin embargo, no he podido unirlas para mi caso. Cualquier ayuda que me indique la dirección correcta sería muy apreciada.
Mi consejo: aíslalo galvánicamente del ordenador y del USB.
Si bien no ha descrito realmente su problema, el hecho de que quiera una jaula de Faraday implica que necesita que esté en silencio, y cualquier cosa conectada a una computadora nunca lo está.
Puede aislar la interfaz digital con bastante facilidad.
Si está utilizando I2C, entonces está disponible con aislamiento galvánico. Para ruido muy bajo (en probadores de RF de sondeo de obleas), se ha utilizado con una conexión de fibra
Verás que aísla la interfaz serial (uart) a la USB (FT232). Los circuitos integrados acopladores son muy fáciles de usar. El único vicio es que tienen capacitancia a través de la barrera, y también usan señales de RF UHF/Microondas. Tampoco son un gran problema en sus frecuencias.
La conexión de fibra TOSLINK es ideal para ruidos muy bajos: ningún metal entra en el escudo de Faraday, ningún cable se acerca, no se utiliza RF, no hay capacitancia. (y son baratos y fáciles de conseguir).
Es fácil alimentar uart a través de toslink: simplemente conecte los módulos a su placa serie usb FTDI. El único inconveniente es usar una serie de dos hilos (solo RX/TX), por lo que si necesita un protocolo de enlace, tiene que ser xon/xoff
[TOSLINK es la fibra óptica plástica utilizada por equipos de audio comunes]
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henry crun