Che cos'è uno scudo più efficace per campi magnetici tra 300 e 500 kHz Rame solido o maglia di rame?


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Sto lavorando su un PCB che è molto affollato e ha amplificatori ad alto guadagno che funzionano tra 300kHz e 500kHz

In genere userei Mu metal o simili per schermare a questa frequenza, ma ovviamente nessuno produce PCB in metallo Mu. Quindi ho una scelta di versamenti solidi o tratteggiati. Gli schermi esterni non sono un'opzione.

Non ho tracce di impedenza controllata.

La mia unica preoccupazione sono i campi magnetici AC ad alta frequenza. Usiamo schermature con maglie di rame nelle nostre gabbie RF, che funzionano piuttosto meglio di quanto mi aspettassi. Sospetto che ciò sia dovuto ai turni in corto.

Ho chiesto a un paio di compagnie di schermatura, ma non caratterizzano le loro maglie per questo tipo di applicazione.

Qualcuno può indicarmi dati che indicherebbero se colate di rame solido o retinato funzionerebbero meglio in questa situazione?


Numerosi piani (GND o VDD) costruiscono riflessi interni e aumentano la schermatura magnetica, se i campi magnetici sono stabili. È possibile verificarlo, con diversi PCB a doppia faccia grezzi (non recuperati), una bobina del trasmettitore (con 50 ohm per impedire il cortocircuito del generatore) e una bobina del ricevitore all'oscilloscopio o all'analizzatore di spettro.
analogsystemsrf,

Risposte:


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Solido avrebbe prestazioni migliori, a parità di altre condizioni, ma forse non significativamente migliore.

Poiché i "buchi" nella mesh saranno una piccola frazione di lunghezza d'onda, la mesh dovrebbe comportarsi in modo simile a uno strato di rame solido più sottile (resistività più elevata) quando misurata da una distanza relativamente grande rispetto ai "buchi".

Le "curve in corto" che menzioni sono solo correnti parassite che si verificano in entrambi i casi.


Ciao Sphero! In effetti, siamo a circa 650 metri, quindi è tutto solo un granello. Ho un amplificatore front-end che è due stadi di G = 40 che alimentano il mio ricevitore, e sono preoccupato che irradierò abbastanza per essere raccolto dall'antenna, un'asta di ferrite. Posso proteggerlo dal campo E ma non penso che farebbe molto.
user103218

Quindi sto sentendo che non c'è davvero alcuna schermatura efficace qui senza materiale ferroso?
user103218

L'alluminio da 1 mm potrebbe essere quasi perfetto a 300-500khz.
Spehro Pefhany,

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La mia unica preoccupazione sono i campi magnetici AC ad alta frequenza

Si tratta davvero di una cosa chiamata profondità della pelle: -

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Grafico tratto da questa pagina wiki

Quindi, ad esempio, a 100 kHz, il rame ha una profondità della pelle di circa 0,2 mm e questo significa che uno schermo di 1 mm di spessore forma uno schermo abbastanza efficace contro i campi magnetici che fuoriescono o penetrano.

Non penso che (anche) 2 oz di rame su un PCB sarà così buono sia solido che tratteggiato. 2 oz di rame hanno uno spessore di circa 0,07 mm, quindi forse otterrai una leggera attenuazione.

A 300 kHz è in quella zona limite dove potresti ottenere una riduzione di un paio di dB, ma se ti aspetti qualche decina di dB, è molto improbabile.

A 500 kHz (dove la profondità della pelle è di circa 0,09 dB) potresti notare una riduzione di 5 dB. Detto questo, ogni dB conta quindi potrebbe essere sufficiente.


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Dipende dal fatto che tu abbia sinusoidi ripetitivi o impulsi ripetitivi con bordi veloci. Per i sinusoidi, siamo addestrati sui limiti di SkinDepth. Ma i contorni veloci sono la realtà per i sistemi embedded; mancando di teoria, prendo le misure dell'onda quadra accoppiando ATTRAVERSO la lamina e trovo un'attenuazione di 50 dB con un ritardo di 150 nosecondi .... attraverso la lamina.

Ecco le soluzioni per interferenti sinusoidali standard.

Con uno scarso controllo sui campi magnetici, è possibile ridurre le aree ad anello della vittima. Pertanto gli opamp con l'altezza minima possibile al di sopra del PCB sono le scelte migliori. Nessun DIP consentito. Ed esegui GND sotto i pacchi, per essere proprio sotto il pezzo di metallo a cui è attaccato il dado al silicio.

Per quei Resistori e Condensatori, circondali con pezzi di rame GNDed, per far sviluppare Eddy Currents (i tuoi interferenti sono ripetitivi o transitori?) E quindi parzialmente cancellati. E fai scorrere GND proprio sotto Rs e Cs, per ridurre al minimo l'area del loop; è necessario legare i versi molto vicino al GND superiore, di nuovo per ridurre al minimo le aree del circuito.

Con interferenze magnetiche ripetitive, con trasmissione parziale (la profondità della pelle non sta andando molto bene) otterrai anche una RIFLESSIONE parziale. Più piani in condizioni critiche / Rs / C implementeranno molteplici riflessioni magnetiche e forniranno una migliore schermatura dei campi che si avvicinano da dietro le opamp.

Con una frequenza di interesse di quasi 1 MHz, Opamp PSRR sarà scarsa. Pertanto sono utili grandi condensatori sui pin VDD + / VDD-, con resistori da 10 ohm all'alimentazione di massa centrale. La potenza centrale sperimenterà un sacco di rumore del campo magnetico e si desidera utilizzare gli LPF per ridurre notevolmente tale rumore ripetitivo. 10uF e 10 ohm è 100uS tau o 1,6 KHz F3db, una riduzione di 50 dB nella spazzatura di 500 KHz.

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