Perché molti ricevitori IR sono in gabbie metalliche?


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Immagino sia una gabbia di Faraday attorno al ricevitore, ma non so perché potrebbero averne bisogno. Esiste una sorta di interferenza comune intorno a 38kHz (la loro frequenza operativa)?

È l'unico componente che penso di aver usato che ottiene questo trattamento speciale. Una gabbia più grande può trovarsi attorno a una in un videoregistratore e a volte una piccola gabbia per bambini appare attorno al componente di montaggio del PC autonomo:

Supporto per PC

Grazie per la tua comprensione!


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Giuro di aver già visto questa domanda prima
Voltage Spike

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Perché tiene giù l'obiettivo?
Ignacio Vazquez-Abrams,

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I ricevitori IR sono Hannibal Lecter del mondo dell'elettronica.
Wossname

La risposta di @analogsystemsrf è interessante, ma potrebbe anche non essere affatto una gabbia lontana, ma piuttosto un filtro luminoso per rendere il diodo più omnidirezionale e meno sensibile alle inondazioni dei segnali frontali.
Trevor_G

Ignacio no, non ...
Passerby

Risposte:


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[aggiunta metodologia 2_D resistor_grid per l'esplorazione di topologie di schermatura]

Volete che il ricevitore IR risponda ai fotoni, non ai campi elettrici esterni. Eppure il fotodiodo è un ottimo bersaglio per i rifiuti dalle luci fluorescenti (200 volt in 10 microsecondi) poiché il tubo da 4 'ha quell'azione di riavvio dell'arco 120 volte al secondo. [o 80.000 Hertz per alcuni tubi]

C=E0*Er*UNreun'/DioStun'nce
9e-12Fun'run'd/meter*(ER=1un'ior)*0.003*0.003/1

io=C*dV/dT

Questo ---- 2 nanoAmp ---- apparentemente è un grosso problema (la velocità limite, 10 us, è vicina a 1/2 periodo di 38 kHz).

La gabbia metallica protegge attenuando l'Efield in modo esponenziale migliorando; quindi più la gabbia si trova di fronte al fotodiodo, più drammatica è l'attenuazione di Efield. Richard Feynman ne discute, nel suo tascabile di 3 volumi sulla fisica [Troverò un link, o almeno una pagina #], nella sua lezione sulle gabbie di Faraday e sul perché i fori sono accettabili SE i circuiti vulnerabili sono distanziati di diversi fori -diameters. [di nuovo, miglioramento esponenziale]

Altre fonti di rifiuti di Efield sono vicine? Che ne dite della logica digitale 0 e della logica 1 per display a LED; 0,5 volt in 5 nanosecondi o 10 ^ 8 volt / secondo (rimbalzo standard di livelli logici "silenziosi", man mano che l'attività del programma MCU continua). Che ne dici di un regolatore di commutazione, all'interno della TV; regolando al largo di ACrail, con 200 volt in 200 nanosecondi, o 1 miliardo di volt / secondo, a una velocità di 100 kHz.

A 1 miliardo di volt / secondo, abbiamo 100 correnti di aggressione nanoAmps. Naturalmente, non ci dovrebbe essere una linea di vista tra uno switchreg e il ricevitore IR, vero?

La linea di mira non ha importanza. Gli Efield esplorano tutti i possibili percorsi, compresi quelli su e giù o dietro gli angoli.

schematico

simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab

SUGGERIMENTI PER IL COMPORTAMENTO: gli Efield esplorano tutti i possibili percorsi.

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Dal maestro del chiaro pensiero stesso, con le sue stesse parole, offro la spiegazione del signor "Perché la navetta spaziale è esplosa in alto su Cape Canaveral?", Il gioioso dottor Richard Feynman.

Ha fornito un'introduzione di 2 anni alla fisica a Caltech, intorno al 1962. Le sue lezioni sono state trascritte, con molta attenzione per servire come materiale di riferimento, [vale la pena procurarsi questi 3 e rileggerli ogni 5 anni; inoltre, l'adolescente curioso assaporerà le discussioni del mondo reale nello stile di Feynman] e pubblicato in 3 volumi in brossura come "Le lezioni di fisica di Feynman". Dal volume II, incentrato su "principalmente elettromagnetismo e materia", passiamo al capitolo 7 "Il campo elettrico in varie circostanze: continua", e alle pagine 7-10 e 7-11, presenta "Il campo elettrostatico di una griglia" .

Feynman descrive una griglia infinita di fili infinitamente lunghi, con una spaziatura tra i fili di "a". Comincia con le equazioni [introdotte nel volume 1, capitolo 50 armoniche] che approssimeranno il campo, con sempre più termini opzionalmente utilizzabili per ottenere una precisione sempre maggiore. La variabile 'n' ci dice l'ordine del termine. Possiamo iniziare con "n = 1".

Ecco l'equazione di riepilogo, dove 'a' è la spaziatura tra i fili della griglia:

Fn=UNn*e-Z/Zo
Zo=un'/(2*pio*n)

Fn=UNn*e-(2*pio*1*3mm)/3mm

Poiché questo Fn è e ^ -6.28 più piccolo di An, abbiamo una rapida attenuazione del campo elettrico esterno.

Con 2.718 ^ 2.3 = 10, 2.718 ^ 4.6 = 100, 2.718 ^ 6.9 = 1000, quindi e ^ -6.28 è circa 1/500. (1/533, da una calcolatrice)

Il nostro campo esterno di An è stato ridotto di 1/500, a 0,2% o 54 dB più debole, 3 mm all'interno di una griglia distanziata a 3 mm. In che modo Feynman riassume il suo pensiero?

"Il metodo che abbiamo appena sviluppato può essere usato per spiegare perché la schermatura elettrostatica per mezzo di uno schermo è spesso altrettanto valida che con una solida lamiera. Tranne che a una distanza dallo schermo un paio di volte la distanza dei fili dello schermo, il i campi all'interno di uno schermo chiuso sono pari a zero. Vediamo perché lo schermo di rame, più leggero ed economico del foglio di rame, viene spesso utilizzato per proteggere le apparecchiature elettriche sensibili dai campi di disturbo esterni. " (fine citazione)

Se si cerca un sistema incorporato a 24 bit, è necessaria un'attenuazione di 24 * 6 = 144 dB; a 54 dB per unità_spaziatura, è necessario disporre di una spaziatura filo 3 *, dietro la griglia. Per un sistema a 32 bit, questo diventa 32 * 6 = 192 dB, o quasi 4 * spaziatura filo-filo, dietro la griglia.

Avvertenza: si tratta di elettrostatica. Gli Efield veloci causano correnti transitorie nei fili della griglia. Il tuo chilometraggio varierà.

Si noti che abbiamo usato solo la parte "a = 1" della soluzione; possiamo ignorare le parti aggiuntive della soluzione armonica / serie? Sì. Con "n = 2", otteniamo l'attenuazione * attenuazione e "n = 3" produce atten * atten * atten.

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EDIT Per modellare strutture meccaniche più comuni, per determinare i livelli finali di spazzatura quando un Efield si accoppia in un circuito, dobbiamo conoscere (1) l'impedenza del circuito alla frequenza dell'aggressore e (2) l'accoppiamento da un aggressore di rifiuti 3_D a un nodo della catena di segnale 3_D. Per semplicità, modelleremo questo in 2_D, usando i grid_of_resistors disponibili

schematico

simula questo circuito


Immagino che il perno centrale sia gnd, che si estenderebbe all'interno per supportare il substrato del chip. Non sarebbe abbastanza scudo? Sono anche sospettoso che il frame "X" blocchi il percorso ottico frontale ... potrebbe essere un diffusore ottico?
glen_geek,

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Grazie per la risposta matematicamente completa, la buona spiegazione e il delizioso disegno di saccheggi ai campi elettrici!
R Zach,

Per sistemi embedded di successo, tutti gli interferenti dovrebbero essere identificati e quantificati, quindi i rischi sono noti in anticipo. Nel costruire strumenti per fare questo identificare / quantificare, lavoro con questi problemi ogni giorno. Ho visto un team autodistruggersi, poiché hanno ignorato i rischi di feedback in un ricevitore IR. Sia su PCB che su silicio, la necessità di attenuare la spazzatura di 100 dB o 150 dB è spesso presente. Senza identificare e quantificare i fenomeni, è solo punt-and-hope. Per decidere di utilizzare strati aggiuntivi, o spazio PCB aggiuntivo o altri 10 pin sul silicio, è necessaria una buona causa. La fedeltà estrema richiede attenzione.
analogsystemsrf

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+1 Per fare riferimento e citare "Le lezioni di fisica di Feynman"
jose.angel.jimenez,

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La risposta è abbastanza semplice

Quando il PD riceve un piccolo segnale alla massima distanza, il PD può ricevere solo <1uA e quindi anche con un guadagno di 60 dB con AGC IR Rx ha un'impedenza> 1MΩ che lo rende sensibile ai campi E vaganti rilevati nell'area di il rivelatore e i fili.

La schermatura esterna può essere paragonata alla schermatura Sharp / Vishay all'interno, ma la schermatura è necessaria a causa dell'alta impedenza di estendere il raggio di rilevamento a forse 50 m utilizzando l'emettitore IR da 5 mm appropriato smontando i campi elettromagnetici vaganti.

Si può dire che è IR a causa del filtro che blocca la luce del giorno e 3 pin necessari per il rivelatore BPF AGC e ASK integrato.

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