Qerta çapê ya çapkirî pirsgirêk û çareseriyên dijwar

Pirs: Wekî ku me berê di derbarê berxwedêrên hêsan de behs kir, pêdivî ye ku hin berxwedêr hebin ku performansa wan tam ya ku em li bendê ne. Berxwedana beşek ji têlê çi dibe?
A: Rewş cuda ye. Tê texmîn kirin ku hûn di têlektek çapkirî ya ku wekî têlê tevdigere de qala têlek an bandek konduktor dikin. Ji ber ku superkonduktorên germahiya jûreyê hîna ne berdest in, her dirêjahiya têla metalî wekî berxwedanek kêm-berxwedanê (ku di heman demê de wekî kondensator û induktorek jî tevdigere) tevdigere, û divê bandora wê li ser çerxê were hesibandin.
2. Q: Berxwedana têlek sifir a pir kurt a di navbêna îşaretek piçûk de ne girîng be?
A: bila em ADC-a 16-bit bi impedanceya têketinê ya 5k ω bihesibînin. Bifikirin ku xeta îşaretê ya ji têketina ADC re ji tîpek qerta çapê ya tîpîk pêk tê (stûr 0.038 mm, fireh 0.25 mm) bi bandek konduktor bi dirêjahî 10 cm pêk tê. Ew di germahiya odeyê de bi qasî 0.18 ω berxwedanek heye, ku piçek ji 5K ω × 2 × 2-16 hindiktir e û di asta têr de xeletiyek qezencê ya 2LSB çêdike.
Bê guman, dibe ku ev pirsgirêk were kêm kirin ger, wekî ku berê ye, banda têgihîştî ya qerta çapê ya ÇAPkirî firehtir bibe. Di navbêna analog de, bi gelemperî tercîh e ku meriv bandek firehtir bikar bîne, lê gelek sêwiranerên PCB (û sêwiranerên PCB) tercîh dikin ku ji bo hêsankirina danîna xeta îşaretê kêmtirîn firehiya bandê bikar bînin. Di encamnameyê de, girîng e ku meriv berxwedana banda rêber bihejmêre û rola wê di hemî pirsgirêkên gengaz de analîz bike.
3. Q: Pirsgirêka kapasîteya banda tîrêjê ya bi firehiya pir mezin û qata metal li ser pişta qerta çapê ya ÇAPkirî heye?
A: Ew pirsek piçûk e. Tevî ku kapasîteya ji banda konduktor a çerxa çapkirî girîng e (tewra ji bo qurmên kêm-frekansê, ku dikarin pêlên parazîtî yên bi frekansa bilind hilberînin), pêdivî ye ku ew her gav pêşî were texmîn kirin. Ger ne wusa be, tewra bandek gewre ya fireh ku kapasîteyek mezin çêdike ne pirsgirêk e. Ger pirsgirêk derkevin, deverek piçûk a balafirê erdê dikare were rakirin da ku kapasîteya li ser erdê kêm bike.
Pirs: Demekê vê pirsê bihêlin! Balafira erdê çi ye?
A: Ger pelika sifir a li seranserê quncikek çapê ya çapkirî (an jî tevayiya navbirê ya desteyek çapkirî ya pir -qat) ji bo axê tê bikar anîn, wê hingê ev e ya ku em jê re dibêjin firokek erdkirinê. Pêdivî ye ku her têlek axê bi berxwedan û induktasyona piçûktir were saz kirin. Ger pergalek balafirek erdkirinê bikar bîne, kêm kêm ew ê ji dengê axê bandor bibe. Wekî din, balafira axê jî fonksiyona parastin û sarkirinê heye
Q: Balafira erdê ku li vir hatî behs kirin ji bo hilberîneran dijwar e, rast?
A: 20 sal berê hin pirsgirêk hebûn. Todayro, ji ber başkirina binder, berxwedana solder û teknolojiya soldering pêlê di panelên çapeyên çapkirî de, çêkirina balafira erdkirinê bûye xebatek rûtîn a panelên çaperan.
Pirs: We got ku îhtîmala eşkerekirina pergalek bi dengê erdê bi karanîna balafirê erdê pir hindik e. Ji pirsgirêka dengê erdê ya ku nayê çareser kirin çi dimîne?
A: Qonaxa bingehîn a pergala dengbêjê ya axê xwedan balafirek erdê ye, lê berxwedan û induktasyona wê ne sifir e – ger çavkaniya heyî ya derveyî têra xwe xurt be, ew ê bandorê li îşaretên rast bike. Ev pirsgirêk dikare bi rêkûpêk sazkirina panelên çerxên çapkirî were kêm kirin da ku pêla bilind neçe herêmên ku bandorê li voltaja zemînê ya îşaretên teqez dikin. Carinan şikestinek an birînek di balafirê erdê de dikare pêlek erdek mezin ji devera hesas dûr bixe, lê bi zorê guheztina balafirê erdê jî dikare îşaretê berde nav devera hesas, ji ber vê yekê divê teknîkek wusa bi baldarî were bikar anîn.
Q: Ez çawa dizanim daketina voltaja ku li ser balafirek erdkirî hatî çêkirin?
A: Bi gelemperî daketina voltajê dikare were pîvandin, lê carinan jî li gorî berxwedana materyalê ya di balafirê axê de (bi navgîniya 1 onsê sifir berxwedanek 045m ω /□) û dirêjahiya banda rêber a ku tê de derbas dibe, her çend hejmar dikare tevlihev be. Voltages in the dc to frequency low (50kHz) range dikare bi amplifiers amûrekê wek AMP02 an AD620.
Destkeftiya amplifikatorê li 1000 hate danîn û bi hestiyariyek 5mV/div bi oscilloscope ve girêdayî ye. Dibe ku amplifikator ji heman çavkaniya hêzê ya qerta ku tê ceribandin, an ji çavkaniya hêza xwe were peyda kirin. Lêbelê, heke axa amplifikator ji bingeha hêza xwe were veqetandin, divê oscilloscope bi bingeha hêza çerxa hêza ku tê bikar anîn ve were girêdan.
Berxwedana di navbera her du xalên li ser balafirê erdê de dikare bi lêdana sondajê li her du xalan were pîvandin. Kombînasyona bidestxistina amplifikator û hestiyariya oscilloscope dihêle ku hestiyariya pîvandinê bigihîje 5μV/div. Dengê ji bihêzker dê firehiya xêzika pêla oscilloscope bi qasî 3μV zêde bike, lê dîsa jî pêkan e ku meriv çareseriyek bi qasî 1μV bi dest bixe – ew qas ku piraniya dengê axê bi pêbaweriya% 80 veqetîne.
Pirs: Li ser rêbaza ceribandina jorîn divê çi were zanîn?
A: Her zeviyek magnetîkî ya alternatîf dê voltaja li ser lêpirsînê vebike, ya ku dikare bi lêdana sondajên ji hevûdu re (û peydakirina rêyek xapandinê ji berxwedana erdê re) û dîtina şêwaza oscilloskopê were ceribandin. Waveêweya pêla AC ya çavdêrîkirî ji ber enduksiyonê ye û dikare bi guheztina pozîsyona rêber an bi hewildana rakirina qada magnetîkî were kêm kirin. Digel vê yekê, pêdivî ye ku meriv pê ewle be ku erdkirina amplifikator bi erdkirina pergalê ve girêdayî ye. Ger amplifikator vê pêwendiyê hebe, rêgezek vegera xapandinê tune û amplifikator kar nake. Pêdivî ye ku zemîn jî pê ewle be ku rêbaza axê ya ku tê bikar anîn bi dabeşkirina heyî ya çerxa ku tê ceribandin re mudaxele nake.
Q: Meriv çawa dengê axê ya bi frekansa bilind pîvîne?
A: Zehmet e ku meriv dengê axê bi amplifikatorê amûrek firehbanda guncan bipîve, ji ber vê yekê lêpirsînên pasîf ên hf û VHF guncan in. Ew ji zencîreyek magnetîkî ya ferît (pîvana derve 6 ~ 8mm) pêk tê ku du hebên her yekê 6 ~ 10 zivirîne hene. Ji bo çêkirina veguherînerek îzolasyonê ya bi frekansa bilind, yek kulîlk bi têketina analîzkerê spekrê ve û ya din jî bi sondê ve girêdayî ye.
Rêbaza ceribandinê dişibe doza frekansa nizm, lê analîzkerê spekterê ji bo temsîlkirina deng dengbêjên taybetmendiya amplitude-frekansa bikar tîne. Berevajî taybetmendiyên serdema demê, çavkaniyên deng dikare bi hêsanî li gorî taybetmendiyên frekansa wan bêne veqetandin. Digel vê yekê, hesasiyeta analîzkerê spekterê bi kêmî ve 60dB ji ya oscilloscope ya înternet bilindtir e.
Q: Li ser inductance of a wire?
A: indunduktasyona derhêner û bandên rêber ên PCB -ê di frekansên bilind de nayê paşguh kirin. Ji bo jimartina induksiyona têlek rasterast û bandek konduktîf, du nêzîkbûn li vir têne destnîşan kirin.
Mînakî, bendek konduktor 1cm dirêj û 0.25mm fireh dê induktasyonek 10nH çêbike.
Indunduktasyona konduktor = 0.0002LLN2LR-0.75 μH
Mînakî, induksiyona têlek tîrêjê ya derveyî 1mm dirêj 0.5cm 7.26nh e (2R = 0.5mm, L = 1cm)
Inductance band Conductive = 0.0002LLN2LW+H+0.2235W+HL+0.5μH
Mînakî, induktasyona 1cm fireh 0.25mm çapkirî ya dîwarê tîrêjê ya tîrêjê 9.59nh e (H = 0.038mm, W = 0.25mm, L = 1cm).
Lêbelê, reaktansiyona induktîf bi gelemperî ji herikîna parazîtî û voltaja vekêşandî ya qutiya induktîv piçûktir e. Pêdivî ye ku qada loopê were kêm kirin ji ber ku voltaja induced bi qada loopê re têkildar e. Dema ku têl pêçayî-cot e ev kirin hêsan e.
Di tabloyên qaîdeyên çapkirî de, divê rê û rêçikên vegerê nêzî hev bin. Guheztinên têlên piçûk bi gelemperî bandorê kêm dikin, li çavkaniya A -yê ya ku bi xeleka enerjiya nizm a B.
Kêmkirina qada loopê an zêdekirina dûrahiya di navbêna pêvekirinê de dê bandorê kêm bike. Qada loopê bi gelemperî kêmtirîn tê kêm kirin û dûrahiya di navbêna pêvekirinê de herî zêde dibe. Parastina magnetîkî carinan hewce ye, lê biha ye û meylê têkçûna mekanîkî ye, ji ber vê yekê xwe jê dûr bigirin.
11. Q: Di Pirs û Bersivên Endezyarên Serlêdanê de, behreya ne-îdeal a derdorên yekbûyî bi gelemperî tête gotin. Pêdivî ye ku ew hêsantir be ku meriv hêmanên hêsan ên wekî berxwedan bikar bîne. Nêzîkbûna hêmanên îdeal rave bikin.
A: Ez tenê dixwazim berxwedanek bibe amûrek îdeal, lê sîlîndara kurt a li pêşberî berxwedanek mîna berxwedanek paqij tevdigere. Berxwedana rastîn di heman demê de hêmana berxwedana xeyalî jî heye – beşê reaktansê. Piraniya berxwedêran bi berxwedana xwe re paralel kapasîteyek piçûktir (bi gelemperî 1 heya 3pF) heye. Her çend hin berxwedêrên fîlimê, birîna kunê helîkal di fîlmên wan ên berxwedêr de bi piranî induktîf e, reaktansiyona wan a induktîf bi dehan an bi sedan nahen (nH) e. Bê guman, berxwedanên birîna têlê bi gelemperî induktîf in û ne ji capacitive (bi kêmanî di frekansên nizm de). Beriya her tiştî, berxwedanên têl-birîn ji kelûmêlan têne çêkirin, ji ber vê yekê ne kêm e ku berxwedêrên têl-birîn xwedî induktasyonên çend mîkrohm (μH) an bi dehan mîkrohm, an tewra bi navê “ne-induktîv” berxwedêrên birînê (li cihê ku nîvê pêlîstokan di demjimêra demjimêrê de û nîvê din jî berevajî demjimêrê ye). Ji ber vê yekê ku induktasyona ku ji hêla du nîvê kulikê ve hatî hilberandin hevûdu betal dike) di heman demê de 1μH an jî zêdetir induktasyona bermayî heye. Ji bo berxwedêrên hêja-hêja yên bi qasî 10k ω li jor, berxwedêrên mayî bi piranî kondensator in û ne ji induktîf in, û kapasîte heya 10pF e, ji ya fîlimê standard tenik an berxwedêrên sentetîkî bilindtir e. Dema ku sêwiranên frekansa bilind a ku tê de berxwedêr hene têne çêkirin divê ev reaktans bi baldarî were berçav kirin.
Pirs: Lê gelek derdorên ku hûn diyar dikin ji bo pîvandinên rastîn ên li frekansên DC an pir kêm têne bikar anîn. Di van sepanan de induktorên xalî û kondensatorên xalî ne girîng in, rast?
A: erê. Ji ber ku transîstor (hem veqetandî hem jî di nav derdorên entegre de) xwedî bandên pir fireh in, carinan gava ku çerx bi barek induktîf biqede dibe ku osîlasyon carinan di sedan an bi hezaran bandên megahertz de çêbibe. Kiryarên vesazkirin û sererastkirinê yên bi lerzeyan re têkildar bandorên xirab li rastbûn û aramiya frekansa nizm dikin.
Ya xirabtir, dibe ku lerizîn li ser ocîskoskopek jî neyên dîtin ji ber ku benda bandûrokê ya oscilloskopê li gorî benda bandûra oscilîsyonên frekansa bilind ku têne pîvandin pir kêm e, an jî ji ber ku kapasîteya barkirina lêpirsîna oscilloscope têra rawestandina oscillasyonan dike. Rêbaza çêtirîn ev e ku hûn analîzek spekra bandek fireh (frekansa nizm heya 15GHz li jor) bikar bînin da ku pergalê ji bo oscillasyonên parazîtî kontrol bikin. Pêdivî ye ku ev verastkirin were kirin dema ku têketin li seranserê dînamîkî diguhere, ji ber ku oslîzasyonên parazîtîkî carinan di navberek pir teng a banda ketinê de diqewimin.
Pirs: Ma di derbarê berxwedanan de pirs hene?
A: Berxwedana berxwedanek ne sabît e, lê bi germê re diguhere. Pîvana germahiyê (TC) ji çend PPM /° C (mîlyonek per pileya Celsius) heya çend hezar PPM /° C diguhere. Berxwedêrên herî stabîl berxwedêrên birîna têl an jî metal fîlm in, û yên herî xirab berxwedêrên fîlimê karbonî yên sentetîkî ne.
Hejmarên germahiyên mezin carinan dikarin kêrhatî bin (berxwedanek +3500ppm/ ° C dikare were bikar anîn da ku ji bo kT/ Q di hevkêşeya taybetmendiya dîodê de, wekî ku berê di Q&AS de ji bo Endezyarên Serlêdanê hatî destnîşan kirin) telafî bike. Lê bi gelemperî berxwedana bi germê re dibe sedema xeletiyek di navbêna rast de.
Ger rastbûna çerxê bi lihevhatina du berxwedêrên bi hevrêzên germahiya cihêreng ve girêdayî ye, wê hingê çi qas di germahiyek de çiqas lihevhatî be jî, ew li ya din naşibe. Tevî ku hevpişkên germahiya du berxwedêr li hev bikin jî, garantî tune ku ew ê di heman germahiyê de bimînin. Xwe-germbûna ku ji ber vexwarina hêza hundurîn an germahiya derveyî ku ji çavkaniyek germê ya di pergalê de tê veguheztin dibe sedema nehevsengiyên germahiyê, di encamê de berxwedan. Tewra berxwedêrên hêja-birîn an metal-fîlim ên hêja jî dikarin bi sedan (an jî bi hezaran) PPM / temperature lihevhatina germê hebin. Çareseriya eşkere ev e ku meriv du berxwedêrên ku hatine çêkirin bikar bîne da ku ew her du jî pir nêzîkê heman matrixê bin, da ku rastiya pergalê her gav baş were hevber kirin. Bingeh dikare wafersên sîlîkonî bin ku qertên entegrekirî yên rastîn, wafersên cam an fîlimên metal çêdikin. Tevî substartê, her du berxwedan di dema çêkirinê de baş li hev dikin, xwedan hevpişkên germahiya hevgirtî ne, û hema hema di heman germahiyê de ne (ji ber ku ew ew çend nêzîk in).