Apa itu Cincin Penjaga?

Saya telah mendengar Guard Ringsberkali-kali, dan saya tahu mereka seharusnya menghindari arus di tempat-tempat di mana seharusnya tidak ada arus, tetapi saya tidak pernah menemukan teks yang bagus untuk membaca lebih lanjut tentang itu.

Adakah yang bisa menggambarkannya dengan baik atau merekomendasikan beberapa bahan untuk dibaca lebih lanjut?

Dari jawaban saya ke pertanyaan sebelumnya :

Sebuah cincin pengaman secara tradisional digunakan untuk melindungi simpul impedansi tinggi dalam suatu rangkaian dari arus kebocoran permukaan. Cincin pelindung adalah cincin tembaga yang digerakkan oleh sumber impedansi rendah ke tegangan yang sama dengan simpul impedansi tinggi. Ini biasanya merupakan pin input op-amp.

Berikut adalah contoh tata letak cincin pelindung klasik untuk op-amp kaleng logam dari National Semi's AN-241 :

Cara kerjanya adalah, katakanlah ada simpul impedansi rendah di dekatnya, seperti V-pada gambar. Arus tidak dapat mengalir dari V-ke pin input yang rentan, karena akan mencapai cincin pengaman terlebih dahulu, dan dikonsumsi oleh sumber yang menggerakkan cincin pengaman. Pada saat yang sama, cincin pengaman tidak akan mengarahkan arus bocornya sendiri ke simpul yang rentan, karena disimpan pada potensi yang sangat mirip.

Cincin pelindung dianalogikan dengan konduktor pelindung untuk kabel triax. Saat menggunakan kabel triax, jalinan luar terhubung ke ground dan bertindak sebagai pelindung elektrostatik konvensional. Jalinan bagian dalam adalah pelindung dan akan digerakkan oleh peralatan pengukuran untuk memperkirakan potensi sinyal input pada konduktor bagian dalam. Itu meminimalkan kebocoran arus yang melibatkan sinyal input karena bahan di sekitarnya sangat dekat dengan potensi yang sama. Ini juga meminimalkan efek kebisingan kopling melalui kapasitansi kabel, termasuk beberapa mikrofonik, dengan mempertahankan kedua sisi kapasitansi yang mengikat ke sinyal input pada potensi yang sama.

Referensi yang sangat baik untuk efek sinyal kecil adalah " Buku Pegangan Pengukuran Tingkat Rendah " yang diterbitkan oleh Keithley Instruments . Ini tersedia dari situs web mereka atau Anda mungkin dapat berbicara perwakilan ramah dari salinan kertas untuk referensi sering.

Daripada memuntahkan noise mode umum ke ground di mana kapasitansi kopling dapat menarik arus pada sinyal AC, Guard Rings menggunakan sinyal output ke shunt bidang E di dekatnya dengan menghilangkan aliran arus tanpa perbedaan tegangan ke input, sehingga mengurangi kapasitansi efektif dari suara nyasar dan juga mengurangi efek pemuatan dari penurunan tegangan dari beban kapasitif.

Jadi pikirkan penjaga sebagai metode untuk melindungi dan mengurangi efek kapasitansi beban yang menyebabkan tegangan noise dari tanah. Coupling noise tanah ke sinyal berkurang secara signifikan dengan pelindung.

Pelindung juga digunakan pada ruang ion untuk pengukuran radiasi untuk mencegah kebocoran arus permukaan pada konektor. Ada koneksi sinyal terdalam, penjaga tengah dan koneksi terluar. Koneksi bagian dalam ke kabel di dalam ruang dan bagian luar adalah ke tubuh ruangan. Ketika beberapa ratus volt bias diterapkan antara kedua konduktor tersebut maka kebocoran permukaan dan kabel dapat dengan mudah menukar sinyal nanoamp yang diinginkan. Solusinya adalah mengarahkan konduktor pelindung ke potensial yang sama dengan konduktor dalam. Arus bocor hanya mengalir dari luar ke penjaga dan sinyal pada bagian dalam dilindungi. Sangat mudah untuk mendapatkan kurang dari satu picoamp kebocoran dengan bias seratus volt (namun, cukup sulit untuk mengukur kebocoran itu secara akurat).

Buku pegangan Keithley adalah referensi yang bagus tentang subjek dan banyak hal lain yang dapat menyebabkan kesalahan saat mengukur sinyal kecil.