Was sind Schutzringe?

Ich habe schon Guard Ringsoft davon gehört und ich weiß, dass sie Strömungen an Orten vermeiden sollen, an denen es keine Strömungen geben sollte, aber ich habe nie einen guten Text gefunden, um mehr darüber zu lesen.

Kann jemand sie richtig beschreiben oder empfehlen Sie bitte etwas Material, um weiterzulesen?

Aus meiner Antwort auf eine frühere Frage :

Ein Schutzring wird traditionell verwendet, um hochohmige Knoten in einem Stromkreis vor Oberflächenleckströmen zu schützen. Der Schutzring ist ein Kupferring, der von einer niederohmigen Quelle auf die gleiche Spannung wie der hochohmige Knoten getrieben wird. Dies ist normalerweise der Eingangspin eines Operationsverstärkers.

Hier ist ein Beispiel eines klassischen Schutzring-Layouts für einen Metalldosen-Operationsverstärker aus AN-241 von National Semi :

Dies funktioniert beispielsweise so, dass sich in der Nähe ein Knoten mit niedriger Impedanz befindet, wie V-auf dem Bild dargestellt. Strom kann nicht von V-den anfälligen Eingangsstiften abfließen , da er zuerst den Schutzring erreicht und von der Quelle verbraucht wird, die den Schutzring antreibt. Gleichzeitig treibt der Schutzring keinen eigenen Leckstrom auf den anfälligen Knoten, da er auf einem sehr ähnlichen Potential gehalten wird.

Schutzringe sind analog zum Schutzleiter für Triaxkabel. Bei Verwendung eines Triax-Kabels ist das äußere Geflecht mit Masse verbunden und wirkt wie eine herkömmliche elektrostatische Abschirmung. Das innere Geflecht ist der Schutz und wird von den Messgeräten auf ungefähr das Potential des Eingangssignals am Innenleiter getrieben. Dies minimiert Leckströme, die das Eingangssignal betreffen, da das umgebende Material sehr nahe an demselben Potential liegt. Es minimiert auch die Auswirkungen von Kopplungsstörungen über die Kabelkapazität, einschließlich einiger Mikrofone, indem beide Seiten der Kapazität, die mit dem Eingangssignal verbunden sind, auf dem gleichen Potential gehalten werden.

Eine ausgezeichnete Referenz für Kleinsignaleffekte ist das von Keithley Instruments veröffentlichte " Low Level Measurements Handbook " . Es ist auf der Website verfügbar, oder Sie können einen freundlichen Mitarbeiter aus einer Papierkopie zum häufigen Nachschlagen ansprechen.

Anstatt Gleichtaktstörungen auf Masse umzuleiten, wo die Kopplungskapazität Strom aus Wechselstromsignalen ziehen kann, verwenden die Schutzringe das Ausgangssignal, um E-Felder in der Nähe umzuleiten, indem der Stromfluss ohne Spannungsdifferenz zum Eingang beseitigt wird, wodurch die effektive Kapazität von Streustörungen verringert wird und auch die Belastungseffekte des Spannungsabfalls einer kapazitiven Last verringern.

Stellen Sie sich Guard als Methode zur Abschirmung und Reduzierung von Lastkapazitätseffekten vor, die eine Störspannung von der Erdung induzieren. Die Kopplung des Grundrauschens mit dem Signal wird durch die Überwachung erheblich reduziert.

Das Guarding wird auch bei Ionenkammern zur Strahlungsmessung verwendet, um ein Entweichen des Oberflächenstroms am Steckverbinder zu verhindern. Es gibt eine innerste Signalverbindung, eine mittlere Schutzvorrichtung und eine äußerste Verbindung. Die innere Verbindung ist mit einem Draht innerhalb der Kammer und die äußere mit dem Körper der Kammer verbunden. Wenn zwischen diesen beiden Leitern eine Vorspannung von einigen hundert Volt angelegt wird, können Oberflächen- und Kabellecks die interessierenden Nanoampere-Signale leicht vertauschen. Die Lösung besteht darin, den Schutzleiter auf das gleiche Potential wie den Innenleiter zu bringen. Der Leckstrom fließt nur von außen nach außen und das Signal auf der Innenseite ist geschützt. Es ist ziemlich einfach, mit einer Vorspannung von 100 Volt weniger als einen Picoamp-Leckstrom zu erhalten (es ist jedoch ziemlich schwierig, diesen Leckstrom genau zu messen).

Das Keithley-Handbuch ist eine hervorragende Referenz zu diesem Thema und viele andere Dinge, die bei der Messung kleiner Signale zu Fehlern führen können.