Würde ein kleines Loch in einem Faradayschen Käfig seine Wirksamkeit beim Blockieren von Störungen drastisch verringern?

28

Ich schirme den Tonabnehmer einer Gitarre ab, um Interferenzen zu minimieren. Ich mache das mit Kupferband, das leitenden Klebstoff hat, und ich verbinde dieses Band mit Masse.

Nehmen wir an, es gibt eine kleine Stelle, die ich verpasse oder die ich absichtlich offen lassen möchte, weil sie schwer zu erreichen ist, damit der Faradaysche Käfig nicht vollständig "versiegelt" ist. Würde dies die Wirksamkeit des Käfigs drastisch verringern oder würde es ihn einfach proportional zur Größe des Lochs verringern?

Ich frage, weil es mir gut geht, wenn es nur ein bisschen weniger effektiv ist, aber wenn es die ganze Sache ruiniert, dann werde ich mich extra anstrengen.

Anthony
quelle
1
Ich muss mich fragen, wie störempfindlich dieser Tonabnehmer überhaupt ist, wenn ich ein bisschen Musik kenne? Oder ist es umgekehrt, dass es Störungen erzeugt?
Herd
3
@Hearth Mein Verständnis ist, dass es auf die Art der Abholung ankommt. Einige Tonabnehmer (Einzelspulen) tragen nicht zur Geräuschreduzierung bei. Ich habe Geschichten von Leuten gehört, die Radiosender mit ihrer Gitarre abholen.
Anthony
3
@Toor Wenn Sie eine Antwort haben, müssen Sie diese in den Abschnitt Antworten schreiben . Ihre momentane Bemerkung ist nur eine zufällige Meinung und kann nicht von der Community überprüft oder als richtig akzeptiert werden, wird aber immer noch die erste sein, die jeder sieht, wenn sie hierher kommt.
Rohr
Schau auf deine Mikrowelle. Es ist ein Faradayscher Käfig (so dass Sie davor stehen können, während es läuft, ohne gekocht zu werden), aber Sie können durch die Tür sehen ...
Sean
2
@ Sean: Auf jeden Fall, aber während "es gibt Löcher in der Abschirmung" wörtlich wahr ist, ist es irreführend, weil es impliziert, dass die Abschirmung beeinträchtigt ist. Es wäre genauer zu sagen, dass die Löcher Teil der Abschirmung sind.
Ben Voigt

Antworten:

34

Faradaysche Käfige werden nicht aus Kupferblech, sondern aus Maschen hergestellt. Sie können sich also vorstellen, dass ein einzelnes kleines rundes Loch die Wirksamkeit nicht erheblich beeinträchtigt. Die Löcher im Netz müssen jedoch viel kleiner sein als die Wellenlänge, die Sie abschirmen möchten.

Insbesondere ist die größte Abmessung des Lochs wichtig, nicht seine Fläche. Ein 1-mm-Rundloch lässt viel weniger Leckagen zu als eine 10 mm lange, aber nur 1 um breite Naht.

Das Photon
quelle
3
@MSalters, Sie sind möglicherweise auch besorgt über hochfrequente HF-Signale mit Audiomodulation oder über Kombinationen von HF-Signalen mit Schwebungsfrequenzen im Audiobereich.
Das Photon
3
@MSalters In welchem ​​Universum hat ein 60-Hz-Signal eine Wellenlänge von 15 Metern?
Dmitry Grigoryev
4
@DmitryGrigoryev: auf mindestens 15 Meter, aber ich kann in der Tat ziehen diese Grenze auf mindestens 15 Kilometer (20 khz Wellen). Ja, das ist im Grunde der Bereich, in dem wir es besser als elektrostatisch behandeln. Erden Sie diesen Käfig!
MSalters
4
@MSalters, auch wenn Sie versuchen, etwas von Frequenzen unter etwa 50 kHz abzuschirmen, denken Sie daran, dass die Dicke der Abschirmung mehr als ein paar Hauttiefen betragen muss, was für solche tiefen Frequenzen möglicherweise nicht praktisch ist.
Das Photon
3
@pipe, denken Sie daran, dass Mikrostreifenleitungen nicht viel ausstrahlen (bei geeigneten Frequenzen) und nur auf einer Seite abgeschirmt sind. Und diese Strahlung ist wechselseitig (eine Antenne funktioniert genauso gut beim Empfangen wie beim Senden). Also ja, ein "Schild", der nur eine Seite einer Struktur umgibt, könnte (in Grenzen) die Strahlung von dieser Struktur reduzieren.
Das Photon
15

Zum konkreten Anwendungsfall:

Nachdem ich in der Vergangenheit Musikinstrumente gebaut und mit diesem Band experimentiert habe, kann ich sagen, dass es eine reine Zeitverschwendung ist, wenn Sie Humbucker verwenden, da diese Tonabnehmer sowieso dafür ausgelegt sind, Brummen zu unterdrücken, und fast eine reine Zeitverschwendung, wenn Sie es tun bekam Single-Coil-Pickups, da die meisten Pickups heutzutage mit abgeschirmten Leitungen kommen. Wenn Sie die Töpfe, die Brücke, die Buchse usw. gut erden, ist keine zusätzliche Abschirmung erforderlich. (Wie ist dein Löten?)

Wenn Sie den Elektronikraum unbedingt abschirmen müssen, verwenden Sie leitfähigen Lack, da Sie ihn in jede Ecke streichen können. Beim Lackieren gibt es keine Bandüberlappungsbereiche, in denen möglicherweise ein guter elektrischer Kontakt besteht, und Sie müssen nicht befürchten, dass der Klebebandkleber seinen Halt verliert, wenn Sie Ihr Instrument in einem Koffer in einem heißen Auto lassen, wodurch die Gefahr besteht, dass das Band beschädigt wird Klebeband, um von der Wand des Hohlraums zu fallen und die Verkabelung kurzzuschließen (ohne Ihr Wissen!).

Wenn Sie Vintage-Tonabnehmer mit ungeschirmten Kabeln verwenden, können Sie erwägen, Ihre Kabel zwischen dem Tonabnehmer und dem Elektronikhohlraum in einen Schlauch aus leitendem Klebeband zu hüllen (machen Sie dies einfach von einem ausreichend langen Stück Klebeband aus selbst) und diesen zu erden Klebeband auf den Topfkörper, um abgeschirmte moderne Tonabnehmerleitungen nachzuahmen.

schadjo
quelle
9

Die Wirksamkeit der Abschirmung (mit und ohne Löcher) hängt von den besorgten Frequenzen ab, da die maximale Größe der Löcher im Faradayschen Käfig 1/10 der Wellenlänge oder weniger betragen soll. Realitätsprüfung: Eine Haushaltsmikrowelle arbeitet mit 2,4 GHz (12,2 cm Wellenlänge) und hat ein abgeschirmtes Fenster mit Löchern von 5 mm oder weniger.

Wenn es sich um Audiofrequenzen handelt, ist Ihre größte Sorge die Hauttiefe von Kupfer, die bei 60 Hz etwa 8 mm beträgt, sodass ein Kupferband (das häufig 35 μm dick ist) für solche Wellen im Wesentlichen transparent ist.

Bei 1 MHz beträgt die Hauttiefe etwa 60 μm, sodass mehrere Schichten Kupferband einen Effekt haben können. Eine Wellenlänge bei dieser Frequenz liegt immer noch bei 300 m, sodass kleine Löcher keine Rolle spielen. Beachten Sie, dass in einer Umgebung, in der ein Objekt mit einer Größe von weniger als 1 Meter bei 1 MHz signifikante Audiointerferenzen aufnimmt, Objekte in der Nähe mit einer Viertelwellenlänge (75 m) merklich schwingen sollten (wie bei langen Metallkabeln). singe "laut genug, dass du es hörst".

Bei 100 MHz ist die Kupferfolie sehr effektiv (bei einer Hauttiefe von nur 6 μm). Die Wellenlänge beträgt ca. 3 m, daher sind Löcher mit einer angemessenen Größe nicht von Belang.

Nur wenn Sie erwarten, dass Strahlung im GHz-Bereich Ihre Gitarre stört, können Löcher in Ihrem Schild problematisch werden.

Dmitry Grigoryev
quelle
2
Hm, hört sich so an, als müsste ich jetzt eine Frage zu all dieser Hautdicke von Kupfer stellen und wie sich das auf das Blockieren auswirkt.
Rohr
5

Solange die Größe des Lochs weniger als eine Wellenlänge der Frequenz beträgt, um die Sie sich kümmern, UND Ihr Schaltkreis mindestens eine Wellenlänge innerhalb des Schilds hat, ist alles in Ordnung (6,28 Dämpfungsnullpunkte gehören Ihnen).

analogsystemsrf
quelle
2
Nur weniger als 1 Wellenlänge? Eine Schlitzantenne mit halber Wellenlänge strahlt ziemlich gut, nicht wahr?
Das Photon
2
Die am häufigsten verwendete Faustregel lautet, dass die größte Abmessung des Lochs weniger als 1/10 der Wellenlänge der Strahlung sein muss, um die Sie sich
Lama
1
Beachten Sie, dass ich "Und Ihre Schaltung ist mindestens eine Wellenlänge in der Abschirmung". Dies ist aus der Feynman Lectures-Reihe.
analogsystemsrf
1

Faradaysche Käfige sind keine geschlossenen Kästen. Wie Käfige haben sie Lücken. Die Größe der Lücke beeinflusst hauptsächlich, welche Wellenlängen eindringen können, und nicht so sehr die Menge.

Zum Beispiel: Ein Mikrowellenherd hat immer ein Gitter vor dem Fenster. Die Löcher sind klein genug, um das Entweichen der Mikrowellen zu verhindern, aber groß genug, damit Licht hindurchtreten kann. Ein weiteres Beispiel: Ihr Auto kann im Falle eines Blitzes als Faradayscher Käfig betrachtet werden. Es schützt Sie vor Stößen, da die Wellenlänge viel zu groß ist. Allerdings ... können wir aufgrund der großen Lücken im Käfig (Glasfenster) immer noch Handysignale empfangen.

Ich bin nicht sicher, welche Art von Signalen Sie blockieren möchten, aber da es sich um Audio handelt, schätze ich, dass die Frequenzen ziemlich niedrig sind (große Wellenlängen). Solange die Lücke nicht zu groß ist, denke ich nicht, dass es ein zu großes Problem sein wird.

Opifex
quelle