Thực hiện theo dõi / vòng bảo vệ trong thiết kế PCB

Tôi đã đọc ở đây và có một số bài viết về dấu vết / vòng bảo vệ pcb. Nhưng không ai trong số họ thảo luận làm thế nào để cấy chính xác nó. Những gì tôi có thể tìm thấy là một số hình ảnh và so sánh không thể giúp tôi vào lúc này!

Những gì tôi muốn biết là làm thế nào tôi có thể làm cho mạch sau có thêm bằng chứng rò rỉ hiện tại (Trong trường hợp thiết kế - Tôi biết rằng vật liệu PCB và SIR đóng một quy tắc lớn).

Mạch sẽ cung cấp tới 30V thông qua các điện trở và mỗi điện trở được kết nối với tụ điện. Mỗi Tụ sau đó được kết nối với một ma trận công tắc và cuối cùng đầu ra duy nhất từ ​​ma trận công tắc được kết nối với một picoammeter để đo dòng rò của các tụ điện.

Tôi đang tự hỏi liệu tôi có nên quan tâm đến dòng rò trong mạch hay không! Nếu vậy, làm thế nào tôi có thể cải thiện nó?

Đây là mạch thử nghiệm của tôi:

Tôi đang nghĩ đến việc kết nối các tụ điện chỉ bằng dây vào mạch điện, đó là một chân của tụ điện được hàn bởi một dây trong mạch nhỏ mà tôi thiết kế, và chân còn lại cũng có một dây được hàn vào lá chắn BNC đi đến picoammeter và là chung với nguồn điện áp (SMU)

Theo truyền thống, vòng bảo vệ được sử dụng để bảo vệ các nút trở kháng cao trong mạch khỏi dòng rò bề mặt. Vòng bảo vệ là một vòng đồng được điều khiển bởi một nguồn có trở kháng thấp với cùng điện áp với nút trở kháng cao. Đây thường là chân đầu vào của op-amp.

Đây là một ví dụ về cách bố trí vòng bảo vệ cổ điển cho kim loại có thể op-amp từ AN-241 của National Semi :

Và đây là một ví dụ về cách nó sẽ được kết nối, từ tạp chí Đối thoại Analog của Analog :

Đặc điểm chính là vòng bảo vệ được kết nối với một nút sẽ được dẫn đến cùng điện áp với nút trở kháng cao đang được bảo vệ, nhưng với trở kháng nguồn thấp hơn nhiều.

Lưu ý rằng không phải tất cả các trang web của nhà cung cấp được tạo ra bằng nhau. AN1258 của Microchip khuyên bạn nên sử dụng lưới có trở kháng cao để tạo vòng bảo vệ xung quanh lưới trở kháng thấp --- không làm điều này.

Bây giờ đến trường hợp cụ thể của bạn. Mặc dù phía không có tụ của tụ điện của bạn không hoàn toàn là nút có trở kháng thấp, vì chính ampe kế sẽ cung cấp đường trở kháng khá thấp xuống đất khi bạn đo, nó vẫn sẽ gây ra lỗi đo nếu có dòng điện nào cố gắng chạm đất thông qua nút đó thay vì bởi một con đường khác. Sẽ không đau khi thêm một vòng xung quanh nút như thế này:

Không giống như trong câu trả lời khác, tôi sẽ không bao gồm phía được điều khiển của tụ điện trong vòng, vì đó là nút trở kháng thấp, được dẫn đến điện áp khá cao. Tuy nhiên, bạn đã chỉ ra rằng mạng được đề cập thậm chí không nằm trên PCB, vì vậy lời khuyên này chủ yếu là tranh luận. Là mạng lưới trở kháng cao về cơ bản là trôi nổi trong không khí, nó cần được bảo vệ tốt khỏi rò rỉ trong mọi trường hợp.

Nguồn điện của bạn là DC. Bạn đã viết rằng bạn sẽ đo đầu ra bằng picoammeter. Điều đó ngụ ý rằng hiện tại của bạn là trong phạm vi pA. Vòng bảo vệ bảo vệ mạch trở kháng cao là một ý tưởng không tồi. Vì vậy, trở kháng cao trong sơ đồ của bạn là gì và những gì không? Đầu vào Picoammeter, chắc chắn là trở kháng cao. Cung cấp điện 12V, chắc chắn là không.

Đây là cách tôi sẽ làm điều đó. Lưu ý rằng vòng chạy giữa các chân của R1, giữa các chân của S2, giữa các chân của picoammeter:

Những gì để kết nối các vòng để? Vòng bảo vệ phải có đường trở kháng thấp xuống đất. Cách tiếp cận tốt nhất là đặt vòng bảo vệ ở cùng mức điện áp với tín hiệu mà vòng đang bảo vệ. Bằng cách đó, rò rỉ giữa tín hiệu và vòng sẽ nhỏ, vì chênh lệch điện áp giữa chúng là nhỏ. Đôi khi, kết nối vòng với GND hoạt động. Đôi khi, bạn cần một bộ khuếch đại bảo vệ (tìm kiếm nó).

-Nhấp

Phương pháp PS để giảm rò rỉ DC khác với phương pháp chống lại EMI được tiến hành hoặc bức xạ.

Vui lòng sử dụng liên kết sau cho mục đích này:

CHƯƠNG 12: CÁC VẤN ĐỀ THIẾT KẾ IN ẤN (PCB) IN

Điều này sẽ rất hữu ích cho bạn.

Vòng bảo vệ là (phần nào) không cần thiết. Vì lý do EMI, bạn không muốn chạy tín hiệu hoặc nguồn gần với cạnh của mặt phẳng mặt đất. Nếu tín hiệu được định tuyến (trên một lớp khác) đến rìa của mặt phẳng mặt đất thì có khả năng EMI sẽ vắt ra bên cạnh. Bằng cách đơn giản là không định tuyến tín hiệu đó đến tận rìa, bạn có thể giảm đáng kể EMI được phát ra. Tôi quên khoảng cách chính xác từ tín hiệu đến cạnh máy bay mặt đất, nhưng nó ở đâu đó trong vùng lân cận 0,050 inch.

Tất nhiên, điều này khiến người ta tự hỏi phải làm gì với 0,050 inch đó mà không có gì trong đó. Điều mà một số nhà thiết kế PCB làm, bao gồm cả tôi, là đặt một dấu vết mặt đất xung quanh chu vi của mặt phẳng mặt đất và sau đó buộc dấu vết đó vào mặt phẳng bằng cách sử dụng vias khoảng 0,25 ". Tôi không thành thật nghĩ rằng điều này cải thiện mọi thứ chỉ bằng cách đó khoảng cách, nhưng về mặt lý thuyết có vẻ tốt, không làm tổn thương mọi thứ và ít nhất cung cấp một lời nhắc tốt để không định tuyến tín hiệu ở đó.

Các lớp năng lượng nên được thực hiện tương tự, trong đó chúng nên được kéo trở lại từ mép của mặt phẳng mặt đất. Tôi chỉ đi về phía trước và đặt một vòng đất trên lớp máy bay điện, và buộc nó xuống đất như trước. Giống như với các lớp tín hiệu, nó cung cấp một cách tốt để "tự động" kéo mặt phẳng nguồn trở lại.

Phương pháp này không áp dụng cho PCB không có mặt phẳng. Đặt một vòng đất xung quanh một PCB như vậy có thể làm cho mọi thứ tồi tệ hơn, không tốt hơn, nếu vòng đó kết thúc mang bất kỳ dòng điện nào.

Tôi không tin rằng điều này sẽ làm bất cứ điều gì cho rò rỉ, mặc dù EMI hoạt động cả hai cách. Bất kỳ mạch nào phát ra EMI cũng có thể nhận EMI. Vì vậy, từ quan điểm này, nó có thể làm cho thiết kế của bạn chịu được nhiễu EMI bên ngoài hơn.