Klatka Faradaya

W dniu 2020-10-19 o 21:52, Paweł Pawłowicz pisze:

Jeśli z wnętrza ekranu cokolwiek wychodzi na zewnątrz to ekran ten ma się nijak do klatki Faradaya. Nie ma sensu wyciąganie jakichkolwiek wniosków na temat klatki Faradaya na podstawie obserwacji zachowania takiego obiektu.

Masa płytki też ma pewne właściwości ekranujące. Połączenie Twojego ekranu z masą tworzy jeden ekran. Brak połączenia - mamy dwa obiekty w różnych punktach otaczającego pola (upraszczam zakładając, że obiekty są punktowe). Zatem wszystko co występuje w polu występuje też jako różnica potencjałów między tymi dwoma ekranami. Ta różnica dodaje się jako składowa Common Mode do każdego sygnału przesyłanego po drutach z obszaru jednego ekranu do obszaru drugiego ekranu. Gdybyś przesyłał sygnały różnicowo (albo światłowodem) i odbiornik potrafił całkowicie ignorować sygnał CM to brumu by nie było. P.G.

Czy mi się wydaje czy właśnie podważyłeś sens istnienia komór rewerberacyjnych?

W dniu 20.10.2020 o 12:24, Piotr Gałka pisze:

Problem jest odwrotny, zakłócenia wchodzą do środka.

Do obszaru drugiego ekranu nic nie jest przesyłane. Pierwszy ekran to groundplane płytki, drugi ekran to puszka, w której znajduje się płytka. Jest nawet dość szczelna, choć nie wodoszczelna. Wejścia i wyjścia to CINCHe, zasilanie dołączone przez kondensatory przepustowe (to pewnie przesada). Ekranuje świetnie. W pierwszej wersji wejścia i wyjścia były po prostu przewodami wychodzącymi z puszki. Niepodłączenie puszki do masy płytki skutkowało brumem dużo większym, niż w ogóle bez ekranu.

P.P.

Obraz wart tysiąc słów:

Przecież do komory wchodzi sprzęt badany i pomiarowy. Sygnały mierzone odbijają się od granicy dielektryk-metal i pozostają w środku. Każdy nieskompensowany ładunek umieszczony w środku spowoduje pojawienie się takiego samego ładunku (modulo znak) na powierzchni zewnętrznej komory. Jeśli jest uziemiona, to będzie dalej starał rozłożyć się po powierzchni Ziemi i przez chwilę przez uziemienie popłynie prąd. Jeśli ładunek jest skompensowany (np. zasilasz wszystko z baterii umieszczonej w środku), to na zewnątrz nic się nie pojawi i prąd nie popłynie. Jaki przypadek pominąłem?

Pozdrawiam, Piotr

Użytkownik "Paweł Pawłowicz" napisał w wiadomości grup dyskusyjnych:5f8ef5cd$0$560$ snipped-for-privacy@news.neostrada.pl... W dniu 20.10.2020 o 12:24, Piotr Gałka pisze:

Akurat powinno w obie strony - problem w tym kabelku. Jakbys umiescil w tej puszce koncowke anteny i zasilal jednym drutem - to by sprzegla sie z puszką pojemnosciowo i puszka by promieniowala.

Nie przeklada sie na urzadzenie bateryjne ...

Ekranownanie przed wnikaniem zakłocen z zewnatrz - no, tu sobie mozemy przypomniec co pisalem o triodzie. Znow ten kawalek kabelka przechodzacy przez klatke kluczowy jest ?

Musialbys powtorzyc ze wzmaczniaczykiem zasilanym bateryjnie.

J.

W dniu 2020-10-20 o 16:35, Paweł Pawłowicz pisze:

Najpierw nie wiedziałem o nie podłączeniu jakiego ekranu myślisz. Potem myślałem, że mówisz o ekranowanym kabelku z którego wszystkie przewody są prawidłowo podłączone z wyjątkiem ekranu. Potem, że miałeś jakiś fragment (przedwzmacniacz, czy co) zaekranowany (jak głowica UKF itp) i wyjścia z niego połączone z płytką na której są np dalsze stopnie wzmacniacza. Teraz, że chodzi o ekran w którym jest ta cała płytka.

Ja to sobie wyobrażam tak: Dla uproszczenia zakładam, że pole jest tylko elektryczne (kiedy indziej zakładam, że jest tylko magnetyczne). Wszelkie zakłócenia powodują, że każdy punkt przestrzeni podlega jakimś fluktuacjom napięciowym. Jeśli na tej płytce jest jakieś wrażliwe miejsce, które potrafi odebrać słaby sygnał, który następnie przez resztę układu jest wzmacniany to już będziemy mieli jakiś rodzaj brumu. Takim miejscem może być ścieżka, która ma bardzo dużą impedancję do masy płytki (np. bramka jakiegoś MOSa). Taka bramka może przyjmować potencjał odpowiadający chwilowemu potencjałowi przestrzeni. Miejsca tuż obok nie będą przyjmowały tego potencjału bo mają połączenie o stosunkowo małej impedancji do jakiegoś innego miejsca w przestrzeni, czy do uziemienia całości. Nie istotne do czego - ważne, że do jakiegoś innego potencjału, który możemy traktować jako potencjał odniesienia. Sygnałem wzmacnianym będzie napięcie na tej bramce względem napięcia w pozostałych punktach (np. na źródle tego tranzystora). Istnienie tego, przychodzącego z zewnątrz odniesienia dla naszego sygnału oznacza, że nie mamy tu do czynienia z klatką Faradaya.

Teraz otoczmy to wszystko z niczym nie połączonym ekranem (oczywiście z otworami dla doprowadzenia tego potencjału odniesienia do płytki). Taki ekran (dla uproszczenia wykonany z nadprzewodnika) zwiera ze sobą wszystkie punkty przestrzeni które zajmuje. Znikają różnice między tymi punktami. Czyli zakłócenia o bardzo wysokich częstotliwościach które w każdym punkcie ekranu miałyby inny potencjał są przez ten ekran zwierane, ale niższe częstotliwości (o długości fali znacznie większej od rozmiarów ekranu) będą powodowały, że ten ekran będzie w całości fluktuował zgodnie z tymi zakłóceniami. Długość fali dla sygnałów akustycznych jest tak wielka, że spokojnie możemy przyjąć, że na tym ekranie będzie potencjał zgodny z potencjałem pola. Ten potencjał oddziałuje na wszystkie punkty płytki poprzez pojemność między ekranem a każdym z tych punktów. Elementy na płytce które mają małą impedancję do tego zewnętrznego odniesienia nie poddadzą się temu potencjałowi, ale ten nasz wrażliwy punkt się podda tak jak wcześniej się poddał samemu polu. Nie wiem, czy zakłócenie na tym wrażliwym punkcie będzie w obecności ekranu większe czy mniejsze niż wcześniej. Może być większe bo ekran jest 'silniej' połączony z przestrzenią a następnie ma dość dużą pojemność do naszego punktu, ale może też być mniejsze bo ekran ma dużą pojemność do GND na płytce czyli do tego zewnętrznego potencjału i się może słabiej poddawać polu.

Jeśli teraz zewrzemy nasz ekran z GND płytki to wymusimy na nim taki sam potencjał jak nasz potencjał odniesienia. Nawet jeśli ten nasz potencjał odniesienia sobie 'lata' w górę i w dół to tak samo będzie 'latał' potencjał ekranu. Ekran będzie na wszystkie punkty na płytce oddziaływał usiłując je ustawić na swój potencjał czyli na potencjał odniesienia. Więc i nasz wrażliwy punkt będzie ustawiany na potencjał odniesienia - czyli nie będzie różnicy między nim a elementami tuż obok - nie będzie sygnału, który wzmocniony był źródłem brumu.

Tak według mnie mniej więcej działa ekranowanie. Można to kojarzyć z klatką Faradaya, ale do pełnej klatki temu daleko. P.G.

Nie czuję dokładnie co masz na myśli. Jak rozważasz możliwe emisje z klatki Faradaya to zakładasz, że mamy jakieś połączenie między wnętrzem a zewnętrzem, które pozwala nam wstawiać i zabierać ładunek niekompensowany no i wychodzi Ci, że jest emisja. A jak rozważasz wnikanie zakłóceń do klatki to zakładasz, że takiego połączenia to już nie ma? P.G.

Dnia Tue, 20 Oct 2020 19:21:44 +0200, Piotr Gałka napisał(a):

Oczywiście że jest. I oczywiście, pole wewnątrz się zmienia. Ale jego gradient wewnątrz (w dowolnym punkcie) pozostaje stały więc zmiany są niezauważalne dla dowolnego urządzenia wewnątrz.

Wzmacniacze zasilające anteny, sprzęt pomiarowy zostaje na zewnątrz komory, ale to szczegół techniczny.

Przed chwilą pisałeś, że syf z wnętrza przenosi się na zewnątrz. Jakby się przenosił, to robienie badań nie dość że było by uciążliwe dla otoczenia to jeszcze czasem niebezpieczne dla obsługi. No chyba, ze zupełnie co innego rozumiemy przez "syf".

W dniu 20.10.2020 o 19:14, Piotr Gałka pisze:

Prawdopodobnie umknął Ci tekst:"Parę lat temu, z chęci powrotu do czarnych płyt, zmajstrowałem korektor RIAA (według schematu z książki Junga o wzmacniaczach operacyjnych dostępnej na stronie Analog Devices). Po wpakowaniu do gramofonu pięknie buczał. Naprędce zlutowałem ekran (ze starego, fenolowego laminatu), i równie naprędce zapomniałem go podłączyć. Efekt był powalający Po dolutowaniu małego kabelka łączącego masę płytki z ekranem jest super. Niepodłączony ekran pięknie ściągał brum."

I w to właśnie niektórzy Koledzy nie wierzą. A impedancja wcale nie jest "bardzo duża", opornik 47k5 z wejścia do masy. Za to wzmocnienie przy niskich częstotliwościach spore.

P.P.

W dniu 20.10.2020 o 20:00, Jacek Maciejewski pisze:

Co masz na myśli pisząc: "jego gradient wewnątrz (w dowolnym punkcie) pozostaje stały"? Chyba wartość, nie gradient.

P.P.

W dniu 20.10.2020 o 09:05, Jacek Maciejewski pisze:

Piotr wytłumaczył. Zastanów się, kto nie ma racji.

Gdyby owe ekrany nie były połączone z masą urządzenia, to by nie działało.

P.P.

Dnia Tue, 20 Oct 2020 21:28:13 +0200, Paweł Pawłowicz napisał(a):

Nie, właśnie gradient. Wartość ulega zmienie, lecz jednocześnie w każdym punkcie. Więc różnice międzypunktowe są stałe. Zatem, niczego nie są w stanie wyindukować w jakimkolwiek urządzeniu wewnątrz. Tą różnicę mógłbyś zaobserwować mierząc wnętrze z zewnątrz, co jest conajmniej trudne o ile nie niemożliwe.

Dnia Tue, 20 Oct 2020 21:46:37 +0200, Paweł Pawłowicz napisał(a):

Jaką masą?

Pawłowi chyba chodzi o sprzężenie pojemnościowe, które się pojawia po wywierceniu w ekranie otworów i wpuszczeniu w nie przewodów. W tym układzie ekran staje się jedną z okładek kondensatora, a zawartość puszki drugą. Po zwarciu puszki do masy (albo dowolnego innego węzła o niskiej impedancji w stosunku do problematycznych prądów w.cz.) sprzężenie znika.

Blaszane uzwojenie ekranujące w transformatorach działa na tej samej zasadzie: pierwotne i wtórne sprzęgają się do ekranu, a nie do siebie wzajemnie.

A jak ktoś ma chwilę wolnego i chęć przypomnienia sobie podstaw, to warto sobie obejrzeć Lewina:

To prawda, warto wyrazić się nieco ściślej. Przez syf rozumiałem ładunki, które się w jakiś sposób w klatce znalazły -- je jak najbardziej widać na zewnątrz. Ale machanie tymi ładunkami (czyli w efekcie fale e-m) na zewnątrz nie jest widoczne w ujęciu kwazistatycznym (nadprzewodząca sfera, nieskończona prędkość światła, powolne zmiany pola e-m). Co się dzieje w rzeczywistej klatce przy długości fali zaburzeń e-m porównywalnej z rozmiarami klatki -- nie mam zielonego pojęcia. Intuicja podsuwa mi wizję harmonik sferycznych opisujących rozkład ładunku na powierzchni ekranu:

Pozdrawiam, Piotr

Dnia Tue, 20 Oct 2020 22:28:33 +0200, Piotr Wyderski napisał(a):

Wszytko w tym wątku się pieprzy bo miesza się klatkę Faradaya z jej praktycznymi implementacjami, czyli np. tzw. ekranowaniem i wnioski wyciągnięte z jednego przymierza się do drugiego wydziwiając że nie pasują.

W dniu 2020-10-20 o 21:21, Paweł Pawłowicz pisze:

Nie umknął. Założyłem że do jakiegoś istniejącego wzmacniacza dodajesz przedwzmacniacz/korektor i że ten korektor otoczyłeś ekranem. A jak pisałeś o nie podłączeniu do GND płytki to zrozumiałem, że chodzi o podłączenie do tej głównej płytki, której istnienie założyłem. Ale faktycznie jakbym się głębiej zastanowił to nie da się połączyć tego ekranu z masą korektora nie łącząc z masą głównej płytki. Choć może jakby nie połączyć tych mas obu płytek ze sobą to też byłby brum.

Nie wierzą jeśli jest mowa o klatce Faradaya, ale to nie jest ten przypadek bo nie zachodzi sytuacja, że całość połączeń jest wewnątrz.

O ile dobrze kojarzę temat jakiegoś tam korektora to może chodzić w wkładkę magnetyczną, która ma tym silniejszą odpowiedź im wyższa częstotliwość i rzeczywiście dla bardzo niskich korektor musi mieć duże wzmocnienie, a brum 50Hz/100Hz jest wszędzie. P.G.