Cuplaje parazite de tip capacitiv și soluția pentru reducerea lor

Scopul lucrarii:

Intelegerea modului de producere a cuplajelor parasite capacitive si prezentarea metodelor de reducere a lor.

Chestiuni de studiat

a)Dependenta eficientei ecranarii electrice:

-de natura materialului din care este confectionat ecranul

-de grosimea ecranului

-de discontinuitatile din ecran

-de frecventa de lucru

-de impedanta de conectare la masa a ecranului

b)Valoarea capacitatii parasite:

-dintre diverse parti conductoare (parti metalice) ale circuitelor,etajelor sau sistemelor

-dintre diverse trasee de cablaj imprimat;

-dintre conductoarele unei forme de cablu (conductoare conventionale);

c)Modurile practice de realizare a ecranelor electrice

d)Solutii de ecranare electrica utilizate in sisteme audio-video ( radioreceptoare, televizoare, magnetofoane, casetofoane, radiocasetofoane ) si in aparatura de laborator ( generatoare de semnal, osciloscoape multimetre electronice, etc)

Notiuni teoretice:

Intre diversele parti conductoare dintr-un sistem electronic exista capacitate parazite care pot determina un transfer nedorit de semnale intre circuitele din sistem.

Consideram 2 conductoare A si B ce apartin unor circuite diferite.

Se presupune ca circuitul conductorului B este de semnal mic format dintr-un generator UB,cu impedanta interna Zg si un amplificator cu impedanta de intrare Zin, in timp ce circuitul conductorului A este un circuit de semnal mare.

CP produce un cuplaj parazit si circuitele se vor perturba reciproc UA>>UB (presupunem) => circuitului A e circuitul perturbator iar circuitul B e perturbat.

ZB – impedanta echivalenta a ochilui de circuit B,vazuta dinspre conductorul B spre masa; impedanta echivalenta a circuitului perturbat

ZB=Zg//Zin//CBM unde

CBM = capacitatea parazita a conductorului B fata de masa

UPB(A)= tensiunea perturbatoare care apare in circuitul B la bornele Zin, datorita circuitului A

UPB= (in regim armonic)

CP (1pF…100pF) => >>/ZB/ => UPB (A)=jωCPZBUA

Efectul cuplajelor parazite de tip capacitiv creste proportional cu frecventa cu tensiunea din circuitul perturbator, cu CP si cu impedanta echivalenta a circuitului perturbat.

Pentru a reduce acest efect putem:

-reduce frecventa (surse de comutatie)

-reduce ZB cea mai folosita solutie (simpla.ieftina)

-reduce CP (conductoarele A si B trebuie sa fie scurte, departate si plasate pe directii cat mai neparalele sau se folosesc ecrane plasate convenabil intre cele 2 circuite)

-reduce UA (simetrizam circuitul A astfel incat in ambele parti sa avem acceasi cadere de tensiune UA/2)

Un ecran electric ideal este un perete conductor de dimensiuni infinite,fara discontinuitati de suprafata , de rezistivitate nula si de potential nul.Un astfel de ecran ar anula CP.

Dar ecranele reale produc doar reducerea lui CP, nu anularea

CAM, CBM –capacitatile parazite ale conductoarelor A si B fata de masa

CAE, CBE – capacitatile celor 2 conductoare fata de ecran

CPE – capacitatea parazita intre cele 2 conductoare in prezenta ecranului

CAM, CBM – capacitatile parazite totale fata de masa ale celor 2 conductoare in prezenta ecranului

CAM=CAM+CAE CBM=CBM+CBE

In general CPE<<CP

CAE//CAM, CBE//CBM =>prin ecranare capacitatile parazite fata de masa cresc.