En algunas aplicaciones donde la pureza de la señal es crítica, se usa coaxial de doble blindaje (o incluso triple). El escudo interno lleva la misma señal que el conductor central. Esto hace que la capacitancia sea dramáticamente menor y que el protector externo esté conectado a tierra. Esencialmente, esto proporciona una señal diferencial a extremo único en el receptor con alto rechazo de ruido en modo común. Los blindajes adicionales también ayudan a reducir el ruido irradiado dramáticamente.
En un solo sistema de pantalla, el ruido en la pantalla es suprimido por los filtros EMI. A veces esto es simplemente cuentas de ferrita en serie con los motivos o estranguladores de modo común. Depende de la frecuencia de interés y del tipo de ruido, cuál es la mejor solución. Recuerde que solo tiene que gastar dinero y tiempo preocupándose por filtrar frecuencias que podrían dañar su sistema.
Aquí hay algunas buenas ilustraciones de murata . Y una discusión de stormcable sobre fuentes / tipos de ruido coaxial blindado, así como diferentes soluciones de blindaje coaxial.
EDITAR: Tengo algo de tiempo para aclarar cómo funciona un sistema coaxial con blindaje múltiple.
En primer lugar, debo enfatizar que debe comprender su EMI y cómo su diseño es sensible a ella. A menudo, esto solo se puede hacer probando el diseño real, ya que las rutas de acoplamiento y el rendimiento de los componentes son imposibles de modelar por completo. Entonces, en el proceso de búsqueda de soluciones, le proporciono una respuesta amplia a una pregunta amplia.
La señal central se beneficia de algunos filtros de ruido de modo común y no común debido a los múltiples protectores externos. Cualquiera que haya trabajado con coaxial sabe que no son escudos perfectos y siempre tienen fugas. La solución de protección múltiple ofrece un buen equilibrio entre el rechazo de EMI en modo común y en modo no común (siempre que se terminen correctamente para la aplicación). Agregar la recepción diferencial proporciona un filtrado de modo más común con una pérdida de un pequeño rechazo de modo no común sobre el que Andy Aka pregunta.
Entonces, ¿cómo ayuda combinar una versión más ruidosa de la señal con una versión más limpia? Este sería un caso de ruido en modo no común. En un sistema de blindaje múltiple, el ruido de modo no común es mucho menor debido al blindaje adicional. Entonces, el ruido que Andy siente curiosidad por tener menos problemas. Sin embargo, si su sistema es hipersensible a esta interferencia de modo no común, el uso de la señal diferencial empeorará las cosas. Sería mejor en este caso utilizar la señal no diferencial referenciada a una versión filtrada de la señal de tierra externa, y simplemente poner la señal interna protegida a una carga terminada que coincida estrechamente con la carga de impedancia del conductor central. Esto supone que su diseño no se beneficiaría más por el rechazo de ruido de modo común adicional.
La reducción de ruido adicional mediante el uso de la señal diferencial a la que me refiero en los comentarios es el rechazo de ruido en modo común. El conductor central y el escudo interno pueden actuar como una línea equilibrada. Las líneas tienen una impedancia similar a tierra (idealmente serían las mismas, pero eso es difícil de hacer en un sistema coaxial), por lo que los campos o corrientes interferentes inducen el mismo voltaje en ambos cables. Dado que el receptor responde solo a la diferencia entre los cables, no está influenciado por el voltaje de ruido inducido.
EMI es un tema complejo e Internet tiene muchas opiniones ruidosas. Para obtener más detalles sobre el ruido y sus efectos y filtrarlos, ambos enlaces que proporcioné son excelentes recursos basados en la resolución de problemas reales de EMI.
EDITAR # 2 (Aquí hay una respuesta más específica después de la discusión del chat con Phil): en esta aplicación analógica de baja potencia, Phil indica que tiene un muestreo ADC de 50Mhz de 7 MHz a 30 MHz con un rango dinámico de -55dBm a -110dBm con un no especificado filtro de paso bajo que lo precede. Cuando ejecuta un FFT, ve fuentes de ruido provenientes de una dirección que está en el punto nulo de su antena. La suposición es que esto debe recogerse del cable coaxial, sin embargo, también podrían provenir de otras fuentes internas al diseño o externas, incluida la antena misma, ya que recibirán señales incluso en puntos nulos. Por lo tanto, en este punto, su preocupación son las fuentes de ruido estrictamente dentro de banda. Necesita encontrar la fuente de estos metódicamente:
- Reemplace la antena con una carga blindada de 50 ohmios. Tenga en cuenta los niveles espurios.
- Desenchufe el cable y coloque una carga blindada de 50 ohmios en el ADC. Tenga en cuenta los niveles espurios.
- Vuelva a conectar el cable con una carga de 50 ohmios en el sitio de la antena. Agregue ferrita en el extremo RX que tenga características de Material 31 para esta banda de frecuencia. Sigue agregando (a veces pueden ser necesarios 5 o 6) hasta que veas que los niveles se acercan a lo que has medido en el n. ° 2.
- Conecta la antena. Tenga en cuenta el aumento de los niveles, esto es lo que los filtros de su receptor (digital en este caso) tendrán que rechazar.
Tenga cuidado con su rango dinámico. Si una sola señal es superior a -55dBm, podría generar lo que parece ruido espurio en otras frecuencias mezcladas por los amplificadores AGC cuando intenta amplificar una señal más pequeña.
Si el n. ° 2 revela un ruido alto inaceptable, entonces esta fuente de ruido debe aislarse. Podría ser una fuente de alimentación, una fuente de ruido interno para el PCB o ser recogido dentro de la habitación. El blindaje, las láminas de ferrita blandas y las cuentas de ferrita podrían ser una solución aquí, dependiendo de la fuente.
Si el n. ° 3 no muestra una mejora, intente cambiar la posición de las ferritas a lo largo del cable.
Las perlas de ferrita también se pueden diseñar en la PCB para separar los motivos del coaxial y la PCB a la frecuencia de interés. Esto provocará una ligera pérdida de potencia debido a un reflejo en la banda de paso, sin embargo, la reducción de ruido compensará con creces la pérdida de potencia. El enlace de muratta proporcionado anteriormente tiene mucha discusión sobre el uso de ferritas de PCB para la supresión de ruido.
A veces, como un experimento rápido, inserto un barril coaxial especialmente hecho que rompe la conexión a tierra en el escudo. Esto es solo 2 conectores coaxiales hembra con el pin central soldado juntos. Obtendrá una pérdida de energía y algunas fugas, pero debería decirle rápidamente si la ruta del escudo es un problema o no.
Una nota sobre la medición en esta banda. Hay muchas fuentes de ruido transitorio que van y vienen. Para evitar arrancarse el cabello durante la prueba, utilice una función MAX HOLD para su FFT. Ejecute esta retención máxima de FFT durante 20-30 segundos, observando dónde ocurren los transitorios y cuánto tiempo necesita ejecutar la retención máxima para asegurarse de que está viendo todo. Intente ejecutar las pruebas lo más rápido posible de manera consecutiva para que la fuente de ruido no tenga tiempo de apagarse y confundir sus resultados. Recuerde que estos transitorios van a cambiar en tiempo, frecuencia y potencia, por lo tanto, vigílelos de cerca para comprender su fuente.
Los FFTS tienen una resolución limitada en función del ancho de banda de entrada y la frecuencia de muestreo. Dos espuelas diferentes que están muy juntas y de diferentes fuentes pueden parecer una sola señal. A veces, varios transitorios en la misma frecuencia pueden ser difíciles de aislar: es posible que tenga un ruido interno a 8Mhz a -55dBm y un transitorio irradiado que se extienda por la parte superior a -60dBm. Puede eliminar la fuente radiada con una ferrita y preguntarse por qué todavía hay un ruido de 8Mhz allí y pensar que la ferrita no funcionó. Es un negocio complicado que consume mucho tiempo.
Una nota más sobre esta configuración usando un FFT. Dado que solo hay un filtro de paso bajo físico en su lugar, no puede usar el FFT para hacer zoom en un estímulo de 10Mhz a -90dBm mientras tiene otros estímulos / señales más fuertes, por ejemplo, a 23Mhz. Probablemente violará el rango dinámico del ADC y generará un falso ruido falso. Los analizadores de espectro tienen una variedad de filtros conmutados para evitar que esto suceda, de modo que lo que ve en la pantalla es el rango dinámico de la medición.
