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- ELETTRONICA OGGI 429 - LUGLIO/AGOSTO 2013
EDA/SW/T&M
HIGH IMPEDANCE APPLICATIONS
Accoppiamento elettrostatico
Le cariche non associate con il circuito di misura sono causa di
numerosi problemi di misura. Se una carica è fissa nello spazio
attorno a una misura non schermata, il campo elettrostatico si
irradierà dalla carica verso il terminale (o i terminali) di misura
e terminerà su una carica immagine (una carica complementare
di polarità opposta). A causa del campo elettrostatico, una cor-
rente di dispersione (leakage current) in DC potrebbe fluire nei
terminali di misura. Nel caso una carica o un conduttore con una
distribuzione di carica si sta muovendo nello spazio rispetto al
circuito di misura, nei terminali di misura scorrerà una corrente
AC (I = V dC/dt dove C è la capacità tra la carica o il conduttore
e il circuito di misura). I conduttori esterni posti a una differente
tensione rispetto al circuito di misura si comportando allo stesso
modo delle cariche puntiformi. Quando la tensione sul conduttore
esterno cambia, una corrente pari a I = C dv/dt fluirà nel circuito
di misura. In entrambi i casi descritti - cariche puntiformi o diffe-
renti tensioni - nella misura si accoppieranno correnti di rumore
e di errore. Ciascuna linea del campo elettrostatico che finisce sui
terminali di misura ha la capacità di accoppiare la corrente nel
circuito. Le interferenze sono in larga misura ascrivibili ai campi
elettrostatici, ad eccezione dei casi in cui siano presenti correnti di
valore elevato oppure quando lo strumento o il circuito di misura
vengano fatti funzionare nei pressi di un trasformatore o una sor-
gente magnetica. Dal punto di vista ideale, tutte le linee del campo
elettrostatico dovrebbero cadere su uno schermo o un terminale
di guardia (guard – ovvero un punto a bassa impedenza che si
trova a un potenziale quasi uguale a quello del terminale di ingres-
so ad alta impedenza) invece che sui terminali di misura. Inoltre,
tutte le linee del campo elettrostatico provenienti dalla misura e
dallo strumento dovrebbero cadere su una schermatura o su un
terminale di guardia e non sulle cariche o sui conduttori esterni.
Quando le linee del campo elettrostatico esterno cadono sulla
schermatura o sul terminale di guardia piuttosto che sui terminali
di misura, la misura stessa non sarà influenzata da queste fonti di
errore elettrostatico esterne.
Accoppiamento RF
L’energia prodotta dalla radio frequenza (RF) è dovunque. Ogni
conduttore di lunghezza ragionevole, inclusi i cavi che colle-
gano gli strumenti ai dispositivi, possono agire da antenna per
questo tipo di energia. Sebbene questa radiazione si trovi al di
fuori dell’ampiezza di banda della strumentazione di erogazione/
misura, la radiazione elettromagnetica genererà correnti che
viaggeranno lungo l’antenna (in questo caso i terminali di misu-
ra). Nel momento in cui tali correnti vengono in contatto con gli
amplificatori all’interno dello strumento, queste correnti possono
essere rettificate, provocando un offset in DC della misura. Per
tale ragione, entrambi i terminali HI e LO richiedono uno schermo
per assicurare che questa corrente fluisca nello schermo stesso
e non nei terminali di misura. Di solito viene usato lo schermo
di sicurezza (esterno allo schermo del terminale comune dello
strumento) come misura di schermatura per questa fonte di
rumore. Al fine di garantire una schermatura completa a queste
frequenze, lo schermo non deve avere alcuna apertura (fori o slot)
più grandi di
h
/2, dove
h
è la lunghezza d’onda della radiazione
interferente.
Accoppiamento magnetico
L’accoppiamento magnetico non è correlato alle correnti che
scorrono nei terminali di misura bensì alla generazione di ten-
sioni come previsto dalla legge dell’induzione di Faraday. A
differenza del campo elettrostatico, il campo magnetico (M-field)
è a bassa impedenza. I conduttori adatti all’uso come schermi
forniscono un’impedenza di adattamento (a differenza del campo
elettrostatico ad alta impedenza) con il campo magnetico: di
conseguenza essi non rifletteranno l’energia lontano dai condut-
tori di misura all’interno. Per schermare un campo magnetico, le
linee magnetiche del flusso devono essere deviate per mezzo di
un materiale magnetico (questo modo di procedere è efficace
Fig. 2 – Corretto uso del terminale di guardia in un sistema di test. Si
noti che per i terminali HI e LO è stata impiegata una schermatura o la
tecnica di guarding e che il box che circonda il DUT si configura come uno
schermo elettrostatico completo
Fig. 3 – Schermo e terminale di guardia per un elettrometro
