ガードリングとは何ですか？

私はGuard Rings何度も聞いたことがありますが、電流が流れてはならない場所では電流が流れないようになっていることは知っていますが、それについてもっと読むための良いテキストは見つかりませんでした。

誰かがそれらを適切に説明できますか、またはさらに読むためにいくつかの資料を推奨してください

私の答えから以前の質問へ：

回路内の高インピーダンスのノードを表面漏れ電流から保護するために、従来からガードリングが使用されています。ガードリングは、低インピーダンスのソースによって高インピーダンスノードと同じ電圧に駆動される銅のリングです。これは通常、オペアンプの入力ピンです。

ナショナルセミのAN-241の金属缶オペアンプの古典的なガードリングレイアウトの例を次に示します。

これが機能する方法V-は、写真のように低インピーダンスのノードが近くにあると言うことです。電流はV-最初にガードリングに到達し、ガードリングを駆動しているソースによって消費されるため、影響を受けやすい入力ピンからは流れません。同時に、ガードリングは非常に類似した電位に保たれているため、影響を受けやすいノードに自身のリーク電流を駆動しません。

ガードリングは、トライアックスケーブルのガードコンダクタに似ています。トライアックスケーブルを使用する場合、外側の編組はグランドに接続され、従来の静電シールドとして機能します。内側の編組はガードであり、測定装置によって、ほぼ内部導体の入力信号の電位まで駆動されます。周囲の物質が同じ電位に非常に近いため、入力信号に関係する漏れ電流が最小限に抑えられます。また、同じ電位で入力信号につながる容量の両側を維持することにより、一部のマイクロフォニックスを含むケーブル容量を介した結合ノイズの影響を最小限に抑えます。

小信号効果の優れたリファレンスは、ケースレーインスツルメンツが発行する「低レベル測定ハンドブック」です。彼らのウェブサイトから入手できるか、頻繁に参照するために紙のコピーから友好的な担当者と話すことができるかもしれません。

結合容量がAC信号に電流を引き込む可能性のあるグラウンドにコモンモードノイズをシャントするのではなく、ガードリングは出力信号を使用して入力への電圧差なしで電流フローを排除することにより近くのEフィールドをシャントし、浮遊ノイズの実効容量を低減しますまた、容量性負荷からの電圧降下の負荷効果も低減します。

したがって、ガードは、グランドからのノイズ電圧を誘発する負荷容量の影響をシールドおよび低減する方法と考えてください。信号へのグラウンドノイズカップリングは、ガードにより大幅に減少します。

ガードは、放射線測定用のイオン室でも使用され、コネクタでの表面電流漏れを防ぎます。最も内側の信号接続、ミドルガード、および最も外側の接続があります。内側の接続はチャンバー内のワイヤへ、外側はチャンバーの本体への接続です。これらの2つの導体間に数百ボルトのバイアスが印加されると、表面とケーブルの漏れにより、目的のナノアンペア信号が簡単に交換される可能性があります。解決策は、保護導体を内部導体と同じ電位に駆動することです。漏れ電流は外側からガードにのみ流れ、内側の信号は保護されます。100ボルトのバイアスで1ピコアンペア未満の漏れを得るのは非常に簡単です（ただし、その漏れを正確に測定するのは非常に難しいです）。

ケースレーのハンドブックは、小信号を測定するときにエラーを引き起こす可能性のある、主題に関する多くの参考文献です。