Apakah lubang kecil di kandang Faraday akan secara drastis mengurangi efektivitasnya dalam menghalangi gangguan?

28

Saya melindungi rongga pickup gitar untuk meminimalkan gangguan. Saya melakukan ini dengan pita tembaga yang memiliki perekat konduktif, dan saya menghubungkan pita ini ke ground.

Tanpa terlalu banyak detail, katakanlah ada tempat kecil yang saya lewatkan atau sengaja dibiarkan terbuka karena sulit dijangkau, sehingga kandang Faraday tidak sepenuhnya "tertutup" sepanjang jalan. Apakah ini akan secara drastis mengurangi efektivitas kandang, atau apakah itu hanya mengurangi secara proporsional dengan ukuran lubang?

Saya bertanya karena saya baik-baik saja jika itu hanya sedikit kurang efektif, tetapi jika itu merusak semuanya, maka saya akan melakukan upaya ekstra.

faraday-cage Anthony
sumber
1
Saya harus bertanya-tanya, tahu sedikit tentang musik, seberapa sensitifkah pickup ini terhadap gangguan? Atau sebaliknya, menghasilkan gangguan?
Perapian
3
@Hearth Pemahaman saya adalah bahwa itu tergantung pada jenis pickup. Beberapa pickup (koil tunggal) tidak melakukan apa pun untuk mengurangi kebisingan. Saya pernah mendengar cerita tentang orang-orang yang mengambil stasiun radio dengan gitar mereka.
Anthony
3
@Toor Jika Anda memiliki jawaban, Anda perlu menuliskannya di bagian Answers . Komentar Anda saat ini hanyalah opini acak dan tidak dapat diperiksa oleh komunitas atau diterima sebagai benar, tetapi akan tetap menjadi yang pertama yang akan dilihat semua orang ketika datang ke sini.
pipa
Lihatlah microwave Anda. Ini adalah kandang Faraday (jadi Anda bisa berdiri di depannya sambil berlari tanpa dimasak), tetapi Anda bisa melihat melalui pintu ...
Sean
2
@Sean: Tentu saja, tetapi sementara "ada lubang di perisai" secara harfiah benar, itu menyesatkan karena menyiratkan perisai terganggu. Akan lebih akurat untuk mengatakan bahwa lubang adalah bagian dari pelindung.
Ben Voigt

Jawaban:

34

Cukup umum untuk membuat kandang Faraday lebih dari mesh daripada lembaran tembaga, sehingga Anda dapat membayangkan bahwa satu lubang bundar kecil tidak akan menurunkan efektivitasnya secara luar biasa. Tetapi lubang di jala harus jauh lebih kecil dari panjang gelombang yang Anda coba saring.

Secara khusus, itu dimensi terbesar lubang, bukan area, yang penting. Lubang bundar 1-mm akan memungkinkan kebocoran yang jauh lebih sedikit daripada panjang jahitan 10 mm tetapi lebarnya hanya 1 mm.

Foton
sumber
3
@MSalters, Anda mungkin juga khawatir tentang sinyal RF frekuensi tinggi yang membawa modulasi audio, atau kombinasi sinyal RF dengan frekuensi denyut dalam rentang audio.
The Photon
3
@MSalters Di alam semesta mana sinyal 60Hz memiliki panjang gelombang 15 meter?
Dmitry Grigoryev
4
@DmitryGrigoryev: di 15 meter, tapi saya memang bisa mengencangkan bahwa batas untuk setidaknya 15 kilometer (20 gelombang kHz). Ya, itu pada dasarnya ranah tempat kita lebih baik memperlakukannya sebagai elektro-statis. Tanah kandang itu!
MSalters
4
@MSalters, juga jika Anda mencoba melindungi sesuatu dari frekuensi di bawah sekitar 50 kHz, ingat ketebalan pelindung harus lebih dari beberapa kedalaman kulit, yang mungkin tidak praktis untuk frekuensi rendah seperti itu.
The Photon
3
@pipe, ingatlah bahwa garis microstrip tidak memancarkan banyak (pada frekuensi yang sesuai), dan mereka hanya dilindungi di satu sisi. Dan radiasi itu bersifat resiprokal (antena bekerja dengan penerimaan yang sama baiknya dengan transmisi). Jadi ya, "perisai" yang hanya mengelilingi satu sisi struktur dapat (dalam batas) mengurangi radiasi dari struktur itu.
The Photon
15

Mengenai kasus penggunaan aktual yang dimaksud:

Setelah membuat alat musik dan bereksperimen dengan rekaman ini di masa lalu, saya bisa mengatakan itu buang-buang waktu jika Anda menggunakan humbucker, karena pickup itu dirancang untuk membatalkan senandung, dan hampir membuang-buang waktu jika Anda sudah mendapat pickup single-coil, karena sebagian besar pickup saat ini datang dengan lead terlindung. Jika Anda melakukan pekerjaan dengan baik dengan memasang pot, jembatan, dongkrak, dll., Anda akan baik-baik saja tanpa pelindung tambahan. (Bagaimana soldermu?)

Jika Anda benar-benar harus melindungi rongga elektronik, gunakan cat konduktif, karena Anda bisa mengecatnya ke setiap sudut dan celah. Dengan cat, tidak ada daerah tumpang tindih pita yang mungkin atau mungkin tidak dalam kontak listrik yang baik, dan Anda tidak perlu khawatir tentang perekat pita kehilangan pegangan ketika Anda meninggalkan instrumen Anda dalam case di mobil panas, menyebabkan pita untuk jatuh dari dinding rongga dan pendekkan kabel Anda (tanpa sepengetahuan Anda!).

Jika Anda menggunakan pickup vintage dengan timah yang tidak dilapisi, Anda dapat mempertimbangkan untuk memasang timah Anda di antara pickup dan rongga elektronik dalam tabung pita konduktif (buat saja sendiri dari selembar pita yang cukup panjang), dan hubungkan dengan itu selotip ke badan pot untuk meniru lead pickup modern terlindung.

schadjo
sumber
9

Efektivitas perisai (dengan dan tanpa lubang) akan tergantung pada frekuensi yang Anda khawatirkan, karena ukuran maksimum lubang di sangkar Faraday seharusnya 1/10 dari panjang gelombang atau kurang. Pemeriksaan realitas: gelombang mikro domestik beroperasi pada 2,4 GHz (panjang gelombang 12,2 cm) dan memiliki jendela berpelindung dengan lubang 5 mm atau kurang.

Jika kita berbicara tentang frekuensi audio, kekhawatiran terbesar Anda adalah kedalaman kulit tembaga yaitu sekitar 8mm pada 60 Hz, jadi pita tembaga (yang sering 35μm) tebal pada dasarnya transparan untuk gelombang tersebut.

Pada 1 MHz kedalaman kulit akan sekitar 60μm sehingga beberapa lapisan pita tembaga mungkin memiliki efek. Panjang gelombang pada frekuensi itu masih sekitar 300m, jadi lubang kecil tidak masalah. Perhatikan bahwa jika Anda berada di lingkungan di mana objek yang ukurannya kurang dari 1 meter mengambil gangguan audio yang signifikan pada 1 MHz, objek terdekat sekitar seperempat gelombang (75m) seharusnya beresonansi (seperti kabel kabel panjang akan " bernyanyi "cukup keras untuk kamu dengar)

Pada 100 MHz, tembaga foil sangat efektif (dengan kedalaman kulit hanya 6μm). Panjang gelombangnya sekitar 3m, jadi lubang dengan ukuran yang masuk akal tidak akan menjadi perhatian Anda.

Hanya jika Anda mengharapkan radiasi dalam jangkauan GHz mengganggu gitar Anda, lubang di perisai Anda bisa menjadi masalah.

Dmitry Grigoryev
sumber
2
Hm, sepertinya sekarang saya perlu bertanya tentang semua kedalaman kulit tembaga ini dan bagaimana pengaruhnya terhadap penyumbatan ..
pipe
5

Selama ukuran lubang kurang dari satu panjang gelombang dari frekuensi yang Anda khawatirkan, DAN sirkuit Anda setidaknya merupakan panjang gelombang di dalam perisai, Anda akan baik-baik saja (6,28 nepen redaman akan menjadi milik Anda).

analogsystemsrf
sumber
2
Hanya kurang dari 1 panjang gelombang? Antena slot setengah panjang gelombang terpancar cukup baik, bukan?
The Photon
2
Aturan praktis yang lebih umum digunakan adalah bahwa dimensi terbesar dari lubang harus kurang dari 1/10 panjang gelombang radiasi yang Anda khawatirkan, dan tergantung pada aplikasi bahkan yang dapat mencukupi
llama
1
Perhatikan saya termasuk "Dan sirkuit Anda setidaknya panjang gelombang di dalam perisai". Ini dari seri Feynman Lectures.
analogsystemsrf
1

Kandang Faraday tidak sepenuhnya kotak tertutup. Seperti kandang, mereka memiliki celah. Ukuran celah terutama mempengaruhi berapa panjang gelombang yang akan dapat ditembus, dan tidak terlalu banyak jumlahnya.

Sebagai contoh: oven microwave selalu memiliki jala di depan jendela. Lubang-lubang di dalamnya cukup kecil untuk mencegah gelombang mikro keluar, tetapi cukup besar untuk dilewati cahaya. Contoh lain: mobil Anda dapat dianggap sebagai kandang Faraday jika terjadi kilat. Ini akan melindungi Anda dari serangan, karena panjang gelombangnya terlalu besar. Namun ... karena celah yang sangat besar di dalam kurungan (jendela kaca) kita masih dapat menerima sinyal telepon seluler yang melaluinya.

Saya tidak yakin sinyal apa yang ingin Anda blokir, tetapi karena kita berbicara tentang audio, saya menebak frekuensi yang cukup rendah (panjang gelombang besar). Jadi selama kesenjangannya tidak terlalu besar, saya pikir itu tidak akan menjadi masalah besar.

Opifex
sumber