Estoy usando un amplificador de transimpedancia muy sensible en un cable de 3 m de largo a un fotodiodo. Los niveles de señal son aproximadamente 70 nA - 700 nA. Al chocar contra el cable se produce un gran pico de voltaje en la salida del amplificador. El material aislante es FEP.
¿Podría ser este el efecto piezoeléctrico en el aislamiento del cable?
Editar: Aquí hay un pico de voltaje típico. Esto sucede cuando doblo, agito o golpeo el cable.
Efecto triboeléctrico probablemente.
Puede encontrar un cable hecho para instrumentos musicales que se proyecta con una capa impregnada de carbón de baja resistencia (¡lo llaman semi conductor!) entre la pantalla y el aislamiento del conductor central, esto es útil cuando se trata de fuentes con alto Z como minimiza el ruido debido al movimiento.
Agregando a la respuesta de Jack:
Los efectos triboeléctricos son como todos los días electricidad estática: frotar los dieléctricos juntos arranca algunos electrones y crea carga.
Esto crea una corriente (i = dq / dt) /
La forma en que esto afectará su medición es proporcional a la impedancia del circuito que conduce el cable. El voltaje de error creado es Z * i según la ley de ohm. Si el cable se acciona desde la salida de baja impedancia de un amplificador, el efecto generalmente no tendrá ninguna importancia.
Pero estás midiendo pequeñas corrientes de fotodiodos, por lo que aquí importa.
Hay otro efecto: su cable coaxial es un condensador. Si se carga a un voltaje de CC (no a 0 V), al doblarlo se modificará su capacitancia. Dado que la carga dentro de la capacitancia del cable es constante, al cambiar la capacitancia se cambia el voltaje. Nuevamente, esto solo importa en una configuración de alta impedancia ... como la suya.
Soluciones:
... y la obvia, aunque no siempre posible:
Si desea un cable coaxial no triboeléctrico, las palabras clave que debe buscar en Google son "cable coaxial de bajo ruido". Este es un tipo de cable coaxial con una capa resistiva basada en grafito / carbono entre las capas de aislamiento, que disipa cualquier carga creada por el roce. Sin embargo, son difíciles de encontrar y caros. Se utilizan en electrocardiogramas, o para medir vibraciones usando sensores piezoeléctricos, por ejemplo.
También apoyo el uso del cable de micrófono de escenario: a los músicos les gustan los cables que no producen THUMP en los altavoces cuando alguien pisa el cable. Si entras en cualquier tienda de música / guitarra y pides ese cable, el vendedor sabrá de qué estás hablando. Es posible que no sepan sobre la física involucrada, pero sabrán sobre los clientes que devuelven los cables porque son microfónicos ...
Estos cables generalmente tienen un relleno de algodón alrededor de los cables, que no genera carga cuando se dobla.
Uso un cable de micrófono de escenario equilibrado para las mediciones de audio: son baratos, están fácilmente disponibles y funcionan muy bien. No hay necesidad de material de audiófilo de lujo.
Si quieres coaxial, prueba el cable de guitarra Están diseñados para la misma configuración: señales pequeñas, mucho movimiento espástico, configuración de Z alto ... Sin embargo, no se especificarán para la impedancia de alta frecuencia.
Esto suena como efectos microfónicos en el cable. Surge de varias fuentes, algunas de las cuales se han mencionado en otras respuestas, incluidas
También podría ser captación capacitiva o inductiva. Aunque esto es menos probable si ya tiene un cable blindado de buena calidad con un blindaje conectado a tierra.
Las soluciones comunes incluyen:
Los cables diseñados para uso de audio en el escenario pueden ser buenos aquí, ya que a menudo no son microfónicos. Hay una gran cantidad de basura demasiado cara en el mercado de los audiófilos, pero también hay algunos productos buenos que, a pesar de tener una ingeniería demasiado amplia para el uso del audio, son excelentes para equipos de laboratorio de precisión.
El cobre no presenta ningún efecto piezoeléctrico apreciable.
Lo que probablemente esté sucediendo es que las pequeñas cargas se están moviendo alrededor del aislamiento del cable. El aislamiento es básicamente el dieléctrico de un capacitor, con el cable de señal en un lado del capacitor. A medida que el cable se mueve y toca diferentes cosas que pueden tener varias cargas estáticas, se producen pequeñas corrientes a través del condensador.
Normalmente estas corrientes son demasiado pequeñas para ser importantes, pero en su caso las está amplificando específicamente.
La solución es usar un cable blindado. El condensador de aislamiento está entonces entre el blindaje y lo que está afuera. El conductor central ve una capacidad relativamente constante para el escudo, que se mantiene a un voltaje constante en su circuito.
Si el cable tiene un alto voltaje de CC, entonces cualquier cambio de capacitancia en el cable dará como resultado que fluya una carga y, por lo tanto, una señal. Para probar esto, desconecte su transductor y vea si el efecto todavía está presente. Si es así, quizás su fotodiodo SIEMPRE esté desconectado, así que verifique si es sensible a una señal óptica. Para ver este tipo de señal debido al cambio de capacitancia en el cable se requiere una impedancia anormalmente alta, por lo que tal vez algo no esté conectado.
Si todo está conectado y el fotodiodo responde a las señales ópticas, puede intentarlo
Lo que estás viendo, no es efecto piezoeléctrico. Es un efecto de capacitancia debido a la " distorsión " del material dieléctrico. Para solucionar el problema, uno podría intentar reducir la carga generada por la flexión (costosa), o puede evitar la "distorsión" al "encerrar" los pares trenzados < fuerte> interior del conducto metálico (como EMT), que les da rigidez, protección contra dobleces y golpes, y blindaje adicional. El conducto, por supuesto, debe estar anclado para que no se mueva.
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