¿Por qué un cable blindado no es efectivo con un sensor de alta impedancia?

  

¿Los escudos no son efectivos con alta impedancia?

El título de esta pregunta es sobre un TIA y un fotodiodo. El fotodiodo, a bajas frecuencias, se modela como una fuente de corriente pero, a medida que la frecuencia aumenta, su autocapitancia desempeña un papel fundamental en la determinación del ancho de banda probable del circuito TIA. Y, por supuesto, un escudo aumenta la capacitancia entre los dos cables y hace un poco de un lío de cosas. No se puede distinguir entre la autocapitancia del diodo y el extra producido por el escudo.

Esta es la razón por la cual el condensador C \ $ _ {COMP} \ $ es necesario para enderezar las cosas y, por supuesto, eso reduce el ancho de banda del TIA de manera significativa. Entonces, para entender la afirmación, necesitas reconocer lo siguiente: -

• El circuito es un amplificador de fotodiodos y el fotodiodo tiene una alta impedancia a bajas frecuencias.
• Es un TIA y cualquier capacitancia a tierra en la entrada inversora crea lo que se conoce como ganancia de ruido; efectivamente, esto significa que el ruido interno del amplificador operacional se amplifica en muchos, muchos dB debido a la relación de R \ $ _ {FB} \ $ a X \ $ _ {diodo \ capacitancia del espacio} \ $. Podemos hablar de una ganancia de ruido de 20 dB para circuitos TIA comunes o de jardín.
• El escudo agrega capacitancia: esto puede hacer que la ganancia de ruido sea totalmente intolerable, por lo que se agrega C \ $ _ {COMP} \ $ para reducir la ganancia de ruido
• Agregar C \ $ _ {COMP} \ $ puede arruinar el ancho de banda de un TIA y usted no tiene más remedio que poner el TIA con el fotodiodo o usar fibra óptica y tener el fotodiodo con el TIA.

Vea mi respuesta aquí que va en más detalles sobre TIA y ganancia de ruido. Vea también este respuesta sobre fotodiodos y TIA.

Un sensor de alta impedancia produce solo una pequeña cantidad de corriente ya que $$ I = \ frac {V} {R} $$ Por lo tanto, cualquier ruido o interferencia que esté acoplado magnéticamente a la línea puede dar como resultado una señal que es una fracción mucho mayor de su señal de interés que en el caso de una impedancia más baja, un sensor de corriente de señal más alta.

El material de blindaje generalmente utilizado es conductor, pero no magnético, lo que significa que puede poner a cero los campos eléctricos, pero no los magnéticos. Obviamente, retorcer juntos los dos conductores puede ayudar creando una abertura más pequeña a través de la cual cualquier campo magnético interferente tendrá un cambio menor (por lo tanto, una señal de ruido inducida en modo diferencial más pequeña).