Tengo una fuente de 50 ohmios que es la salida de un fotodetector, y estoy usando una tarjeta digitalizadora que tiene entradas de 50 ohmios, lo que reduce el voltaje de la señal en un factor de 2.
La información que me importa está codificada en la amplitud del voltaje. Entonces, ¿esta reducción de voltaje afecta negativamente a la SNR final?
Y si efectivamente afecta negativamente a la SNR, ¿qué puedo hacer para obtener la máxima transferencia de voltaje? ¿Debo usar un seguidor de voltaje?
La densidad de ruido de Johnson de una resistencia de 50 ohmios está en la región de 0.5 nV / rtHz. Por lo tanto, dado el voltaje del fotodetector que está viendo, el ancho de banda de interés y la SNR que necesita (ninguno de los cuales nos ha dicho) es fácil de verificar.
Por ejemplo, si está viendo una señal rms de 1 mV, su ancho de banda de interés es de 1 MHz y necesita una SNR de 40dB ...
El voltaje de ruido es 0.5 * sqrt (1e6) nV o 500nV o 0.5 uV en un ancho de banda de 1 MHz. Eso es 66dB por debajo de su señal de 1mV, muy por debajo de su requisito de SNR de 40db, así que ... no hay problema.
Pero si necesita una SNR de 60dB, entonces la contribución de ruido resistivo es significativa y tendrá que considerar el presupuesto de ruido con cuidado.
He notado tu pregunta vinculada.
¿50 ohmios simétricos? Esa es una curiosa combinación. Solo un poco de cableado de par trenzado relativamente bajo con una alta sección de conductores y propiedades de RF pobres en pis tiene eso. Cualquier tipo de par trenzado de transmisión de señal tendría una impedancia de onda de 100 a 125 ohmios. Si se tratara de un cable coaxial de un solo 50 Ohms, tendría sentido :-)
Si puede conectar su "digitalizador" directamente a su fotodetector, por una sección de cable cuya longitud es insignificante en comparación con su ancho de banda requerido, no necesita cargar el extremo receptor de la línea de transmisión con la línea de transmisión. Impedancia nominal. Simplemente configure su 'alcance para una alta impedancia de entrada y termine con él.
Si OTOH necesita transferir la señal a cierta distancia y evitar la distorsión de las formas del pulso, debe hacer coincidir la impedancia con la línea de transmisión tanto en la fuente de la señal como en el extremo receptor. La forma de onda es entonces muy nítida, pero su nivel de señal es la mitad del voltaje de salida de la fuente.
En cuanto a la "longitud significativa" en la teoría de la línea de transmisión ... 1 m de cable corresponde a una reflexión que regresa en 10 nanosegundos. Eso implica 100 MHz o aproximadamente para algunos efectos de "talón de resonancia" (su talón sería abierto). En cuanto a las capturas de pantalla de su alcance, el período principal de la señal es de unos 400 kHz (2,5 microsegundos). Si quisiera un ancho de banda útil de aproximadamente 5 MHz para ver algunos de los contornos más finos de la señal, es decir, 200 ns, eso implicaría en el orden de 20 metros de cable como una "longitud significativa", pero tal vez debería comenzar a rascar su cabeza en aproximadamente la mitad de esa longitud. Revise los oscilogramas al final de esta página web , creado mediante una coincidencia de impedancia generador de impulsos (una "sonda reflectométrica").
En cuanto a la "contribución de ruido" frente al voltaje: parece recordar que las entradas diferenciales basadas en BJT se benefician de una impedancia de fuente de señal más baja en los terminales de entrada. Beneficio en términos de menor ruido propio. Además, los conductores / entradas de señal de alta impedancia (1 MOhm) son más susceptibles a la captación electrostática de EMI, en comparación con una línea de transmisión de 100 ohmios.
Quiero decir que no debe ser demasiado tímido con las líneas de transmisión de baja ohmio con la impedancia adecuada, si su objetivo real es una transferencia precisa de información , en lugar de una transferencia de voltaje cosméticamente máxima.
Cuando necesito llevar una señal de alta velocidad a mi alcance con una precisión razonable, pongo a un lado las sondas ajustables de alta Z y conecto la línea de transmisión coaxial al alcance a través de una carga coaxial de inserción de 50 Ohmios que "termina" la línea (con transferencia para la línea de transmisión coaxial).
Los circuitos de ADC de forma nativa tienden a tener entradas de impedancia relativamente baja (incluso parece que recuerdo los ADC con una entrada de corriente diferencial). Pero si la suya es una parte más compleja, tal vez con un amplificador de ganancia programable en el chip para condicionar la entrada, y nominalmente la entrada de "voltaje", entonces el carácter inherente de la etapa ADC real está protegido del mundo exterior.
Lea otras preguntas en las etiquetas impedance impedance-matching signal-to-noise snr