Estoy utilizando un amplificador de transimpedancia muy sensible en un cable de 3 metros de largo a un fotodiodo. Los niveles de señal son de unos 70 nA - 700 nA. Los golpes en el cable provocan un gran pico de tensión en la salida del amplificador. El material aislante es FEP.
¿Podría ser el efecto piezoeléctrico en el aislante del cable?
Edición: Aquí hay un pico de tensión típico. Esto ocurre cuando doblo, sacudo o golpeo el cable. 
Efecto triboeléctrico probablemente.
Se puede encontrar cable fabricado para instrumentos musicales que está apantallado con una capa impregnada de carbono de baja resistencia (¡lo llaman semiconductor!) entre el apantallamiento y el aislamiento del conductor central, esto es útil cuando se trata de fuentes de alta Z ya que minimiza el ruido debido al movimiento.
Añadiendo a la respuesta de Jack:
Los efectos triboeléctricos son como la electricidad estática cotidiana: al frotar los dieléctricos se arrancan algunos electrones y se crea carga.
Esto crea una corriente (i=dq/dt)/
La forma en que esto afectará a su medición es proporcional a la impedancia del circuito que conduce el cable. La tensión de error creada es Z*i según la ley de ohm. Si el cable es conducido desde la salida de baja impedancia de un amplificador, entonces el efecto normalmente no importará en absoluto.
Pero estás midiendo pequeñas corrientes de fotodiodos, así que aquí sí importa.
Hay otro efecto: su coaxial es un condensador. Si se carga a una tensión continua (no 0V), al doblarlo se modifica su capacitancia. Como la carga dentro de la capacitancia del cable es constante, al cambiar la capacitancia se modifica la tensión. Una vez más, esto sólo importa en una configuración de alta impedancia... como la tuya.
Soluciones:
...y la más obvia, aunque no siempre es posible:
Si quieres un coaxial no tribológico, las palabras clave que tienes que buscar en Google son "cable coaxial de bajo ruido". Se trata de un tipo de coaxial con una capa resistiva a base de 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 los electrocardiogramas o para la medición de vibraciones mediante sensores piezoeléctricos, por ejemplo.
También apoyo el uso del cable del micrófono de escenario: a los músicos les gustan los cables que no producen un THUMP en los altavoces cuando alguien pisa el cable. Si entras en cualquier tienda de música/guitarra y preguntas por un cable de este tipo, el vendedor sabrá de qué estás hablando. Puede que no sepan de física, pero sabrán que los clientes devuelven los cables porque son microfónicos...
Estos cables suelen tener un relleno de algodón alrededor de los hilos, que no genera carga al doblarse.
Para las mediciones de audio utilizo un cable de micrófono de escenario balanceado: son baratos, fáciles de conseguir y funcionan muy bien. No hace falta un material audiófilo de lujo.
Si quieres coaxial, prueba el cable de guitarra. Están diseñados para la misma configuración: señales diminutas, mucho movimiento espástico, configuración de alta Z... Sin embargo, no estarán especificados para la impedancia de HF.
Necesito un cable apantallado que contenga unos 12 pares trenzados. Estoy utilizando 3 de estos cables rs232 Los cables de audio serían demasiado voluminosos para mi aplicación. ¿Existen cables de mayor densidad con este revestimiento especial?
Ni idea. Lo más cercano que conseguí fue femto.de/es/productos/accesorios/cable-bajo-ruido.html pero... son muy caros. Aunque... ¿por qué no usar PCB Flex? o puentes FFC/FPC? En un Flex, todas las capas están pegadas, por lo que no se rozan, no debería haber acumulación de cargas... Nota esto es sólo una corazonada, pero tal vez vale la pena intentarlo...
Esto suena a efectos microfónicos en el cable. Surge de varias fuentes, algunas de las cuales se han mencionado en otras respuestas, incluyendo
También podría ser una captación capacitiva o inductiva. Aunque esto es menos probable si ya tienes un cable apantallado de buena calidad con una pantalla conectada a tierra.
Las soluciones más comunes son:
Los cables diseñados para el uso de audio en el escenario podrían ser buenos aquí, ya que a menudo no son microfónicos. En el mercado de los audiófilos hay mucha basura sobrevalorada, pero también hay algunos buenos productos que, aunque están sobredimensionados para su uso en audio, son estupendos para equipos de laboratorio de precisión.
Utilizamos los cables para la verificación de los equipos. Los equipos se almacenan en grandes estanterías con cables que pasan por delante. Es posible que alguien tropiece con ellos. ¿Quizás durante las pruebas críticas deberíamos advertir a la gente que no toque los cables? Supongo que para las pruebas de larga duración los cables podrían fijarse al chasis con cremalleras.
El cobre no presenta ningún efecto piezoeléctrico apreciable.
Lo que probablemente está ocurriendo es que se están moviendo pequeñas cargas en el exterior del aislamiento del cable. El aislamiento es básicamente el dieléctrico de un condensador, con el cable de señal en un lado del condensador. Cuando el cable se mueve y toca diferentes cosas que pueden tener varias cargas estáticas en él, se producen pequeñas corrientes a través del condensador.
Normalmente estas corrientes son demasiado pequeñas para importar, pero en tu caso las estás amplificando específicamente.
La solución es utilizar un cable apantallado. El condensador de aislamiento está entonces entre la pantalla y lo que está fuera. El conductor central ve una capacitancia relativamente constante a la pantalla, que se mantiene a una tensión constante por su circuito.
Si el cable tiene una alta tensión continua, cualquier cambio de capacitancia en el cable provocará un flujo de carga y, por tanto, una señal. Para probar esto, desconecte su transductor y vea si el efecto sigue presente. Si es así, quizás su fotodiodo esté SIEMPRE desconectado, así que compruebe 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, así que quizás algo no está conectado.
Si todo está conectado y el fotodiodo responde a las señales ópticas, puedes probar
El circuito se parece a esto: Wikipedia, amplificador de transimpedancia Se aplica una tensión continua al fotodiodo. He pedido algunos fotodiodos para realizar una prueba similar.
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No. Pero podría ser un efecto electromagnético, ya que un portador de carga que se mueve dentro de un campo magnético obtendrá una corriente inducida. O simplemente comprueba tus conexiones y contactos. Pueden estar rotos y ser afectados por el impacto mecánico
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No es piezoeléctrico, es simplemente microfonía.
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@Fin: Eso no tiene ningún sentido. Estoy de acuerdo en que no es piezo, pero piensa en lo que significa la mircofonía. Una de las causas de la microfonía es efectos piezoeléctricos en cosas como ciertas cerámicas de condensadores. De lo contrario, la "microfonía" requeriría algún tipo de inducción. Tendrías que explicar de dónde viene eso.
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Leer es.wikipedia.org/wiki/Microphonics researchgate.net/publication/ atlascables.com/design-construction.html
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@OlinLathrop La microfonía también puede deberse al movimiento de las cargas debido a las vibraciones, sin necesidad de inducción
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@Joren: Eso sería un efecto capacitivo, no un efecto piezoeléctrico.
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@OlinLathrop Sí, pero nunca afirmé que fuera un efecto piezoeléctrico. Estaba dando un contraejemplo a tu afirmación "De lo contrario, la "microfonía" requeriría algún tipo de inducción. " Lo interpreté como que afirmabas que la microfonía es piezoeléctrica o inductiva.
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Los fotodiodos en los extremos de los cables suelen ser un problema. También perderás BW debido a la capacitancia del cable. ¿Y la posibilidad de poner un amplificador (TIA) con el fotodiodo y dejar que conduzca el cable?
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Posiblemente relacionado: EEVblog #162 - Choque de la sonda del osciloscopio . Creo que hubo una continuación que le dio la vuelta parcial o totalmente, pero no he podido localizarla. ( Lista de todos los vídeos. )
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Cuando trabajé con un fabricante de osciloscopios digitales en los años 80, una forma de crear un pulso de prueba cuando no había ninguna fuente de señal disponible era simplemente conectar un cable coaxial a la entrada BNC y golpearlo en la mesa de trabajo. Y ya está.