Esta pregunta, como originalmente escrito suena un poco loco: fue originalmente me preguntó por un colega como una broma. Soy un experimentales de RMN físico. Yo a menudo desean realizar experimentos físicos, que en última instancia se reducen a la medición de voltajes AC pequeños (~µV) en alrededor de entre 100 y 300 MHz, y dibujar el más pequeño de la actual posible. Hacemos esto con la resonancia de las cavidades y de coincidencia de impedancia (50 Ω) coaxial conductores. Porque a veces nos quieren explosión nuestras muestras con un kW de RF, estos conductores son a menudo bastante "fornido" -- 10 mm de diámetro de cable coaxial de alta calidad con N-tipo de conectores y una baja pérdida de inserción baja en la frecuencia de interés.
Sin embargo, creo que esta cuestión es de interés, por las razones que explicaré a continuación. La resistencia DC de la moderna coaxial conductor de asambleas de la frecuencia se mide en ~1 Ω/km, y puede ser descuidado por los 2 m de cable que normalmente uso. A 300 MHz, sin embargo, el cable tiene una profundidad de piel dada por
$$ \delta=\sqrt{{2\rho }\over{\omega\mu}} $$
de cerca de cuatro micras. Si uno asume que el centro de mi coaxial, un cable sólido (y por lo tanto descuida los efectos de proximidad), el total de la resistencia de CA es efectivamente
$$ R_\text{AC}\approx\frac{L\rho}{\pi D\delta}, $$
donde D es el diámetro total del cable. Para mi sistema, esto es alrededor de 0.2 Ohm. Sin embargo, manteniendo todo lo demás constante, este ingenuo aproximación implica que su CA pérdidas escala como 1/D, las cuales tienden a implicar que uno quiera conductores tan grande como sea posible.
Sin embargo, la discusión anterior deja de lado por completo el ruido. Entiendo que hay al menos tres fuentes principales de ruido que debe considerar: (1) térmica (Johnson-Nyquist) ruido, inducida en el conductor de la misma, y en la coincidencia de los condensadores en mi red, (2) inducida por ruido derivadas de la radiación de RF en el resto del universo, y (3) toma de ruido y ruido 1/f derivadas de fuentes fundamentales. No estoy seguro de cómo la interacción de estas tres fuentes (y cualquier otro que yo haya perdido!) va a cambiar la conclusión a la que llega de arriba.
En particular, la expresión para la espera Johnson ruido de voltaje,
$$ v_n=\sqrt{4 k_B T R \Delta f}, $$
es esencialmente independiente de la masa del conductor, que yo ingenuamente encontrar lugar impar: uno puede esperar que la mayor masa térmica de un material real, podría proporcionar más oportunidades para que (al menos transitoriamente) inducida por el ruido de las corrientes. Además, todo lo que yo trabaje con la RF blindado, pero no puedo dejar de pensar que el blindaje (y el resto de la habitación) se irradian como un cuerpo negro a 300 K...y por lo tanto emiten algunos de RF que está diseñado para detener.
En algún momento, mi sensación es que estos procesos de ruido conspirará para que cualquier incremento en el diámetro del conductor que se utiliza sin sentido, o de abajo a la derecha nocivos. Ingenuamente, creo que esto tiene claramente tiene que ser verdadera, o estaria lleno de absolutamente enorme de cables para ser utilizado con sensibles experimentos. Estoy en lo cierto?
¿Cuál es la óptima coaxial diámetro del conductor a utilizar cuando el transporte de información que consta de una diferencia de potencial de algunos de pequeña magnitud v a una frecuencia de la CA de f? Es todo tan dominado por las limitaciones de la (GaAs FET) preamplificador de que esta pregunta es completamente inútil?
