ケーブルの圧電効果？

フォトダイオードへの長さ3 mのケーブルで非常に感度の高いトランスインピーダンスアンプを使用しています。信号レベルは約70 nA〜700 nAです。ケーブルにぶつかると、アンプの出力に大きな電圧スパイクが発生します。断熱材はFEPです。

これはケーブル絶縁体の圧電効果でしょうか？

編集：これは典型的な電圧スパイクです。これは、ケーブルを曲げたり、振ったり、タップしたときに起こります。

おそらく摩擦電気効果。

画面と中心導体の絶縁体との間に低抵抗の炭素含浸層で遮蔽された楽器用のケーブルを見つけることができます（半導体と呼ばれます！）動きによるノイズ。

ジャックの答えに追加：

摩擦電気効果は、毎日の静電気のようなものです。誘電体を擦ると、一部の電子が引き抜かれて電荷が発生します。

これにより、電流（i = dq / dt）/

これが測定に与える影響は、ケーブルを駆動する回路のインピーダンスに比例します。作成される誤差電圧は、オームの法則に従ってZ * iです。ケーブルがアンプの低インピーダンス出力から駆動される場合、通常、効果はまったく問題になりません。

しかし、小さなフォトダイオード電流を測定しているので、ここで重要です。

別の効果があります。同軸はコンデンサです。DC電圧（0Vではない）に充電された場合、曲げると容量が変化します。ケーブルの静電容量内の電荷は一定であるため、静電容量を変更すると電圧が変化します。繰り返しますが、これはあなたのような高インピーダンス設定でのみ重要です。

ソリューション：

• ジャックが言ったことはすべて

...そして明らかなものですが、常に可能ではありません：

• アンプをフォトダイオードの隣に置き、その低インピーダンス出力にケーブルを駆動させます。

非摩擦同軸ケーブルが必要な場合、グーグルで検索する必要があるキーワードは「低ノイズ同軸ケーブル」です。これは、絶縁層の間にグラファイト/炭素ベースの抵抗層を備えたタイプの同軸ケーブルであり、摩擦によって生じた電荷を消散させます。しかし、それらは見つけるのが難しく、高価です。これらは、心電図や、ピエゾセンサーを使用した振動測定などに使用されます。

また、ステージマイクケーブルの使用も2つ目です。ミュージシャンは、誰かがケーブルを踏んだときにスピーカーでTHUMPが発生しないケーブルが好きです。音楽/ギターショップを歩いてそのようなケーブルを要求すると、営業担当者はあなたが何を話しているかを知るでしょう。彼らは関係する物理学については知らないかもしれませんが、彼らはマイクロフォニックだからケーブルを返すクライアントについて知っているでしょう...

これらのケーブルは通常、ワイヤの周りに綿のフィラーがあり、曲げても電荷を生成しません。

私は、バランスの取れたステージマイクケーブルをオーディオ測定に使用しています。それらは安価で、簡単に入手でき、非常にうまく機能します。派手なオーディオファイルは必要ありません。

同軸ケーブルが必要な場合は、ギターケーブルを試してください。それらは同じ設定用に設計されています：小さな信号、多くの痙性運動、高Z設定...これらはHFインピーダンスには指定されません。

これは、ケーブルのマイクロフォニック効果のように聞こえます。それはいくつかのソースから生じますが、そのいくつかは他の回答で言及されています。

• 絶縁体に蓄積した表面電荷は、ケーブルが曲がると放電します
• 摩擦電気効果（すなわち摩擦）
• 圧電効果（絶縁体ではなく、銅）

容量性または誘導性のピックアップも可能です。ただし、接地されたシールド付きの高品質のシールドケーブルを既にお持ちの場合は、この可能性は低くなります。

一般的なソリューションは次のとおりです。

• 蓄積された電荷を流出させるわずかに導電性の梱包材を備えたケーブル
• 電荷の蓄積や摩擦電気/圧電効果の影響を受けにくい、異なる絶縁体材料のケーブル。
• 曲がりにくく、結果としてノイズを拾いにくいケーブル。
• 個々のコアの曲がりを軽減する、多くのフィラーを含む大径ケーブル。
• ケーブルがぶつかったり邪魔されたりしない場所にケーブルを敷設する。
• 環境からの音響ピックアップを回避するために、ケーブルを発泡体で覆うか保護します。
• それらをぶつけたり動かしたりできないように釘を打つか、さもなければ固定しますが、それらを押しつぶしたり損傷したりしないように注意してください。

ステージ上でのオーディオ用に設計されたケーブルは、多くの場合非マイクロフォンであるため、ここで適切です。オーディオマニア市場には高額なゴミがたくさんありますが、オーディオ用には非常に過剰に設計されていますが、精密な実験装置には素晴らしい製品もいくつかあります。

銅には、感知できるほどの圧電効果はありません。

おそらく起こっているのは、ケーブルの絶縁体の外側で小さな電荷が動き回っているということです。絶縁は基本的にコンデンサの誘電体で、信号線はコンデンサの片側にあります。ケーブルが動き回り、さまざまな静電気が帯電している可能性のあるさまざまなものに触れると、コンデンサに小さな電流が流れます。

通常、これらの電流は小さすぎて問題にはなりませんが、あなたの場合は特に増幅しています。

解決策は、シールドケーブルを使用することです。絶縁コンデンサは、シールドと外部のものの間にあります。中心導体には、シールドに対して比較的一定の静電容量があります。これは、回路によって一定の電圧に保持されます。

ケーブルのDC電圧が高い場合、ケーブルの静電容量が変化すると電荷が流れ、信号が発生します。これをテストするには、トランスデューサーを切断し、効果がまだ存在するかどうかを確認します。その場合、フォトダイオードは常に切断されている可能性があるため、光信号に敏感かどうかを確認してください。ケーブルの静電容量の変化によるこの種の信号を見るには、異常に高いインピーダンスが必要なので、おそらく何かが接続されていません。

すべてが接続されており、フォトダイオードが光信号に応答する場合は、試してみてください

• 負荷抵抗でフォトダイオードをシャントする
• アンプとフォトダイオードを併置する

あなたが見ているのは、圧電効果ではありません。これは、誘電体の「歪み」による容量効果です。この問題を解決するには、曲げによって発生する電荷を減らす（高価な）か、金属コンジット（EMTなど）内にツイストペアを「入れる」ことで「歪み」を防ぐことができます。ベンドとバンプ、および追加のシールド。もちろん、導管は動かないように固定する必要があります。