وفي القياسات العالية الدقة، يمكن أن يؤثر اختيار متعدد الأكسجين تأثيرا كبيرا على أداء النظام من حيث الضوضاء عموما، ويستخدم المضاعفات في توجيه إشارات متعددة عبر قناة واحدة، ولكن خصائص الضوضاء المتأصلة فيها يمكن أن تستحدث أخطاء، لا سيما في التطبيقات الحساسة مثل الأجهزة العلمية والأجهزة الطبية.

أنواع المضاعفات وخصائصها التعريفية

وهناك عدة أنواع من المضاعفات التي تستخدم عادة في القياسات الحساسة، بما في ذلك الميكانيكية، والقائمة على التتابع، والتعددية (الكهربية) في الدول الصلبة، ويظهر كل نوع سلوكيات ضوضاء مختلفة تستند إلى مبادئ تصميمها وتشغيلها.

الميكانيكيون والمتعددات القائمة على أساس التناوب

ويستخدم المضاعفون الميكانيكيون والمعادن المتناوبون الاتصالات المادية لربط الإشارات، ويميلون إلى مقاومة اتصال أعلى وإلى إحداث ضوضاء اتصال يمكن أن تتفاوت مع درجة الحرارة والارتداء، وفي حين أن هذه المستويات كثيرا ما تستخدم في خصائص العزلة، فإن مستويات الضوضاء التي يُستخدم فيها يمكن أن تكون إشكالية في سياقات عالية الدقة.

تعدد الدول الصلبة

وتستخدم المضاعفات في الدول الصلبة مفاتيح تحويل شبه موصلة، مثل أجهزة CMOS أو JFET، وهي تعرض عموما ضوضاء أقل على الاتصالات وفترات التبديل السريعة، غير أنها تقدم مصادر ضوضاء خاصة بها، بما في ذلك تيارات التسرب والضوضاء المشتعلة، التي يتعين إدارتها بعناية.

قياس الأداء في ضوء الضوضاء ومقارنة ذلك

لتقييم أداء الضوضاء من مختلف أنواع المضاعفات الباحثون عادة يقيسون الضوضاء الأساسية للنظام مع كل مضاعف في مكانه

  • Input-referred noise]: The noise added by the multiplexer relative to the input signal.
  • Flicker noise]: ضوضاء منخفضة التردد يمكن أن تهيمن في القياسات الحساسة.
  • Thermal noise]: Generated by resistive elements within the tool.

وتشمل تركيبات القياس المتقدمة توفير الحماية، والمضخمات المنخفضة الدقة، والتصفيف من أجل تحديد خصائص دقيقة لمساهمات الضوضاء لكل نوع من أنواع المضاعفات.

الآثار المترتبة على القياسات الحساسة

ويتوقف اختيار المضاعف المناسب على متطلبات القياس المحددة، أما بالنسبة للقياسات التي تراعي درجة الحرارة، فإن تعددات الدول الصلبة التي تكون ضوضاء منخفضة الارتفاع كثيرا ما تُفضَّل، غير أن مقاومة الاتصال العالية للنظم القائمة على التكرار قد تكون مقبولة في بعض الحالات إذا كانت مستويات الضوضاء فيها منخفضة بما فيه الكفاية.

خاتمة

ومن الأهمية بمكان فهم خصائص الضوضاء التي تتسم بها مختلف أنواع المضاعفات من أجل تحقيق الحد الأمثل من نظم القياس الحساسة، ومن خلال اختيار واختبار المضاعفات والمهندسين والعلماء بعناية، يمكن أن يقلل من مساهمات الضوضاء ويحسن دقة قياساتها.