Στις μετρήσεις υψηλής ακρίβειας, η επιλογή του πολυσυλλεκτών μπορεί να επηρεάσει σημαντικά τη συνολική απόδοση θορύβου του συστήματος. Οι πολυπλεκτικός χρησιμοποιούνται για τη διαδρομή πολλαπλών σημάτων μέσω ενός μόνο καναλιού, αλλά τα εγγενή χαρακτηριστικά θορύβου τους μπορούν να εισαγάγουν σφάλματα, ιδιαίτερα σε ευαίσθητες εφαρμογές όπως επιστημονικά όργανα και ιατρικές συσκευές.

Τύποι πολυσυλλεκτών και τα χαρακτηριστικά θορύβου τους

Υπάρχουν διάφοροι τύποι πολυπλεκτών που χρησιμοποιούνται συνήθως σε ευαίσθητες μετρήσεις, συμπεριλαμβανομένων των μηχανικών, ρελέ-βασισμένο, και στερεά κατάσταση (ηλεκτρονικά) πολυπλεκτών.

Μηχανικοί και με βάση την αναμετάδοση πολυδιαυλωτές

Οι πολυπλέκτες με βάση το ρελέ χρησιμοποιούν φυσικές επαφές για να συνδέσουν σήματα. Τείνουν να έχουν υψηλότερη αντίσταση επαφής και να παράγουν θόρυβο επαφής, ο οποίος μπορεί να παρουσιάζει διακυμάνσεις με τη θερμοκρασία και τη φθορά. Ενώ χρησιμοποιούνται συχνά για τις ιδιότητες απομόνωσης τους, τα επίπεδα θορύβου τους μπορεί να είναι προβληματικά σε πλαίσια υψηλής ακρίβειας.

Πολυπλέκτες στερεάς κατάστασης

Οι πολυπλέκτες στερεάς κατάστασης χρησιμοποιούν διακόπτες ημιαγωγών, όπως οι συσκευές CMOS ή JFET. Γενικά προσφέρουν χαμηλότερο θόρυβο επαφής και ταχύτερους χρόνους αλλαγής. Ωστόσο, εισάγουν τις δικές τους πηγές θορύβου, συμπεριλαμβανομένων των ρευμάτων διαρροής και του θορύβου τρεμοπαίζει, τα οποία πρέπει να διαχειριστούν προσεκτικά.

Μέτρηση και Σύγκριση Επιδόσεων Θόρυβου

Για την αξιολόγηση της απόδοσης θορύβου διαφορετικών τύπων πολυδιαυλωτών, οι ερευνητές μετρούν συνήθως τον θόρυβο εκκίνησης του συστήματος με κάθε πολυδιαυλωτή στη θέση του. Οι βασικές παράμετροι περιλαμβάνουν:

  • ⁇ υθμός που αναφέρεται στην εισαγωγή: Ο θόρυβος που προστίθεται από τον πολυδιαυλωτή σε σχέση με το σήμα εισόδου.
  • Ηχητική στάθμη: Θόρυβος χαμηλής συχνότητας που μπορεί να κυριαρχήσει σε ευαίσθητες μετρήσεις.
  • Θερματικός θόρυβος: Δημιουργείται από αντιστασιακά στοιχεία εντός της συσκευής.

Προηγμένα συστήματα μέτρησης περιλαμβάνουν θωράκιση, ενισχυτές χαμηλού θορύβου και φιλτράρισμα για να χαρακτηρίζουν με ακρίβεια τις συνεισφορές θορύβου κάθε τύπου πολυδιαυλωτή.

Επιπτώσεις για Ευαίσθητες Μέτρηση

Για τις υπερευαίσθητες μετρήσεις, οι πολυπλεκτικές ουσίες στερεάς κατάστασης με χαμηλό θόρυβο τρεμοπαίζουν συχνά προτιμώνται. Ωστόσο, σε ορισμένες περιπτώσεις, η υψηλότερη αντίσταση επαφής των συστημάτων ρελέ μπορεί να είναι αποδεκτή αν τα επίπεδα θορύβου τους είναι αρκετά χαμηλά.

Συμπέρασμα

Η κατανόηση των χαρακτηριστικών θορύβου των διαφόρων τύπων πολυδιαυλωτών είναι ζωτικής σημασίας για τη βελτιστοποίηση των ευαίσθητων συστημάτων μέτρησης. Με την προσεκτική επιλογή και δοκιμή πολυπλεκτών, μηχανικών και επιστημόνων μπορούν να ελαχιστοποιήσουν τις συνεισφορές θορύβου και να βελτιώσουν την ακρίβεια των μετρήσεων τους.