Nelle misurazioni ad alta precisione, la scelta del multiplexer può influenzare significativamente le prestazioni del rumore complessivo del sistema. I multiplexers sono utilizzati per indirizzare segnali multipli attraverso un singolo canale, ma le loro caratteristiche sonore intrinseche possono introdurre errori, soprattutto in applicazioni sensibili come la strumentazione scientifica e dispositivi medici.

Tipi di Multiplexers e loro caratteristiche rumore

Ci sono diversi tipi di multiplexers comunemente utilizzati in misure sensibili, tra cui multiplexers meccanici, basati sul relè e a stato solido (elettronici).

Multisalari meccanici e a relè

I multiplexer meccanici e a relè utilizzano i contatti fisici per collegare i segnali, tendono ad avere una maggiore resistenza al contatto e generare rumore di contatto, che può fluttuare con la temperatura e l'usura.

Multisalari solidi

I multiplexer a stato solido utilizzano gli switch semiconduttore, come i dispositivi CMOS o JFET, che generalmente offrono un basso rumore di contatto e tempi di commutazione più rapidi. Tuttavia, introducono le proprie fonti di rumore, comprese le correnti di fuga e il rumore di flicker, che devono essere gestiti con attenzione.

Misurazione e comparazione delle prestazioni del rumore

Per valutare le prestazioni di rumore di diversi tipi di multiplexer, i ricercatori tipicamente misurano il rumore di base del sistema con ogni multiplexer in posizione.

  • I rumori riferiti all'ingresso[[]: Il rumore aggiunto dal multiplexer rispetto al segnale di ingresso.
  • Rumore di scorrimento[[]: rumore a bassa frequenza che può dominare in misure sensibili.
  • Il rumore termico[[]]: generato da elementi resistivi all'interno del dispositivo.

Le impostazioni di misura avanzate prevedono schermatura, amplificatori a basso rumore e filtraggio per caratterizzare con precisione i contributi di rumore di ogni tipo multisala.

Implicazioni per misure sensibili

Per le misurazioni ultrasensibili, sono spesso preferibili multiplexer a bassa rumorosità a bassissimo livello di rumore, ma in alcuni casi la maggiore resistenza al contatto dei sistemi basati su relè può essere accettabile se i livelli di rumore sono sufficientemente bassi.

Conclusioni

La comprensione delle caratteristiche sonore di diversi tipi di multiplexer è fondamentale per ottimizzare i sistemi di misura sensibili.