电缆中的压电效应？

我在连接光电二极管的3m长电缆上使用了非常灵敏的跨阻放大器。信号电平约为70 nA-700 nA。碰到电缆会在放大器的输出端引起很大的电压尖峰。绝缘材料是FEP。

这可能是电缆绝缘中的压电效应吗？

编辑：这是一个典型的电压尖峰。当我弯曲，摇动或敲击电缆时会发生这种情况。

摩擦电效应。

您可以找到用于乐器的电缆，该电缆在屏幕和中心导体的绝缘层之间涂有低电阻碳浸渍层（他们称其为半导电！），这在处理高Z源时非常有用，因为它可以最大程度地减少运动引起的噪音。

添加到杰克的答案：

摩擦电效应就像每天的静电一样：将电介质摩擦在一起会把一些电子剥落并产生电荷。

这将创建一个电流（i = dq / dt）/

这将如何影响您的测量与驱动电缆的电路的阻抗成正比。根据欧姆定律，产生的误差电压为Z * i。如果电缆是由放大器的低阻抗输出驱动的，则效果通常根本没有关系。

但是您正在测量微小的光电二极管电流，因此在这里很重要。

还有另一个效果：您的同轴电缆是一个电容器。如果将其充电至直流电压（非0V），则弯曲会改变其电容。由于电缆电容内的电荷是恒定的，因此更改电容会改变电压。同样，这仅在像您一样的高阻抗设置中起作用。

解决方案：

• 杰克说的一切

...虽然不总是可能的，但显而易见的是：

• 将放大器放在光电二极管旁边，并使其低阻抗输出驱动电缆。

如果您要使用非摩擦电同轴电缆，那么您必须在Google上搜索的关键字是“低噪声同轴电缆”。这是一种同轴电缆，在绝缘层之间有一个基于石墨/碳的电阻层，可以驱散由于摩擦而产生的任何电荷。但是，它们很难找到且价格昂贵。例如，它们可用于心电图或使用压电传感器进行振动测量。

我还第二次使用舞台麦克风电缆：音乐家喜欢电缆，当有人踩踏电缆时，它们不会在扬声器中产生THUMP。如果您走进任何音乐/吉他商店并索要此类电缆，则销售人员将知道您在说什么。他们可能不了解所涉及的物理原理，但他们会知道客户退回电缆，因为您的声音是...

这些电缆通常在电线周围有一个棉花填充物，弯曲时不会产生电荷。

我使用平衡的舞台麦克风电缆进行音频测量：它们很便宜，容易获得并且工作得很好。不需要花哨的发烧友东西。

如果需要同轴电缆，请尝试使用吉他电缆。它们被设计用于相同的设置：微小的信号，大量的痉挛运动，高Z设置...但是这些都不会指定为HF阻抗。

这听起来像电缆中的麦克风效果。它来自多种来源，其他答案中也提到了其中一些，包括

• 表面电荷在绝缘体上累积，然后在电缆弯曲时释放
• 摩擦电效应（即摩擦）
• 压电效应（在绝缘体中，而不是铜中）

也可以是电容式或电感式传感器。如果您已经有了带有接地屏蔽的优质屏蔽电缆，则可能性较小。

常见的解决方案包括：

• 带有稍微导电的包装材料的电缆可以排出所有累积的电荷
• 具有不易产生电荷或摩擦电/压电效应的绝缘材料不同的电缆。
• 较硬的电缆，因此不太可能弯曲和吸收噪音。
• 较大直径的电缆带有大量填充物，可减少单个芯线的弯曲。
• 将电缆敷设在不太可能受到撞击/干扰的地方。
• 用泡沫覆盖或保护电缆，以避免环境中的噪音。
• 将它们钉住或以其他方式固定，以免碰撞或移动它们，尽管注意不要压碎或损坏它们。

设计用于舞台音频的电缆在这里可能会很好，因为它们通常是非麦克风的。发烧友市场上有很多定价过高的垃圾，但也有一些不错的产品，尽管为音频使用而进行了过度设计，但它们对于精密实验室设备非常有用。

铜没有表现出任何明显的压电效应。

可能发生的是，小电荷在电缆绝缘层的外部移动。绝缘层基本上是电容器的电介质，信号线在电容器的一侧。当电缆四处移动并接触可能带有各种静电荷的不同物体时，会通过电容器产生小电流。

通常，这些电流太小而无关紧要，但是在您的情况下，您要专门放大它们。

解决方案是使用屏蔽电缆。然后，绝缘电容器位于屏蔽层和外部任何物体之间。中心导体与屏蔽之间的电容相对恒定，该电容通过电路保持恒定的电压。

如果电缆的直流电压高，则电缆中的任何电容变化都将导致电荷流动，从而产生信号。要对此进行测试，请断开换能器的连接，然后查看效果是否仍然存在。如果是这样，也许您的光电二极管总是断开的，所以请检查它是否对光信号敏感。要查看由于电缆电容变化而引起的此类信号，需要异常高的阻抗，因此可能未连接任何东西。

如果一切都已连接并且光电二极管响应光信号，则可以尝试

• 用负载电阻将光电二极管分流
• 将放大器与光电二极管并置

您所看到的不是压电效应。由于电介质材料的“ 变形 ”，这是电容效应。要解决此问题，可以尝试减少弯曲产生的电荷（昂贵），或者可以通过将双绞线“包入” 金属导管（例如EMT）中来防止 “扭曲” ，从而赋予其刚性，保护作用。弯曲和颠簸，以及额外的屏蔽。当然，导管将需要锚固，以使其不会移动。