Sukatin ang Maliliit na Sinyales na Nailibing sa Ingay sa Iyong Oscilloscope (Phase Sensitive Detection): 3 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Isipin na nais mong sukatin ang isang maliit na signal na inilibing sa ingay na mas malakas. Suriin ang video para sa isang mabilis na pagtakbo sa kung paano ito gawin, o magpatuloy sa pagbabasa para sa mga detalye.

Hakbang 1: Halimbawa

Isipin na nais mong sukatin ang ilaw na makikita mula sa isang lugar ng laser gamit lamang ang isang diode ng larawan na walang mga optika at isang crude amplifier.

Maaari mong makita ang signal na nakukuha namin ay pinangungunahan ng mga ilaw ng silid pati na rin ang ingay na 50 Hz na nakuha ng amp.

Ang pag-average lang ng iyong signal ay hindi gagana dito dahil ang mga pagbabago sa background (sabihin mong inilipat mo ang iyong kamay) ay mas makabuluhan ang epekto ng pag-block sa laser upang masukat ang pagkakaiba.

Ito ay isang kahila-hilakbot na pag-set up dahil sinusubukan mong sukatin ang isang senyas sa DC, at ito ay isang napakaingay na lugar ng spectrum. Ngunit habang papasok ka sa AC ang ingay sa pangkalahatan ay bumabawas dahil ang pangunahing mapagkukunan ng ingay ay tinatawag na pink na ingay: www.wikipedia.org/wiki/Pink_noise

Kaya ang solusyon ay ilipat ang aming signal sa AC, malayo sa mga mapagkukunan ng ingay.

Hakbang 2: Solusyon

Maaari mong ilipat ang signal sa AC sa pamamagitan ng pag-pulso ng laser, at ang paraan na nagawa ko rito ay sa pamamagitan ng pag-lakas nito mula sa isang digital pin sa arduino. Ang arduino ay nagpapatakbo ng isang blink sketch na gumagawa ng isang 5khz square na alon upang direktang i-power ang laser.

maaari mo ring i-hook up ang isa pang pagsisiyasat sa pin na ito upang sabihin sa oscilloscope ang eksaktong dalas ng laser.

Ngayon na ang signal ay nasa AC maaari mong AC pares ng channel 1 upang mapupuksa ang offset ng dc at i-maximize ang dynamic na saklaw ng ADC.

Pagkatapos ay nais mong itakda ang gatilyo para sa channel 2 dahil ito ang magiging eksaktong eksaktong dalas ng ilaw na inilabas mula sa laser.

Ngayon nakikita natin na mayroong isang maliit na square square sa ingay. Ito ang ilaw mula sa laser!

At dahil nagpapalitaw kami sa parehong dalas maaari naming mai-average ang signal: anumang hindi pareho ng dalas ng aming signal, o random na ingay, ay mag-average sa 0.

Ang aming signal na palaging nasa yugto ng sanggunian na channel ay mag-average sa isang pare-pareho na form ng alon.

Hakbang 3: Mga Resulta

Maaari mong makita na hinukay namin ang aming signal mula sa lahat ng ingay na iyon! ito ay mahalaga sa paggawa ng isang band pass filter na mas makitid habang nagsasama ka ng mas maraming mga average.

Ang signal ay nasa paligid ng 50 mV at inilibing ito sa 1 V (rurok hanggang sa rurok) ng ingay! kamangha-mangha na masusukat pa rin natin ito!

Ang resulta ay maaaring matuwid sa pamamagitan ng pag-block ng laser na pinipilit na mawala ang signal.

Ang pamamaraan na ito ay tinatawag na phase sensitibong pagtuklas at maraming gamit, para sa isa ito ay halos gulugod para sa lahat ng komunikasyon ng RF sa mundo !.

Mayroong instrumento na tinatawag na lock sa amplifiers na maaaring kumuha ng mga signal ng nV na inilibing sa V ng ingay gamit ang pamamaraang ito. Para sa isang mas komprehensibong paliwanag at para sa mga paraan upang bumuo ng mga circuit na gamit ito tingnan ang artikulong ito ng mga analog device:

www.analog.com/en/analog-dialogue/articles…

Inaasahan kong nasiyahan ka sa mabilis na pag-hack na ito, kung mayroon kang anumang mga katanungan na nasisiyahan akong sagutin ang mga ito sa mga komento.

Kung nahanap mo itong kapaki-pakinabang maaari mo akong bigyan ng isang boto:)