Meet klein seine wat in lawaai op u oscilloskoop begrawe is (fase -sensitiewe opsporing): 3 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

Stel jou voor dat jy 'n piepklein sein wil meet wat baie sterker is in geraas. Lees die video vir 'n vinnige uiteensetting van hoe u dit moet doen, of lees verder vir meer inligting.

Stap 1: Voorbeeld

Stel jou voor dat jy die lig wat deur 'n laserpunt gereflekteer word, wil meet met slegs 'n fotodiode sonder optika en 'n ruwe versterker.

U kan sien dat die sein wat ons kry, oorheers word deur die kamerligte, sowel as die 50 Hz -geraas wat die versterker optel.

Die gemiddelde berekening van u sein sal hier nie werk nie, aangesien die agtergrond verander (sê dat u u hand beweeg het) is baie groter as die effek van die blokkering van die laser om die verskil te meet.

Dit is 'n vreeslike opset omdat u 'n sein by DC probeer meet, en dit is 'n baie raserige gebied van die spektrum. Maar namate u verder na die AC gaan, neem die geraas gewoonlik af omdat die hoofbron van die geraas pienk geraas genoem word: www.wikipedia.org/wiki/Pink_noise

Die oplossing is dus om ons sein na die wisselstroom in te skakel, weg van die geraasbronne.

Stap 2: Oplossing

U kan die sein na die wisselstroom beweeg deur die laser te pols, en die manier waarop ek dit gedoen het, is deur dit van 'n digitale pen op die arduino aan te skakel. Die arduino het 'n blink skets, wat 'n vierkante golf van 5 kHz maak om die laser direk aan te dryf.

U kan dan nog 'n sonde op hierdie pen aansluit om die presiese frekwensie van die laser aan die ossilloskoop te vertel.

Noudat die sein in die wisselstroom is, kan u kanaal 1 skakel om van die DC -offset ontslae te raak en die dinamiese omvang van die ADC te maksimeer.

Dan wil u die sneller vir kanaal 2 instel, aangesien dit presies dieselfde frekwensie sal wees as die lig wat deur die laser uitgestraal word.

Nou kan ons sien dat daar 'n klein vierkantige golf in die geraas is. Dit is die lig van die laser!

En omdat ons op dieselfde frekwensie begin, kan ons die sein gemiddeld maak: alles wat nie dieselfde frekwensie as ons sein is nie, of ewekansige geraas, sal gemiddeld tot 0 wees.

Ons sein wat altyd in fase is met die verwysingskanaal, sal gemiddeld tot 'n konstante golfvorm wees.

Stap 3: Resultate

U kan sien dat ons ons sein gegryp het van al die geraas! Dit is noodsaaklik om 'n bandpasfilter te maak wat smaller word namate u meer gemiddeldes insluit.

Die sein is ongeveer 50 mV en dit is begrawe in 1 V (piek tot piek) geraas! ongelooflik dat ons dit nog kan meet!

Die resultaat kan geregverdig word deur die laser te blokkeer wat die sein dwing om te verdwyn.

Hierdie tegniek word fase -sensitiewe opsporing genoem en het baie gebruike, vir die een is dit amper die ruggraat vir alle RF -kommunikasie ter wêreld!

Daar is 'n instrument genaamd lock -in -versterkers wat nV -seine wat in V's van geraas begrawe is, kan onttrek deur hierdie metode te gebruik. Kyk na hierdie artikel oor analoog toestelle vir 'n meer uitgebreide verduideliking en vir maniere om stroombane te bou:

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

Ek hoop dat u hierdie vinnige hack geniet het; as u enige vrae het, beantwoord ek dit graag in die kommentaar.

As u dit nuttig gevind het, kan u my stem:)