Синхронные детекторы для прецизионных измерений сигналов низкого уровня
Синхронные детекторы способны извлекать слабые сигналы, находящиеся ниже уровня шума, что может быть полезно при измерении очень малых сопротивлений, поглощения или отражения света от источников на ярком фоне, измерении деформации — во всех случаях, где присутствует значительный уровень шума. Во многих системах шум нарастает при уменьшении частоты и достигает максимума при нулевой частоте. Для примера: операционные усилители имеют фликкер-шум (1/f шум), а светотехнические измерения всегда зависят от меняющихся условий окружающей обстановки. Перемещение измерения от низкочастотного шума увеличивает соотношение сигнал/шум, что позволит детектировать сигналы с низким уровнем. Так, модуляция источника света с частотой несколько килогерц облегчает измерение отраженного света, что в ином случае было бы затруднено вследствие зашумленности полезного сигнала. На рис. 1 показано, как модуляция делает возможным восстановление сигнала, который в исходном виде был (имел значение) ниже уровня шума.
Авторы
Тэги
Тематические рубрики
Предметные рубрики
В этом же номере:
Резюме по документу**
схемотехника проектирование
73
Луис ОРОСКО (Luis OROZCO)
Перевод: Кирилл КОВАЛЬ
Kirill.koval@eltech.spb.ru
Синхронные детекторы
для прецизионных измерений
сигналов низкого уровня
Введение
Синхронные детекторы способны извлекать слабые сигналы, находящиеся
ниже уровня шума, что может быть полезно при измерении
очень малых сопротивлений, поглощения или отражения света от источников
на ярком фоне, измерении деформации — во всех случаях,
где присутствует значительный уровень шума. <...> Во многих системах шум нарастает при уменьшении частоты и достигает
максимума при нулевой частоте. <...> Для примера: операционные
усилители имеют фликкер-шум (1/f шум), а светотехнические измерения
всегда зависят от меняющихся условий окружающей обстановки. <...> Перемещение измерения от низкочастотного шума увеличивает
соотношение сигнал/шум, что позволит детектировать
сигналы с низким уровнем. <...> Так, модуляция источника света с частотой
несколько килогерц облегчает измерение отраженного света,
что в ином случае было бы затруднено вследствие зашумленности
полезного сигнала. <...> С лампами накаливания,
используемыми в аппаратуре спектроскопии, и в иных источниках
возбуждающего излучения, которые нельзя быстро включать
и выключать, модуляцию можно реализовать с помощью механического
затвора. <...> Альтернативным
решением становится схема, в которой синхронный демодулятор выполняет
перенос модулированного сигнала в область нулевой частоты,
в то время как подавленные частотные составляющие не синхронизируются
с опорным сигналом. <...> Устройство, действующее на основе
данного принципа, называется синхронным усилителем. <...> Опорный и измеренный сигналы
представляют собой синусоидальные волны (гармоники) с одинаковой
частотой и фазой, но разными амплитудами. <...> Опорный сигнал,
управляющий источником света, имеет фиксированное значение
амплитуды, а амплитуда измеренного сигнала зависит от коэффициента
отражения. <...> Результатом перемножения двух синусоидальных <...>
** - вычисляется автоматически, возможны погрешности
Похожие документы: