Mérje meg az apró jeleket a zajban az oszcilloszkópján (fázisérzékeny észlelés): 3 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Képzelje el, hogy egy apró jelet szeretne mérni, amely sokkal erősebb zajban van eltemetve. Nézze meg a videót, hogy gyorsan megtudja, hogyan kell csinálni, vagy olvassa tovább a részleteket.

1. lépés: Példa

Képzeld el, hogy meg akarod mérni a lézerfoltról visszaverődő fényt, csak egy optika nélküli fotódióda és egy nyers erősítő segítségével.

Láthatja, hogy a jelzést a szoba fényei, valamint az erősítő által felvett 50 Hz -es zaj uralja.

A jel átlagolása itt nem működik, mivel a háttérváltozások (mondjuk megmozdították a kezét) sokkal jelentősebbek, mint a lézer blokkolásának hatása a különbség mérésére.

Ez szörnyű beállítás, mert egy jelet próbál DC -n mérni, és ez egy nagyon zajos terület a spektrumban. De ahogy tovább megy a váltakozó áramú hálózatba, a zaj általában csökken, mert a fő zajforrást rózsaszín zajnak nevezik: www.wikipedia.org/wiki/Pink_noise

Tehát a megoldás az, hogy a jelünket az AC -be helyezzük, távol a zajforrásoktól.

2. lépés: Megoldás

A lézer pulzálásával áthelyezheti a jelet a váltakozó áramú váltóáramba, és itt ezt úgy tettem, hogy az arduino digitális tűjéről táplálom. Az arduino villogó vázlatot futtat, amely 5 kHz -es négyzethullámot generál a lézer közvetlen táplálására.

ekkor egy másik szondát csatlakoztathat erre a csapra, hogy megmondja az oszcilloszkópnak a lézer pontos frekvenciáját.

Most, hogy a jel a váltakozó áramú áramkörben van, váltakozó árammal kapcsolhatja az 1. csatornát, hogy megszabaduljon az egyenáramú eltolástól, és maximalizálja az ADC dinamikus tartományát.

Ezután a 2 -es csatorna ravaszát szeretné beállítani, mivel ez pontosan ugyanaz a frekvencia lesz, mint a lézer által kibocsátott fény.

Most láthatjuk, hogy egy apró négyzethullám van a zajban. Ez a lézer fénye!

És mivel ugyanazon a frekvencián váltunk ki, átlagolhatjuk a jelet: bármi, ami nem ugyanaz a frekvencia, mint a jelünk, vagy véletlenszerű zaj, átlagosan 0 lesz.

A jelünk, amely mindig fázisban van a referenciacsatornával, átlagban állandó hullámforma lesz.

3. lépés: Eredmények

Láthatja, hogy minden zajtól kiástuk a jelünket! ez elengedhetetlen egy sávszűrő készítéséhez, amely szűkül, ha több átlagot vesz fel.

A jel 50 mV körül van, és 1 V -os (csúcsról csúcsra) zajba temették! elképesztő, hogy még tudjuk mérni!

Az eredmény igazolható a lézer blokkolásával, amely a jel eltűnésére kényszeríti.

Ezt a technikát fázisérzékeny észlelésnek nevezik, és számos felhasználási területe van, egyrészt ez nagyjából a gerince a világ összes RF kommunikációjának !.

Vannak olyan eszközök, amelyeket zárolásnak neveznek az erősítőkben, amelyek ezzel a módszerrel képesek kivonni a zajok V -ben eltemetett nV jeleket. Az átfogóbb magyarázatért és az áramkörök ennek használatával történő létrehozásának módjaiért nézze meg ezt az analóg eszközök cikkét:

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

Remélem tetszett ez a gyors hack, ha bármilyen kérdése van, szívesen válaszolok rájuk a megjegyzésekben.

Ha hasznosnak találtad, szavazz rám:)