Mittaa pienet signaalit, jotka on haudattu meluun oskilloskoopillasi (vaiheherkkä tunnistus): 3 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Kuvittele, että haluat mitata pienen signaalin, joka on haudattu voimakkaampaan kohinaan. Katso videolta nopea kuvaus siitä, miten se tehdään, tai jatka lukemista saadaksesi lisätietoja.

Vaihe 1: Esimerkki

Kuvittele, että haluat mitata laserpisteestä heijastuneen valon käyttämällä vain valodiodia ilman optiikkaa ja karkeaa vahvistinta.

Näet saamamme signaalin hallitsevat huonevalot sekä vahvistimen ottama 50 Hz: n melu.

Yksinkertaisesti signaalin keskiarvoistaminen ei toimi tässä, koska taustamuutokset (sanotaan, että siirrät kättäsi) ovat paljon merkittävämpiä, koska vaikutus estää laserin eron mittaamiseksi.

Tämä on kauhea asetus, koska yrität mitata signaalia tasavirralla, ja tämä on erittäin meluisa spektrin alue. Mutta kun siirryt pidemmälle AC -verkkoon, melu yleensä vähenee, koska melun pääasiallinen lähde on vaaleanpunainen kohina: www.wikipedia.org/wiki/Pink_noise

Ratkaisu on siis siirtää signaalimme vaihtovirtaan kaukana kohinan lähteistä.

Vaihe 2: Ratkaisu

Voit siirtää signaalin vaihtovirtaan sykkimällä laseria, ja tapa, jolla olen tehnyt tämän, on kytkeä se virtalähteeseen arduinon digitaalisesta nastasta. Arduino suorittaa vilkkuva luonnos, joka saa aikaan 5 kHz: n neliöaallon laserin virran saamiseksi suoraan.

voit sitten kytkeä toisen anturin tähän nastaan kertoaksesi oskilloskoopille laserin tarkan taajuuden.

Nyt kun signaali on vaihtovirrassa, voit kytkeä AC -kanavan 1 eroon tasavirtasiirtymästä ja maksimoida ADC: n dynaamisen alueen.

Sitten haluat asettaa liipaisimen kanavalle 2, koska tämä on täsmälleen sama taajuus kuin laserista lähtevä valo.

Nyt voimme nähdä, että melussa on pieni neliöaalto. Tämä on laservalo!

Ja koska laukaisemme samalla taajuudella, voimme laskea signaalin keskiarvon: kaikki, mikä ei ole sama taajuus kuin signaalimme tai satunnainen kohina, keskimäärin on 0.

Signaalimme, joka on aina vaiheessa vertailukanavan kanssa, keskimäärin saavuttaa vakion aaltomuodon.

Vaihe 3: Tulokset

Näet, että olemme kaivanneet signaalimme kaikesta melusta! tämä on välttämätöntä tehdä kaistanpäästösuodatin, joka kaventuu, kun lisäät keskiarvoja.

Signaali on noin 50 mV ja se haudattiin 1 V: n (huipusta huippuun) kohinaan! hämmästyttävää, että voimme silti mitata sen!

Tulos voidaan perustella estämällä laser, joka pakottaa signaalin katoamaan.

Tätä tekniikkaa kutsutaan vaiheherkäksi havaitsemiseksi, ja sillä on monia käyttötarkoituksia, yhdelle se on melkein koko maailman RF -viestinnän selkäranka !.

Vahvistimissa on lukituslaite, joka voi poimia V -kohinan haudattuja nV -signaaleja tällä menetelmällä. Tarkempia selityksiä ja tapoja rakentaa piirejä käyttämällä tätä tarkastellaan tätä analogisten laitteiden artikkelia:

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

Toivottavasti olet nauttinut tästä nopeasta hakkeroinnista. Jos sinulla on kysyttävää, vastaan niihin mielelläni kommenteissa.

Jos pidit tätä hyödyllisenä, voit äänestää minua:)