Ukur Isyarat Kecil yang Terkubur dalam Bising pada Osiloskop Anda (Fasa Sensitive Detection): 3 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Bayangkan anda mahu mengukur isyarat kecil yang terkubur dalam bunyi yang jauh lebih kuat. Lihat video untuk melihat dengan cepat bagaimana melakukannya, atau teruskan membaca untuk mengetahui perinciannya.

Langkah 1: Contoh

Bayangkan anda mahu mengukur cahaya yang dipantulkan dari tempat laser dengan hanya menggunakan dioda foto tanpa optik dan penguat kasar.

Anda dapat melihat isyarat yang kami terima dikuasai oleh lampu bilik serta bunyi 50 Hz yang diambil oleh amp.

Cukup rata-rata isyarat anda tidak akan berfungsi di sini kerana latar belakang berubah (katakan anda menggerakkan tangan anda) jauh lebih ketara kesannya menyekat laser untuk mengukur perbezaannya.

Ini adalah persediaan yang mengerikan kerana anda cuba mengukur isyarat di DC, dan ini adalah kawasan spektrum yang sangat bising. Tetapi ketika anda pergi lebih jauh ke AC, kebisingan secara amnya berkurang kerana sumber utama kebisingan disebut bunyi merah jambu: www.wikipedia.org/wiki/Pink_noise

Jadi jalan keluarnya adalah dengan memindahkan isyarat kita ke AC, jauh dari sumber kebisingan.

Langkah 2: Penyelesaian

Anda boleh memindahkan isyarat ke AC dengan menggerakkan laser, dan cara saya melakukannya di sini adalah dengan menghidupkannya dari pin digital di arduino. Arduino sedang menjalankan lakaran sekelip mata yang menjadikan gelombang persegi 5 KHz untuk menghidupkan laser secara langsung.

anda kemudian boleh memasang probe lain ke pin ini untuk memberitahu osiloskop frekuensi laser yang tepat.

Sekarang apabila isyarat ada di AC, anda boleh menyambungkan saluran 1 saluran AC untuk menghilangkan offset dc dan memaksimumkan julat dinamik ADC.

Kemudian anda mahu menetapkan pencetus untuk saluran 2 kerana ini akan menjadi frekuensi yang sama dengan cahaya yang dipancarkan dari laser.

Sekarang kita dapat melihat bahawa ada gelombang persegi kecil dalam kebisingan. Inilah cahaya dari laser!

Dan kerana kita mencetuskan pada frekuensi yang sama, kita dapat mengira isyarat secara purata: apa-apa yang bukan frekuensi yang sama dengan isyarat kita, atau bunyi rawak, akan rata-rata menjadi 0.

Isyarat kita yang selalu berada dalam fasa dengan saluran rujukan rata-rata akan menghasilkan bentuk gelombang yang tetap.

Langkah 3: Hasil

Anda dapat melihat bahawa kami telah mengeluarkan isyarat kami dari semua bunyi itu! ini penting untuk menjadikan penapis lulus jalur yang semakin sempit kerana anda merangkumi lebih banyak purata.

Isyaratnya sekitar 50 mV dan ia dibenamkan dalam 1 V (puncak ke puncak) kebisingan! luar biasa bahawa kita masih boleh mengukurnya!

Hasilnya dapat dibenarkan dengan menyekat laser yang memaksa isyarat hilang.

Teknik ini disebut pengesanan sensitif fasa dan mempunyai banyak kegunaan, kerana ini merupakan tulang belakang untuk semua komunikasi RF di dunia !.

Terdapat instrumen yang disebut kunci dalam penguat yang dapat mengekstrak isyarat nV yang terkubur dalam bunyi V menggunakan kaedah ini. Untuk penjelasan yang lebih komprehensif dan cara membina litar menggunakan ini, lihat artikel peranti analog ini:

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

Saya harap anda menikmati hack cepat ini, jika anda mempunyai sebarang pertanyaan, saya dengan senang hati akan menjawabnya dalam komen.

Sekiranya anda menganggap ini berguna, anda boleh memberi saya suara:)