اندازه گیری سیگنال های ریز دفن شده در سر و صدا در اسیلوسکوپ (تشخیص حساس به فاز): 3 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

تصور کنید می خواهید سیگنال کوچکی را که در نویز دفن شده است بسیار قوی تر اندازه گیری کنید. نحوه انجام این کار را سریعاً ویدئو را مشاهده کنید یا برای مطالعه جزئیات به خواندن ادامه دهید.

مرحله 1: مثال

تصور کنید می خواهید نور منعکس شده از یک نقطه لیزری را فقط با استفاده از یک دیود عکس بدون اپتیک و تقویت کننده خام اندازه گیری کنید.

می توانید سیگنالی را که دریافت می کنید تحت کنترل چراغ های اتاق و همچنین صدای 50 هرتز است که توسط آمپر تقویت می شود.

صرف میانگین سیگنال شما در اینجا کار نمی کند زیرا تغییرات پس زمینه (مثلاً دست خود را حرکت داده اید) بسیار مهمتر از تأثیر مسدود کردن لیزر برای اندازه گیری تفاوت است.

این یک تنظیم وحشتناک است زیرا شما در حال تلاش برای اندازه گیری سیگنال در DC هستید ، و این منطقه بسیار پر سر و صدا از طیف است. اما با پیشروی بیشتر در AC ، سر و صدا به طور کلی کاهش می یابد زیرا منبع اصلی نویز نویز صورتی نامیده می شود: www.wikipedia.org/wiki/Pink_noise

بنابراین راه حل این است که سیگنال خود را به AC و به دور از منابع نویز منتقل کنیم.

مرحله 2: راه حل

شما می توانید با پالس لیزر ، سیگنال را به AC منتقل کنید ، و راهی که من در اینجا انجام داده ام این است که آن را از پین دیجیتال روی آردوینو تغذیه می کنم. آردوینو در حال اجرای یک طرح پلک زدن است که موج مربعی 5 کیلو هرتزی را برای تغذیه مستقیم لیزر ایجاد می کند.

سپس می توانید کاوشگر دیگری را به این پین وصل کنید تا فرکانس دقیق لیزر را به اسیلوسکوپ بگوید.

اکنون که سیگنال در AC قرار دارد ، می توانید کانال 1 را به یکدیگر متصل کنید تا از جابجایی DC خلاص شوید و دامنه دینامیکی ADC را به حداکثر برسانید.

سپس می خواهید ماشه کانال 2 را تنظیم کنید زیرا این فرکانس دقیقاً برابر نور ساطع شده از لیزر خواهد بود.

اکنون می بینیم که یک موج مربعی کوچک در سر و صدا وجود دارد. این نور لیزر است!

و از آنجا که ما در یک فرکانس یکسان فعال می شویم ، می توانیم سیگنال را به طور متوسط محاسبه کنیم: هر چیزی که فرکانس یکسانی با سیگنال ما نداشته باشد ، یا نویز تصادفی ، به طور متوسط به 0 برسد.

سیگنال ما که همیشه در فاز کانال مرجع است به طور متوسط به شکل موج ثابت می رسد.

مرحله 3: نتایج

می بینید که ما سیگنال خود را از این همه سر و صدا خارج کرده ایم! این یک فیلتر عبور باند است که با اضافه کردن میانگین های بیشتر باریک تر می شود.

سیگنال در حدود 50 میلی ولت است و در 1 ولت (پیک تا پیک) نویز دفن شد! شگفت انگیز است که ما هنوز می توانیم آن را اندازه گیری کنیم!

نتیجه را می توان با مسدود کردن لیزر که سیگنال را ناپدید می کند توجیه کرد.

این تکنیک تشخیص حساس به فاز نامیده می شود و کاربردهای زیادی دارد ، برای یکی تقریباً ستون فقرات همه ارتباطات RF در جهان است.

ابزارهایی به نام قفل در تقویت کننده ها وجود دارد که با استفاده از این روش می تواند سیگنال های nV را که در V نویز دفن شده اند استخراج کند. برای توضیحات جامع تر و نحوه ایجاد مدارها با استفاده از این مقاله ، به این مقاله دستگاه های آنالوگ نگاه کنید:

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

امیدوارم از این هک سریع لذت برده باشید ، اگر سوالی داشتید خوشحال می شوم در نظرات به آنها پاسخ دهم.

اگر این را مفید می دانید می توانید به من رای دهید:)