„Kis fényintenzitások mérése zajos környezetben: Fázisérzékeny detektálás (lock-in)” változatai közötti eltérés
Lenk (vitalap | szerkesztései) a |
Lenk (vitalap | szerkesztései) a |
||
28. sor: | 28. sor: | ||
| {{fig|LockIn_01.png|fig:1|1. ábra f<sub>0</sub> frekvenciájú jel és B sávszélességű, sáv korlátozott fehér zaj teljesítményspektruma, valamint az f<sub>0</sub> frekvenciára hangolt szelektív mérőrendszer átvitele.}} | | {{fig|LockIn_01.png|fig:1|1. ábra f<sub>0</sub> frekvenciájú jel és B sávszélességű, sáv korlátozott fehér zaj teljesítményspektruma, valamint az f<sub>0</sub> frekvenciára hangolt szelektív mérőrendszer átvitele.}} | ||
|} | |} | ||
+ | A gyakorlati esetek ennél természetesen sokszor jóval bonyolultabbak, hiszen sem a zaj nem az [[#fig:1|1. ábra]] szerinti sáv korlátózott fehér zaj, sem a jelek spektruma nem ilyen egyszerű. Azonban általában elmondható hogy a jel-zaj viszony javítására általánosan használható a sávszélesség csökkentése. | ||
+ | |||
+ | A szelektív mérőerősitőkben alkalmazott keskenysávú szűrők realizálása kis frekvencián (néhány kHz alatt) a gyakorlatban sok problémát hordoz magában (frekvenciastabilitás, alkatrészek tűrése, fizikai méretek). Ezen kívül a mérendő jel frekvenciájának is elegendően lennie, különben kicsúszik az áteresztési sávból. Ezeket a nehézségeket küszöbölhetjük ki a fázisérzékeny (lock-in) erősítők extrém kis sávszélességek mellett (pl. 10<sup>-3</sup> Hz) igen nagy stabilitást (10<sup>-6</sup>) biztosítanak. Lehetővé teszik széles tartományban a működési frekvencia (1 Hz < f<sub>0</sub> < 50 MHz) és a sávszélesség (10<u>-2</u> Hz < f < 1 MHz) megválasztását. Használatukkal kiszűrhetők a diszkrét frekvenciájú zajok is (hálózati zavarok, mechanikus rezgések, stb.). A jel frekvenciaváltozását követő keskenysávú szűrőként viselkednek. | ||
==Mérési feladatok== | ==Mérési feladatok== |
A lap 2013. január 30., 17:17-kori változata
Tartalomjegyzék |
Szerkesztés alatt!
Elméleti összefoglaló
Különböző jelek detektálásakor gyakran felmerül a probléma, hagy az érzékelni kívánt (hasznos) jel mellett egyidejűleg zaj is megjelenik. Hogyan tehet ilyen esetben a hasznos jelet elválasztani a zajtól? Ha a jel és a zaj frekvenciaspektruma ismert, megfelelő szűrő megválasztásával lehet a jel-zaj viszonyt javítani. Például, ha a mérni kívánt jel sávszélessége keskeny, akkor egy ehhez illesztett sávszűrővel a jel kiemelhető a zajból. Az 1. ábrán sematikusan bemutatott esetben a szelektív mérőrendszer csak a mérendő f0 frekvenciájú jelet, és az átviteli sávjába eső zaj komponenseket méri. Minél kisebbre választjuk a ∆f sávszélességet, annál jobb jel-zaj viszony érhető el.
A gyakorlati esetek ennél természetesen sokszor jóval bonyolultabbak, hiszen sem a zaj nem az 1. ábra szerinti sáv korlátózott fehér zaj, sem a jelek spektruma nem ilyen egyszerű. Azonban általában elmondható hogy a jel-zaj viszony javítására általánosan használható a sávszélesség csökkentése.
A szelektív mérőerősitőkben alkalmazott keskenysávú szűrők realizálása kis frekvencián (néhány kHz alatt) a gyakorlatban sok problémát hordoz magában (frekvenciastabilitás, alkatrészek tűrése, fizikai méretek). Ezen kívül a mérendő jel frekvenciájának is elegendően lennie, különben kicsúszik az áteresztési sávból. Ezeket a nehézségeket küszöbölhetjük ki a fázisérzékeny (lock-in) erősítők extrém kis sávszélességek mellett (pl. 10-3 Hz) igen nagy stabilitást (10-6) biztosítanak. Lehetővé teszik széles tartományban a működési frekvencia (1 Hz < f0 < 50 MHz) és a sávszélesség (10-2 Hz < f < 1 MHz) megválasztását. Használatukkal kiszűrhetők a diszkrét frekvenciájú zajok is (hálózati zavarok, mechanikus rezgések, stb.). A jel frekvenciaváltozását követő keskenysávú szűrőként viselkednek.
Mérési feladatok
PDF formátum