„Lock-in erősítő” változatai közötti eltérés
| [nem ellenőrzött változat] | [nem ellenőrzött változat] |
Tartalom törölve Tartalom hozzáadva
→Analóg lock-in: IQ-demoduláció |
|||
31. sor:
=== Analóg lock-in ===
[[Fájl:HomodyneDetection2.png|bélyegkép|189x189px|A lock-in erősítő felfogható egy fázisérzékeny [[Homodin detektálás|homodin detektorként]], amely után aluláteresztő szűrőt alkalmaznak]]
A lock-in erősítés gyakorlati megvalósításában a hasznos jel és a referenciajel gyakran közös forrásból származik. Ilyen megvalósításban a módszer lényege az, hogy a referenciajelet, illetve a referenciajelnek a vizsgált rendszeren átterjesztett változatát vetjük össze egy jelkeverőn. Ha a rendszeren átterjesztés nem jár frekvenciaváltozással, akkor ez a módszer biztosíthatja azt, hogy a hasznos jel és a referenciajel valóban azonos frekvencián legyenek.
A szorzatjelben a hasznos jel erősítése során kihasználják, hogy a harmonikus függvények [[Merőlegesség|ortogonálisak]]: például két olyan szinuszjel szorzatának időátlaga nulla, amelyek frekvenciája nem egyezik meg. Ezzel szemben az egyező frekvenciájú szinuszjelek szorzata időben átlagolva általában nullától különböző értékű. A gyakorlatban az eszközök éppen ezen az elven végzik a szűrést: a kevert jelet időben átlagolják. Ilyen készülékben az átlagolás hossza határozza meg az aluláteresztés sávszélességét.
=== Digitális eszközök ===
41 ⟶ 45 sor:
=== IQ-demoduláció ===
IQ-demodulátornak nevezik az olyan berendezést, amelyben két lock-in erősítő követi egymást úgy, hogy a köztük lévő fázistolás éppen 90 fok legyen. Ilyen kétfázisú detektor alkalmazható akkor, ha a referenciajel és a hasznos jel között ismeretlen, jellemzően nem állandó a fázistolás, de az ebből eredő kimenetváltozást kompenzálni szükséges. Az első lock-in kiszűri a referenciától eltérő jelkomponenseket, viszont a kimenete függ a referenciajel fázisának és a hasznos jel fázisának viszonyától. A korábban közölt összefüggésnek megfelelően az első lock-in kimenete, amelyet történeti okokból angol kifejezéssel ''in-phase'' (azaz fázisban levő) komponensnek neveznek:
<math>f_{in-phase} = \frac{V_{jel}V_{lok}}{2} \cdot \cos \left( \vartheta_{jel} - \vartheta_{lok}\right) \quad \sim \quad I := V_{jel}\cos\vartheta</math>,
ahol <math>\vartheta = \vartheta_{jel}-\vartheta_{lok}</math>. A kétfázisú berendezés másik lock-in erősítőjén a referenciajel 90°-kal eltoltját keverik a bejövő jellel, amelyből származik az úgynevezett ''quadrature'' (azaz merőleges) komponens.
<math>f_{quadrature} = \frac{V_{jel}V_{lok}}{2} \cdot \sin \left( \vartheta_{jel} - \vartheta_{lok}\right) \quad \sim \quad Q := V_{jel}\sin\vartheta</math>.
A fenti két mérés alapján, <math>V_{lok}</math> ismeretében a berendezés megadhatja a jel mért amplitúdóját és a fáziskülönbségét:
<math>A=\sqrt{I^2+Q^2}</math>, illetve <math>\vartheta = ctg\left(\frac{Q}{I}\right)</math>.
== Jegyzetek ==
| |||