Ukur Sinyal Kecil yang Terkubur dalam Kebisingan pada Osiloskop Anda (Deteksi Sensitif Fase): 3 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Bayangkan Anda ingin mengukur sinyal kecil yang terkubur dalam kebisingan yang jauh lebih kuat. Lihat video untuk mengetahui cara melakukannya, atau lanjutkan membaca untuk detailnya.

Langkah 1: Contoh

Bayangkan Anda ingin mengukur cahaya yang dipantulkan dari titik laser hanya dengan menggunakan dioda foto tanpa optik dan penguat kasar.

Anda bisa melihat sinyal yang kami dapatkan didominasi oleh lampu ruangan serta noise 50 Hz yang ditangkap oleh amp.

Rata-rata sinyal Anda tidak akan berfungsi di sini karena latar belakang berubah (misalnya Anda menggerakkan tangan Anda) jauh lebih signifikan efek pemblokiran laser untuk mengukur perbedaannya.

Ini adalah pengaturan yang buruk karena Anda mencoba mengukur sinyal di DC, dan ini adalah area spektrum yang sangat bising. Tetapi saat Anda melangkah lebih jauh ke AC, kebisingan umumnya berkurang karena sumber utama kebisingan disebut kebisingan merah muda: www.wikipedia.org/wiki/Pink_noise

Jadi solusinya adalah memindahkan sinyal kita ke AC, jauh dari sumber kebisingan.

Langkah 2: Solusi

Anda dapat memindahkan sinyal ke AC dengan menggerakkan laser, dan cara saya melakukannya di sini adalah dengan menyalakannya dari pin digital pada arduino. Arduino menjalankan sketsa kedip yang membuat gelombang persegi 5khz untuk menyalakan laser secara langsung.

Anda kemudian dapat menghubungkan probe lain ke pin ini untuk memberi tahu osiloskop frekuensi laser yang tepat.

Sekarang sinyal ada di AC, Anda dapat memasangkan saluran AC 1 untuk menghilangkan offset dc dan memaksimalkan jangkauan dinamis ADC.

Kemudian Anda ingin mengatur pemicu untuk saluran 2 karena ini akan menjadi frekuensi yang sama persis dengan cahaya yang dipancarkan dari laser.

Sekarang kita dapat melihat bahwa ada gelombang persegi kecil dalam kebisingan. Ini adalah cahaya dari laser!

Dan karena kita memicu pada frekuensi yang sama, kita dapat meratakan sinyal: apa pun yang tidak berfrekuensi sama dengan sinyal kita, atau derau acak, akan dirata-ratakan ke 0.

Sinyal kami yang selalu sefase dengan saluran referensi akan rata-rata ke bentuk gelombang konstan.

Langkah 3: Hasil

Anda dapat melihat bahwa kami telah menggali sinyal kami dari semua kebisingan itu! ini penting untuk membuat band pass filter yang semakin sempit saat Anda memasukkan lebih banyak rata-rata.

Sinyalnya sekitar 50 mV dan terkubur dalam kebisingan 1 V (puncak ke puncak)! menakjubkan bahwa kita masih bisa mengukurnya!

Hasilnya dapat dibenarkan dengan memblokir laser yang memaksa sinyal menghilang.

Teknik ini disebut deteksi fase sensitif dan memiliki banyak kegunaan, salah satunya adalah tulang punggung untuk semua komunikasi RF di dunia!.

Ada instrumen yang disebut amplifier pengunci yang dapat mengekstrak sinyal nV yang terkubur dalam kebisingan V menggunakan metode ini. Untuk penjelasan yang lebih komprehensif dan cara membangun sirkuit menggunakan ini, lihat artikel perangkat analog ini:

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

Saya harap Anda menikmati retasan cepat ini, jika Anda memiliki pertanyaan, saya akan dengan senang hati menjawabnya di komentar.

Jika Anda menemukan ini berguna, Anda dapat memberi saya suara:)