Detecció síncrona

Un amplificador de detecció síncrona.

La detecció síncrona és una tècnica de processament de senyals heterodino^[1] que permet extraure senyals de baixa amplitut, pero de banda estreta, ofegats per un gran soroll i banda ampla, multiplicant la senyal per un senyal sinusoidal de freqüència propenca a la de la freqüència mija a detectar.^[2] També cridada demodulación coherent, es pot definir com un canvi de freqüència (que implica llongitut d'ona) portat a terme sobre una ona portadora preexistente.^[3]

Es fa per mig d'un instrument cridat amplificador de detecció síncrona (en anglés: Lock-in AMPLIFIER).

Principi de detecció síncrona

La detecció síncrona utilisa la propietat del ortogonalidad de les funcions sinusoidals . Deixar ser una senyal de la forma $u_{s} (t) = U_{s} \sin (2 π f_{s} t + ϕ_{s})$ i un portadora sinusoidal de la forma $u_{c} (t) = U_{c} \sin (2 π f_{c} t + ϕ_{c})$ . En multiplicar estes dos funcions, es té en conte l'identitat trigonométrica $\sin (a) \sin (b) = \frac{1}{2} (\cos (a - b) - \cos (a + b))$ :

u_{s} (t) u_{c} (t) = \frac{U_{s} U_{c}}{2} (\cos (2 π (f_{s} - f_{c}) t + θ) - \cos (2 π (f_{s} + f_{c}) t + Θ))

,

en $θ = ϕ_{s} - ϕ_{c}$ desplaçament de fase entre la senyal i el portador, i $Θ = ϕ_{s} + ϕ_{c}$ .

Si la senyal aixina multiplicada per la portadora s'integra en un periodo T molt superior al de la senyal o de la portadora, el valor resultant només serà diferent de zero si $f_{c} = f_{s}$ i que la fase de la senyal no és aleatòria, sent igual el valor continu obtingut $U_{s o r t i e} = \frac{U_{s} U_{c}}{2} \cos θ$

Per la naturalea aleatòria de la fase de qualsevol component del soroll, només el component de la senyal de freqüència "útil" $f_{s} = f_{c}$ s'extraurà per mig d'este procés.

Si la senyal és de baixa freqüència, es pot modular prèviament a la freqüència f _p per mig d'un dispositiu adequat, de modo que no hi haja soroll en <i aneu="mwMg">1 / f</i> .

Implementació pràctica

Un amplificador de detecció síncrona (en anglés : Amplificador lock-in) permet implementar els principis de detecció síncrona. La senyal s'amplifica en l'entrada, i després es multiplica en el de la portadora, que pot provindre d'un oscilador intern o d'una font externa. Un filtre de pas baix en una freqüència de cort variable fa possible l'integració.

Referències

↑ Zurich Instruments, 2016.
↑ Taillet, Richard (2013). Dictionnaire de physique, De Boeck edició, Bruxelles, p. 184-185..
↑ Fleutry, Michel (1991). Dictionnaire encyclopédique d'électronique, La maison du dictionnaire edició (en fr), Paris, p. 891 « synchronous detection ». ISBN 2-85608-043-X..

Este artícul conté una traducció derivada de «Detección síncrona» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.

[1] Zurich Instruments, 2016.

[2] Taillet, Richard (2013). Dictionnaire de physique, De Boeck edició, Bruxelles, p. 184-185..

[3] Fleutry, Michel (1991). Dictionnaire encyclopédique d'électronique, La maison du dictionnaire edició (en fr), Paris, p. 891 « synchronous detection ». ISBN 2-85608-043-X..

[1]

[2]

[3]