अपने ऑसिलोस्कोप (चरण संवेदनशील जांच) पर शोर में दबे हुए छोटे संकेतों को मापें: 3 चरण

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

कल्पना कीजिए कि आप शोर में दबे एक छोटे सिग्नल को मापना चाहते हैं जो बहुत मजबूत है। यह कैसे करना है, इस पर त्वरित रूप से चलाने के लिए वीडियो देखें, या विवरण के लिए पढ़ना जारी रखें।

चरण 1: उदाहरण

कल्पना कीजिए कि आप बिना ऑप्टिक्स वाले एक फोटो डायोड और एक क्रूड एम्पलीफायर का उपयोग करके लेजर स्पॉट से परावर्तित प्रकाश को मापना चाहते हैं।

आप देख सकते हैं कि हमें जो संकेत मिलता है वह कमरे की रोशनी के साथ-साथ amp द्वारा उठाए गए 50 हर्ट्ज शोर पर हावी है।

बस आपके सिग्नल का औसत यहां काम नहीं करेगा क्योंकि पृष्ठभूमि में बदलाव (जैसे कि आपने अपना हाथ हिलाया) अंतर को मापने के लिए लेजर को अवरुद्ध करने का प्रभाव कहीं अधिक महत्वपूर्ण है।

यह एक भयानक सेटअप है क्योंकि आप डीसी पर एक सिग्नल को मापने की कोशिश कर रहे हैं, और यह स्पेक्ट्रम का बहुत शोर वाला क्षेत्र है। लेकिन जैसे ही आप एसी में आगे जाते हैं, शोर आम तौर पर कम हो जाता है क्योंकि शोर का मुख्य स्रोत गुलाबी शोर कहलाता है: www.wikipedia.org/wiki/Pink_noise

तो समाधान यह है कि शोर स्रोतों से दूर हमारे सिग्नल को एसी में ले जाया जाए।

चरण 2: समाधान

आप लेजर को स्पंदित करके एसी में सिग्नल को स्थानांतरित कर सकते हैं, और जिस तरह से मैंने यहां किया है वह इसे आर्डिनो पर एक डिजिटल पिन से पावर करके है। Arduino एक ब्लिंक स्केच चला रहा है जो लेजर को सीधे बिजली देने के लिए 5khz वर्ग तरंग बनाता है।

फिर आप आस्टसीलस्कप को लेजर की सटीक आवृत्ति बताने के लिए इस पिन पर एक और जांच लगा सकते हैं।

अब जब सिग्नल एसी में है तो आप एसी कपल चैनल 1 को डीसी ऑफसेट से छुटकारा पाने और एडीसी की गतिशील रेंज को अधिकतम करने के लिए कर सकते हैं।

फिर आप चैनल 2 के लिए ट्रिगर सेट करना चाहते हैं क्योंकि यह ठीक वैसी ही आवृत्ति होगी जैसी लेजर से निकलने वाली रोशनी होती है।

अब हम देख सकते हैं कि शोर में एक छोटी चौकोर तरंग है। यह लेजर से प्रकाश है!

और क्योंकि हम एक ही आवृत्ति पर ट्रिगर कर रहे हैं, हम सिग्नल को औसत कर सकते हैं: कुछ भी जो हमारे सिग्नल या यादृच्छिक शोर के समान आवृत्ति नहीं है, औसत 0 होगा।

हमारा संकेत जो हमेशा संदर्भ चैनल के साथ चरण में होता है, एक स्थिर तरंग के लिए औसत होगा।

चरण 3: परिणाम

आप देख सकते हैं कि हमने उस सारे शोर से अपना सिग्नल निकाल लिया है! यह एक बैंड पास फ़िल्टर बनाना आवश्यक है जो अधिक औसत शामिल करने पर संकुचित हो जाता है।

सिग्नल लगभग ५० mV का है और इसे १ V (पीक टू पीक) शोर में दबा दिया गया था! आश्चर्यजनक है कि हम अभी भी इसे माप सकते हैं!

परिणाम को लेजर को अवरुद्ध करके उचित ठहराया जा सकता है जो सिग्नल को गायब होने के लिए मजबूर करता है।

इस तकनीक को फेज सेंसिटिव डिटेक्शन कहा जाता है और इसके कई उपयोग हैं, एक के लिए यह दुनिया में सभी आरएफ संचार के लिए काफी रीढ़ की हड्डी है!

लॉक इन एम्पलीफायरों नामक उपकरण हैं जो इस विधि का उपयोग करके वी के शोर में दबे nV संकेतों को निकाल सकते हैं। अधिक व्यापक स्पष्टीकरण के लिए और इसका उपयोग करके सर्किट बनाने के तरीकों के लिए इस एनालॉग डिवाइस आलेख पर एक नज़र डालें:

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

मुझे आशा है कि आपको यह त्वरित हैक पसंद आया होगा, यदि आपके कोई प्रश्न हैं तो मुझे टिप्पणियों में उनका उत्तर देने में खुशी होगी।

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