В очередной раз о синхродетекторе Опции

[Pavel73]

Здравствуйте, много информации перечитал, но осталось несколько вопросов по синхронному детектированию. Конкретно - по детектированию сигнала после фотодиода. Схема установки классическая: источник света - механический обтюратор - исследуемый образец - монохроматор - фотодиод. Схема компенсации засветки на ОУ по вычитающей схеме и полосовые фильтры работают отлично - при обкатке расстояние от выходной щели монохроматора до фотоприемника делалось около 50 мм и включалось верхнее освещение в виде люминесцентных ламп, при этом мплитуда сигнала фотоусилителя прыгала примерно на 250 мВ при небольшом коэффициенте усиления, зато после компенсации и полосового фильтра, выделяющего частоту модуляции примерно в килогерц, форма сигнала и амплитуда изменялись очень незначительно относительно полезного сигнала. Докучи к этому нужно приделать ещё синхронный детектор. Так как опыта работы с ними не было, первым взгляд упал на статью Дмитрия Лапшина "Простой метод синхронного детектирования" из журнала Схемотехника, она прикреплена ниже. Собран детектор на AD781 - мс выборки-хранения. Но как-то совсем не нравится его работа, может что-то делаю не так или недопонимаю, подскажите. Одновибратор - АГ3, длительность регулируется хорошо и время начала запоминания амплитуды полезного сигнала устанавливается стабильно и почти не плавает. Запутался с вопросом перекрывания частот. К примеру если опорная частота около 1 кГц, а частота помехи в несколько раз меньше, то она однозначно перекрывает опорную и выборка и хранение в случае величины просочившейся помехи, сравнимой с полезным сигналом, будет проведена именно по амплитуде помехи или сумме амплитуд помехи и сигнала. Ниже осциллограммы работы. Синяя -сигнал после детектора, желтая - сигнал с фотоусилителя, зелёная - импульс с оптопары обтюратора, розовый - импульс после одновибратора. Всё вроде хорошо, частоты, большие опорной, детектор гасит, но при меньших частотах амплитуда продетектированного сигнала начинает скакать. Как должно быть в оригинале? Как-то смущает эта выборка-хранение. Однозначно соберу поиграться детекторы на основе перемножения и ключевания, но как-то подзапутался со схемами. Если дадите пару советов по работе с AD781 или поделитесь обкатанными схемами синхродетекторов на попсовых деталях, буду очень признателен.

Сообщение отредактировал Pavel73 - Jun 7 2014, 07:01

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Pavel73]

Огромное спасибо отозвавшимся за предложения и мнения, которые очень помогли разобраться. Все недопонимания разрешились и установка на данный момент закончена. Я просто доконца не проникся сутью устройств и сразу начал сборку. В итоге донастроил компенсатор засветки, пожестче обозначил полосу пропускания активного полосового фильтра и получил очень даже симпатичный периодический сигнал. Так как в моем случае после фотоусилителя при работе обтюратора присутствует только положительное напряжение и величина его не настолько мала, что бы не было возможности отличить его от возможной помехи без колдунств, остановился всё-таки на использовании УВХ. Применение ключевания предусматривает работу с отрицательной и положительной полуволнами, а у меня только положительное периодическое напряжение, появляющееся при открытии окна модулятора света. Поэтому картинка после ключевого детектора не сильно изменится - только сдвинется на 180 градусов, насколько понимаю. Поэтому сделал импульс одновибратора, управляющий микросхемой ВХ, максимально коротким и выставил фазу его появления ровно по центру открытого окна обтюратора. После УВХ стоит сглаживающий конденсатор, поэтому сигнал получается достаточно стабильным - четкая примая линия. В целом, благодаря синхродетектору, компенсатору засветки и хорошо настроенному полосовому фильтру, полезный сигнал держится в пределах 4-5 мВ даже при издевательствах в виде спецального подмешивания помех с амплитудой не менее 30-40% от полезного сигнала. На приличное отодвигание от щели монохроматора даже при включенном верхнем свете устройство практически не реагирует и удерживает амплитуду полезного сигнала в пределах 2-4 мВ при максимальных значениях сигнала примерно в 850 мВ, а большая точность мне и не требуется. Обдумал вариант устройства на контроллере - очень даже понравилось, через пару месяцев, когда появится время, обязательно соберу. Разве что не на PIC, а на AVR. Программой и соображениями поделюсь, может кто в чем поправит или кому-то пригодится. Спасибо за помощь!

Сообщение отредактировал Pavel73 - Jun 9 2014, 14:07

[Tanya]

остановился всё-таки на использовании УВХ.

Таким образом Вы добровольно отказываетесь использовать большую часть сигнала (информации).

[Меджикивис]

Таким образом Вы добровольно отказываетесь использовать большую часть сигнала (информации).

Вы абсолютно правы, но у человека всё работает так, как он хочет - а победителей не судят