Привет!

Вопрос по классическому синхронному детектору Standford Research
http://www.thinksrs.com/products/SR810830.htm
У него есть кнопка Slope/Oct включающая разную крутизну выходного фильтра - 6 12 16 или 24 db/Oct

Вопрос - зачем нужны значения низкой крутизны фильтра, ведь казалось бы чем круче характеристика тем лучше?

С уважением, Дмитрий.

Дольше переходной процесс, важно для быстроменяющихся сигналов и в момент переключения диапазонов. Поэтому на 24 меряется только в двухчастотных режимах, когда близко к сигналу есть мешающая частота. Обычно 12 используется при измерениях, 6 -для ручной настройки измерительного тракта, когда важно время реакции. Работа вблизи частоты сети и ее гармоник- отдельный вопрос.

Спасибо, понятно.
А почему при большой крутизне фильтров замедляется время реакции. Кажется на первый взгляд что на это должна влиять только постоянная времени фильтров? Хотелось бы понять физику процесса.

Наверное потому, что от порядка зависит вид переходной функции. Фильтр меньшего порядка быстрее "успокаивается". Для понимания физики процессов в И-нете полно информации.

А черт его знает, почему оно так. Это все из опыта использования прибора. А что так конкретно с реализацией- неизвестно. Древний DSP, 40 Мгц тактовой, реализация выходных фильтров- софтовая, но подробностей нет. Может еще от версии фирмвари зависит, но на трех-четырех приборах, что я работал, везде были сложности на 24 дБ/октава. То фазу нехотел захватывать, когда сигнал только из шума вылезал, то шумел как-то непонятно. При мене пределов дергался очень сильно, ждать надо гораздо больше 3 постоянных времени для устаканивания сигнала.

Спасибо за ответы, есть еще один вопрос.

При измерении малого сигналя на частоте 0.1Гц происходит "раскачка" сигнала. На выходе я вижу колебания показаний от 20 до 120 микровольт. С периодом около 1-2 минут. Раскачка постепенно затухает, но очень медленно.
Возможно ли как то бороться с этим?

Условия измерений - Reference внутренний , постоянная времени 30 или 10 сек, фильтр 12dB, резерв Normal

Причины могут быть разные, без описания эксперимента трудно сказать сразу. Вплоть до субгармоник сети 50 Гц или разностных частот сети с модулятором (например модулятор на асинхронном моторе со скольжением относительно 50 Гц). А какой уровень шумов системы (после предусилителя, если он есть)? А как себя ведет фаза в этих условиях? Стоит или изменяется синхронно с сигналом? Меряете в канале Х или канале R (магнитуда)? Что служит модулятором и как у модулятора с фазовой стабильностью? Почему нельзя пойти на десятко-герцовые частоты модуляции?
Да, для 0.1Гц постоянная времени 10 или 30сек бессмысленны- надо 100 сек и больше брать (постоянная времени как минимум в 10 раз больше обратной частоты модуляции)

Меряется чувствительность инфракрасного медицинского фотоприемника. Источник ИК сигнала - черное тело, греется нагревателем запитанным от внутреннего генератора sr830. Тока генератора хватает, перегруза нет. Думаю он является модулятором с прекрасной стабильностью. Быстрее модулировать сложно, максимум 0.3Гц. Тепловая инерция источника ИК.

Меряется R, фаза при "захвате" сигнала болтается +-10 градусов.
Задача выяснить минимальный сигнал при котором датчик чувствует модуляцию.
Для этого уменьшаю амплитуду выхода генератора, после чего фаза начинает крутится на 360 градусов, а R пляшет от 20 до 80-100 микровольт.

Хотелось бы получить стабильность показаний, даже в ущерб скорости измерений. Подождать 5-10 минут не проблема.

О шумах. На входе LockIn доминирует паразитная частота около 100гц с аплитудой около 0.2v peak to peak
Это техническая особенность датчика, он требует ее для нормальной работы. Форма сигнала - пила. Частоту могу поменять, уменьшить или увеличить.

Понятно. Срыв фазы при уходе в шумы. Рецепт- поставить достаточный уровень сигнала (больше шумов на порядок). Нажать "автофазу", если автофаза не работает (при больших постоянных времени)- вывести фазу на максиму Х вручную. После этого переключаемся на измерения только по канал Х. Фазу больше не трогаем. В устовиях плохого захвата фазы шум по каналу Х намного меньше чем по каналу R

Может быть лучше... иметь два черных тела (пациента) с небольшой разницей температур и зеркалом их коммутировать...

По уму надо бы снять АЧХ вашего сенсора с помощью чоппера, измерить спектр шумов, и тут уже оценивать что делать дальше.

Спасибо за советы.
Не совсем ясна фраза "поставить достаточный уровень сигнала (больше шумов на порядок)."

У меня по условиям измерений полезный сигнал гораздо меньше шумов, поэтому и использую LockIn
Поясните пожалуйста.



Да, это следующий этап. Пока что это затруднительно, датчик в капсуле в дьюаре с жидким гелием. Технически много работы.
Измерения без механики, только с нагревом тела гораздо проще.
Тем более тело отлично успевает грется и остывать с частотой 0.1Гц, проблема только в LockIn, точнее скорее в том, что нужно уметь заставить его работать в условиях большого паразитного сигнала 100Гц

Непонятно... Что Вы в конечном итоге хотите получить? Какую температуру измерять?
И как. Потом. Если все будет хорошо...
Ваше тело какой температуры?

Не хотелось бы погружаться в технические подробности как и что что будет потом в будущем.
Завязнем. Датчик будет мерить ИК излучение в медицине.

Сейчас идет калибровка и измерение чувствительности. При 4.2 градусах кельвина напротив датчика стоит черное тело, греется электронагревателем на несколько градусов и меряется сигнал с датчика.

В сигнале с датчика идет частота около 100гц (необходима для работы датчика, можно менять от 50 до 200Гц) амплитудой около 200мв.
Эта помеха имеет пилообразную форму.
И сам сигнал - в виде смещения этой пилы по постоянному току.
Модулируем сигнал ИК с помощью 0.1Гц нагревая черное тело, и смотрим при помощи LockIn на этой частоте отклик.
Модулятор - встроенный генератор LockIn

Вот и спрашивала
- потом будет механический модулятор?
И как Вы контролируете температуру Вашего тела, и какова она.

"Ясно же говорю - рация на бронетранспортере !"

Раз ресь зашла о 4 кельвинах это скорее всего сверхпроводящий болометр.

Еще пара советов. Раз частотой пилы можно играться, то выставьте ее на 50 или 100 Гц и используйте режекторные фильтры локина. Только проверьте, что у вас не американский прибор, с настройкой фильтров на 60 и 120 Гц. Второе- проверьте dynamic reserve и выберите оптимальный (тот, при котором перегрузки в каскадах еще не горят)- можно сильно выиграть по шумам. Модуляция прямо от локина- не лучшее решение. Там довольно хилый операционник стоит, при любой существенной нагрузке начинает гнать вторую гармонику сигнала, а на таком НЧ это уже может мешать. Используйте внешний повторитель для нагрузки.
Ну и действительно подумайте о внешнем модуляторе- это позволит поднять частоту детектирования (по сравнению с тепловой инерционностью источника) и повысить сигнал-шум при той же постоянной времени.

Я же про излучатель спрашивала...
А про болометр... подозреваю, что еще и на СКВИДе... какая-то пила упоминалась....