UNE DÉTECTION SYNCHRONE ACHETER l ’ information sur l ’ amplitude est sensible à la phase et permet d ' isoler le signal à la fréquence d ' intérêt parmi toutes les autres composantes fréquentielles . Le signal de référence peut être généré par l ’ appareil lui-même , ou donné comme référence depuis une source externe . La référence est habituellement une fonction sinusoïdale , mais peut aussi prendre d ' autres formes d ’ ondes . La démodulation avec une onde sinusoïdale pure permet d ’ extraire la fréquence fondamentale ( ou l ' une de ses harmoniques ) du signal d ’ entrée . En revanche , un signal de référence rectangulaire permet lui d ’ extraire de l ’ information contenue dans les harmoniques supérieures impaires . Comme illustré sur la figure 2 ( a ), la réponse du dispositif test ( DUT ) ayant une forme Vs ( t ) ainsi que le signal de référence Vr ( t ) sont utilisés par la détection synchrone pour déterminer l ' amplitude R et la phase Θ . C ’ est en réalité un étage de démodulation faisant appel à deux références , en phase ( 0 °) et en quadrature ( 90 °), comme illustré sur la figure 2 ( b ). Le signal d ' entrée est divisé en deux pour passer à travers deux mélangeurs différents . En sortie , le signal passe à travers des filtres passe-bas , ce qui laisse deux composantes X et Y , en phase et en quadrature par rapport à la référence . A partir de X et Y il est facile de dériver l ' amplitude R et la phase Θ par une transformation de coordonnées cartésiennes en coordonnées polaires à l ' aide de la relation suivante :
R = √ — X 2 + Y 2 θ = atan2 ( Y , X )
SOURCES DE BRUIT ET OPTIMISATION DES PARAMÈTRES Le bruit est omniprésent dans les signaux analogiques dont les sources sont multiples . Certains bruits sont fondamentaux , par exemple le bruit de Johnson-Nyquist ( thermique ), le bruit de grenaille ( shot noise ) et le bruit de scintillement ( flicker noise ), tandis que d ' autres sont dus à l ’ instrumentation , comme par exemple les boucles de masse notamment à 50-60 Hz , les interférences électromagnétiques ou certains artefacts de mesures . L ' amplitude de ce bruit en tension , notée V n ( t ), est spécifiée par son écart-type . Dans le domaine fréquentiel , ce bruit s ’ exprime sous forme d ’ une densité spectrale de puissance | v n ( ω )| 2 en unités de V2 / Hz , ou par | v n ( ω )| en unités de V / √Hz . Les différentes sources de bruits ont différentes dépendances en fréquences . Il est donc possible de choisir ingénieusement la fréquence de modulation pour effectuer ces mesures dans une bande de fréquence dont le niveau de bruit est au plus bas . Ceci est souvent le cas aux plus hautes fréquences , dans cette partie du spectre principalement dominée par le bruit blanc , tel qu ’ indiqué sur la figure 3 . En d ’ autres termes , la densité de bruit est moins élevée , pour peu que les perturbations liées aux interférences électromagnétiques radio soient évitées . Pendant longtemps , les détections synchrones étaient limitées à quelques centaines de kHz de modulation de référence . Il est désormais possible de moduler à plusieurs centaines de
Figure 1 . Une détection synchrone permet de mesurer l ' amplitude et la phase d ' un signal par rapport à un signal de référence , même si le signal est entièrement noyé dans le bruit .
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