ACHETER UNE DÉTECTION SYNCHRONE de gains PID ( pour Proportional – Integral – Derivative ), bénéficie comme entrée d ’ un signal déjà filtré , ce qui permet de plus facilement garder la consigne dans une bande passante donnée . L ’ intégration de nombreux outils d ’ analyse temps-fréquence , du balayage de tous les paramètres internes , de boucles d ’ asservissement et bien plus encore rend les détections synchrones modernes adéquates à repousser les limites de la détection dans les domaines des nanotechnologies , de la nano-optique ou de la spectroscopie résolue en temps .
MHz , par exemple pour se caler sur le taux de répétition d ’ un laser pulsé ou même au GHz pour des mesures sur centre NV ou toute autre transition micro-onde . En plus de cette fréquence de modulation , deux autres paramètres influencent la qualité de la mesure ou le rapport signal-sur-bruit ( SNR ) : la bande-passante de démodulation et l ’ ordre du filtre . Ces valeurs déterminent en effet la faculté à rejeter le bruit en dehors de cette bande passante de mesure ( BW ). Inversement une bande passante plus large permet de faire des mesures plus rapides , ce qui s ’ exprime comme constante de temps τ = 1 /( 2πBW ). La largeur de bande est donnée à la fréquence de coupure à -3dB et la pente de décroissante dépend de l ’ ordre de filtre , typiquement de 1 à 8 pour une pente de plus en plus raide . Pour finir , une autre façon d ’ optimiser ces mesures consiste à intégrer les signaux démodulés de la détection synchrone dans un schéma plus complet incluant par exemple une compensation de la dérive , d ’ une cavité résonnante ou l ’ asservissement de la fréquence du laser . Cette boucle d ’ asservissement à l ’ aide de contrôleur
Figure 2 . ( a ) Schéma de mesure « synchrone ». Un générateur de fonction pilote le dispositif ( DUT ) et sert aussi de référence . La réponse du DUT est dirigée vers la détection synchrone qui fournit l ' amplitude et la phase par rapport à la référence . ( b ) Schéma de la partie « lock-in amplifier » : l ' entrée est multipliée par la référence ainsi qu ’ une version déphasée de 90 °. Les sorties du mélangeur sont filtrées pour rejeter le bruit et la composante à 2ω puis converties en coordonnées polaires .
DES DÉTECTIONS SYNCHRONES DE DC À 8.5GHZ
APPLICATIONS EN PHOTONIQUE Spectroscopie classique La plupart des mesures de spectroscopie optique nécessitent une amélioration du rapport signal sur bruit ( SNR ) pour atteindre des résolutions en énergie toujours plus fine . Un meilleur SNR permet aussi de faire des mesures plus rapides comme par exemple lors d ’ imagerie Raman , tel qu ’ illustré sur le Figure 5 pour des mesures avec ou sans détection synchrone . La mesure synchrone permet en effet d ’ améliorer le contraste de faibles variations du signal modulé par rapport à une lumière en arrière-plan beaucoup plus forte . En plus de la variation
L ’ analyse de signaux périodiques au moyen de détection synchrone est une méthode établie dans de nombreux domaines de la physique en général et de la photonique en particulier . Longtemps relayé à des mesures basse fréquence , ce marché a beaucoup évolué avec une première solution à 50MHz puis 600MHz dès 2013 . Il est désormais possible de couvrir la gamme entière entre le courant continu et 8.5GHz , et même inclure une détection boxcar – combinée avec la détection synchrone dans un système de démodulation tandem . L ’ approche tout numérique offre en outre la possibilité de mélanger de multiples fréquences en entrée et en sortie et inclure toute une suite d ’ outils d ’ analyses temps-fréquence tels qu ’ un Scope / FFT , analyseur de spectre , asservissement PID , générateur de fonction arbitraire , balayage de tous les paramètres internes , module d ’ acquisition des données numériques , etc …
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