m là đại lượng đầu vào; đối với đầu dò từ trường nhỏ, là cả ứng từ.
3.2.4Phƣơng pháp Boxcar
Khái niệm mạch Boxcar
Là mạch lấy mẫu tín hiệu tại các thời điểm đặt trước, nhớ độ lớn tín hiệu tại các thời điểm đó và cho phép mô tả lại biễu diễn của tín hiệu theo thời gian.
Điều kiện phổ biến khi lấy mẫu: tín hiệu lặp lại tuần hoàn. Khi tín hiệu lặp lại tuần hoàn, ta không cần phải đo tín hiệu trong suốt thời gian t mà chúng ta có thể đo tín hiệu tại thời điểm t1 và t2 nào đó. Từ đó, tín hiệu sẽ được xây dựng lại. Do đó, có thể giảm nhiễu vì chúng ta có thể chọn được các thời điểm thu sao cho nhiễu ít nhất, tín hiệu được xây dựng lại là tốt nhất. Nên nâng cao được tỉ số tín hiệu trên tạp S/N
Ví dụ: Khi kích thích một xung ánh sáng vào mẫu thì mẫu đó phát huỳnh quang và cường độ sáng giảm dần theo thời gian. Vấn đề đặt ra là: Vẽ lại đồ thị này bằng máy ghi thông thường (bút vẽ trên giấy hoặc trên màn hình)
Trong nhiều trường hợp, sự suy giảm chỉ diễn ra trong vài µs.
Hình 3.16: Sự suy giảm tín hiệu qua mạch tích phân
Phương pháp thực hiện: Lấy mẫu tín hiệu tại một số thời điểm, sau đó mô tả lại đường I(t). Xung kích thích:
Hình 3.17: Nguyên lý khôi phục tín hiệu dùng Boxcar
5µ s
t I
Tại mỗi một quá trình suy giảm, ta lấy được một “mẫu” tín hiệu. Cụ thể: Quá trình 1 lấy được I1 tại t1. (t1 cách gốc O khoảng Δt1).
Quá trình 2 lấy được I2 tại t2 … Quá trình n lấy được In tại tn. Nó được thể hiện trên đồ thị sau:
Hình 3.18: Lấy mẫu tín hiệu (a) và dựng lại tín hiệu (b)
Sau khi nhận được các In đều có nhớ lại và đem biễu diễn chúng trên một đồ thị, nối các điểm lại ta được đường thực nghiệm mô tả quá trình suy giảm của tín hiệu I(t).
Muốn đường mô tả chính xác hơn, cần lấy mẫu tín hiệu sít nhau.
Sơ đồ khối mạch Boxcar
Hình 3.19: Sơ đồ khối của mạch Boxcar
Tín hiệu đồng bộ (1): là một bộ phát xung kích thích mẫu, đồng thời đưa ra mạch tạo xung cổng.
Ở lối vào (2): có tín hiệu cần đo sinh ra xung kích thích. Đây là tín hiệu lặp tuần hoàn.
Hình 3.20: Dạng tín hiệu lặp tuần hoàn
+ Khối tạo xung cổng: có nhiệm vụ xuất một xung kim (có độ rộng cỡ vài chục ns10µs) tại các thời điểm nằm giữa hai xung kích thích. Tuỳ theo từng mục đích đo mà xung cổng có thể cố định hoặc chạy được.
Hình 3.21: Dạng xung kích, xung kim
+ Khối giữ chậm: Lưu lại giá trị (điện áp) tín hiệu tại thời điểm xung kim (hình 3.22).
Hình 3.22: Giản đồ xung khối giữ chậm
+ Khối lấy mẫu: Chỉ cho tín hiệu chạy qua tại thời điểm của xung kim và loại bỏ toàn bộ phần tín hiệu còn lại (hình 3.23).