CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
2.8. Mạch đo tín hiệu
2.8.2. Bộ Lock in Amplifier
Tín hiệu từ cảm biến điện dung thường rất nhỏ và trong những mơi trường đo khác nhau đơi khi sẽ bắt gặp những nguồn nhiễu AC lớn lấn át tín hiệu đĩ là lý do trong hệ thống điện tử đo tín hiệu chúng tơi sử dụng bộ khuếch đại lock in. Khuếch đại lock in được sử dụng để phát hiện và đo đạc các tín hiệu AC rất nhỏ cĩ thể xuống đến cỡ nano-Vơn. Độ chính xác cĩ thể đạt được khi một tín hiệu nhỏ bị lấn át bởi nguồn nhiễu cĩ thể gấp hơn hàng ngàn lần. Khuếch đại lock in sử dụng một kỹ thuật được biết đến là tách sĩng nhạy pha để lấy ra chỉ thành phần tín hiệu đặc biệt tần số và pha của tín hiệu chuẩn. Các tín hiệu nhiễu ở các tần số khác tần số tín hiệu chuẩn sẽ bị loại ra và khơng ảnh hưởng đến kết quả đo. Trái tim của một bộ khuếch đại lock in chính là khối tách sĩng nhạy pha PSD (Phase Sensitive Detector) là một bộ nhân hai tín hiệu chuẩn và tín hiệu cần đo hay bộ mixer. Tín hiệu chuẩn Reference và tín hiệu cần đo được nhân với nhau bằng bộ mixer rồi sau đĩ tín hiệu lấy ra sau khi qua bộ lọc thơng thấp (LPF).
Hình 2.19: Minh hoạ tín hiệu vào ra khối lock in (Nguồn: Internet)
Bộ khuếch đại Lock-in cĩ hai bộ: Bộ khuếch đại kỹ thuật số và bộ khuếch đại tương tự. Trong luận văn này Lock-in được sử dụng qua IC AD630.
AD630 là một bộ điều biến, giải điều chế cân bằng chính xác cao kết hợp một kiến trúc giao hốn linh hoạt với độ chính xác và ổn định [14]. Các AD630 cĩ thể được coi là một opamp chính xác với hai giai đoạn đầu vào khác biệt độc lập và một bộ so sánh chính xác, cĩ thể phục hồi tín hiệu nhỏ từ 100 dB đến nhiễu
Hình 2.20: Sơ đồ khối chức năng AD630 [14]
Nguyên lý hoạt động AD630: Bản chất chính là nguyên lý Lock in thực hiện việc nhân tín hiệu lối vào và tín hiệu tham chiếu. Ở đây tín hiệu lối vào gồm RinA hoặc RinB được nhân với tín hiệu tham chiếu Sel A hoặc Sel B cho ra tín hiệu Vout là tín hiệu điều chế chỉnh lưu nửa chu kỳ, hai điện trở Ra và Rb để thay đổi độ khuếch đại của tín hiệu Vout sau chỉnh lưu. Tín hiệu Vout sau khi được đi qua bộ lọc sẽ loại bỏ tồn bộ tín hiệu xoay chiều khác tần số với tín hiệu tham chiếu trong đĩ cĩ cả nhiễu khác tần số.