Lock In Amplifier : Cara mengektrak sinyal dari hamburan noise/derau

Permisi, Stendy72 akan membagikan sedikit teori tentang lock in amplifier,
Cekibroooottt !!!!

Lock-In Amplifier berfungsi untuk memisahkan sinyal asli dengan frekuensi tertentu dari sinyal yang terdiri dari banyak derau. Derau itu berasal dari frekuensi lain yang tidak sesuai dengan frekuensi referensi yang di atur oleh lock-in amplifier. Dalam pengukuran yang membutuhkan tingkat presisi dan akurasi tinggi, alat ini sangat bermanfaat karena bisa meningkatkan SNR Signal to Noise Ratio untuk sinyal yang relative sangat kecil misalnya pengukuran intensitas cahaya pada kisaran hingga pico watt.

            Tegangan keluaran dari Phase Sensitive detection merupakan nilai hasil filter oleh filter low pass yaitu nilai tegangan DC. Nilai tegangan DC dapat dijabarkan dengan

Lock In Amplifier Design

Lock In amplifier terdiri dari 5 bagian utama, yaitu :

1.      Pre-Amplifier

Pre-Amplifier / Pre-amp terdiri dari kombinasi IC Opamp, resistor, dan kapasitor yang digunakan untuk memperbesar sinyal masukan Vin. Kombinasi rangkaian pre-amp akan menghasilkan penguatan dan penyaring sinyal sehingga keluaran dari pre-amp bisa diterjemahkan sesuai dengan kebutuhan dari penggunanya. Pre-amp biasanya menggunakan komponen yang memiliki derau yang sangat rendah dan lebar pita frekuensi yang besar.

2.      Voltage Control Oscillator

VCO Voltage Control Oscillator adalah osilator elektronik yang digunakan untuk mengontrol frekuensi referensi osilasi dengan sebuah tegangan input

3.      Phase Sensitive Detector

PSD Phase Sensitive Detector merupakan rangkaian pengali sinyal yang masuk (Vin) dan sinyal referensi. Hasil dari perkalian sinyal tersebut menghasilkan keluaran sinyal baru yang dapat diterjemahkan apakah frekuensi dan fase sinyal masukan (Vin) sama dengan sinyal referensi.

4.      Low Pass Filter

Low Pass Filter adalah rangkaian filter yang melewatkan frekuensi di bawah frekuensi cut-offnya. Rangkaian ini bisa dibentuk dari low pass filter aktif (menggunakan IC) dan low pass filter pasif (hanya menggunakan rangkaian R-L-C).

5.      DC Amplifier

DC Amplifier bermanfaat menguatkan sinyal keluaran dari low pass filter agar bisa dipergunakan untuk keperluan aplikasi yang dibutuhkan.

Untuk membuat Lock in amplifier lumayan sulit harus membutuhkan keterampilan dalam bidang pengkondisi sinyal, untuk itu sedikit bocoran IC yang saya pakai untuk membuat itu adalah AD620 untuk preamplifier, CD4066 untuk VCO, DG419 dan INA134 untuk Phase sensitive detector, AD620 untuk low passfilter sekaligus DC amplifiernya.

Sumber : https://en.wikipedia.org/wiki/Lock-in_amplifier

Selamat mencoba !