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技術情報:計測お役立ち情報

雑音に埋もれた信号の測定 ~ロックインアンプを用いた微少信号の測定

ロックインアンプを用いた測定例

光源の指向性特性の測定

~外乱光の影響で測定精度を低下させていませんか?~

 

光の測定を行うときは、外乱光を避けるために暗室内で行うのが常識です。しかし、いくら優秀な暗室を用意しても外乱光をゼロにすることは不可能です。また、赤外分光では周囲の温度そのものが外乱光になります。

 

外乱光に埋もれるほどの微弱な光信号でも、ロックインアンプを使用すると、「外乱光を除去」すなわち「雑音を除去」して、目的の信号のみを検出できます。

 

光源の発光強度パターン(指向性特性)の測定例を以下に示します。光源は、正面方向に最大の光量を放射しますが、正面方向から離れるに従い光量は低下していきます。

測定ブロック図

測定ブロック図

 

センサが検出した信号を処理するには、上の図のようにロックインアンプを使うほかに、下の図のように、
●交流電圧計 ●バンドパスフィルタ+交流電圧計を使った測定例があります。

 

 

交流電圧計で検出する。 交流電圧計
バンドパスフィルタで帯域を制限して、交流電圧計で検出する。 バンドパスフィルタ 交流電圧計

 

3つの測定方法による測定結果を比較してみましょう

 

測定結果

測定データ ロックインアンプを使用した測定では、外乱光の影響がほぼ除去されています。交流電圧計を使用した結果では、外乱光が測定されているだけなのがわかります。
ポイント
  • 外乱光の影響を受けない測定が可能です。
  • 測定信号より100dB (=105) 大きな外乱から目的信号の検出が可能です。
  • nVオーダの微少レベルの測定が可能です。  

ロックインアンプを使った測定例をご紹介します