102 – Lock-In-Verstärker

In der Physik und anderen Natur- und Ingenieurwissenschaften sind häufiger die zu messenden Signale sehr klein, die bis hin zur völligen Unkenntlichkeit durch Rauschen überlagert werden. Die meßtechnische Problemstellung besteht nun darin, daß Signal gegenüber dem Rauschen hervorzuheben, um dies deutlich vom Rauschen abgrenzen zu können, andererseits die Signalform möglichst unverändert dem Detektor zur Verfügung zu stellen. Neben der Reduzierung der Störquellen (Rauschquellen) gibt es verschiedene Möglichkeiten, das Signal elektronisch aufzubereiten und damit das Signal-zu-Rausch-Verhältnis zu verbessern. Phasenempfindliche Meßgeräte wirken als Frequenzfilter und lassen nur die Signalanteile, die mit der Modulationsfrequenz auftreten, passieren, während die Rauschanteile, die i. a. andere Frequenzkomponten besitzen, abgeschwächt werden. Voraussetzung hierfür ist eine streng periodisch moduliertes Signal. Dieses Prinzip wird beim Lock-In-Verstärker, der in diesem Versuch behandelt wird, angewendet.

Lock-In-Verstärker werden also verwendet, um sehr kleine AC-Signale zu messen. Dabei können selbst aussagekräftige Ergebnisse erzielt werden, wenn das zu messende Signal um viele Größenordnungen kleiner als das Rauschen ist.

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