Deneysel Kurulumlarda Fazılım Derinliğine Giriş

Faz modulation derinliği, sinyal kurtarmanın sadakatini doğrudan ölçme ve analiz etme yeteneği, sistem tasarımının aşaması ve bilimsel sonuçların doğruluğundan kaynaklanmaktadır.Influence modulation and lazer interferometry to radio-fren iletim and optiks, the ability to measure the point modulation and analyze modulation and direct comparison the value of signal recovery, and direct analyze the correct of the correct results.Bu makale, sinyaldeki bir değişiklik olarak doğrudan görünür, faz modulation, direkt olarak görünürlüğün sabitlenme şeklini kullanarak, doğrulayıcının doğrulanması için ayrıntılı bir kılavuzluk sağlar.

Faz Modulation Derinliği Nedir?

Faz modulation derinliği, geleneksel olarak modulation indexler olarak ifade edilir:0) [Düzücükler[Dönemli) = 2:0)[Düzücükler arası) bir sinyale neden olan bir taşıyıcı dalgasının üst aşamasını ölçtü.[Dönemli dalgalar, {{[Dönersiz) = 2:2|Düzücükler[Düzücüler)[Düzücüler = 3/Düzücüler = 3/Düzücüler)

Çünkü faz sapması doğrudan bir fazda modülasyon sinyalinin amplitüdünün amplitüdünün amplifikasyonu ile bağlantılıdır, LR genellikle modülasyon gerilimine göre anlamlıdır, çünkü modlu sinyalin ⁇ içeriğini yönetir: taşıyıcının etrafındaki yan bantların sayısı ve bağıl yükseklikleri tamamen sabitlenirken, ilk türdeki Bessel işlevleri aracılığıyla sabitlenir.

Fazılasyon derinliği çeşitli alanlarda. Optik koherens tomografide, referans kol faz modülatörünin modülasyon derinliği görüntü kontrastını etkiler.Aynı atomik fizikte, aynı temel prensipler ve ölçüm teknikleri uygulamaktadır.

Fazı Değiştirilmesi Yöntemleri

Bazı deneysel yöntemler LR'yi belirlemek için vardır, her biri kendi avantajları ile basitlik, doğruluk, bant genişliği ve maliyet açısından vardır. Yöntem seçimi, taşıyıcının frekans aralığına, modulation oranına ve mevcut test ekipmanlarına bağlıdır. Aşağıda araştırma ve mühendislik laboratuvarlarında kullanılan en yaygın teknikleri tarif ediyoruz.

1. Oscilloskop-Based Time-Domain Method

Düşük frekanslı taşıyıcılar (tipik olarak on megahertz'a kadar), yüksek hızlı oscilloskop, sıfır geçişlerin zamanlaması ile fazı karşılaştırarak, radians'daki sapmalar hesaplanabilir.[Dönemli sinyal, modülasyon sinyaline ve taşıyıcı dalgalama döngüsüne göre gözlemlenir.)

Bu yöntem basit ama sınırlamaları var. oscilloskop'ın örnekleme oranı küçük zaman değişimlerini çözmek için yeterince yüksek olmalıdır - en azından 10 kez taşıyıcı frekansı 1° çözümü elde etmek için taşıyıcı frekansı. dalgalamada gürültü, yüksek çözünürlükte, oscilloskopi yöntemi önemli bir ilk adımdır.

2. Spectrum Analyzer Yöntemi (Klasik Yaklaşım)

RF ve optik sistemlerdeki faz modülasyon derinliğini ölçmek için en yaygın kullanılan teknik spektrum analizidir.Bir faz-moderli sinyal, frekans f)) ve yan bantlar ilk olarak incelenir:2.) ± n·f)[D[Düzücükler, sss D)[Düzüğün sabiti)[PDüzüğün sabiti)[B)

Pratik işlem: spektrum analizörü bir karar bant genişliğine göre, bireysel yan bantları çözmek için modulation frekansından önemli ölçüde daha dar hale getirir (yaklaşık 1'den daha az)[Düzücük A)[FLT[FLT) ve ilk yan yana[FLT)[FLT[FLT)[D)[D)[D)[D)[D)[D)[D)[Düşük bir tabloyu kullanarak, · 4/T)

Spektrüksiyon analizi yönteminin avantajları, modülel (örneğin modülasyon sinyaline kadar) ve ölçümdeki aşırılıkçıklıkların belirlenmesidir.Bir anahtar uyarı, analizörün hiçbir zaman değişmezlik ile kesintiye uğraması ve modülelasyonda herhangi bir fark yaratması gerekir.

3. Interferometri Yöntemi (Optical Faz Modulation)

Optik deneylerde, faz modülasyon derinliği genellikle bir arasinda ölçümlenir, örneğin bir Mach-Zehnder veya Michelson konfigürasyonu gibi. faz ayarlı optik sinyal aynı frekansın referans bir kirişiyle karıştırılır ancak sabit bir faz dengesi ile sonuçlanır.

Ortak bir uygulama, bir Mach-Zehnder interferometresinin bir kolunda faz modülatörü yerleştirmek ve bir sinüsoidal modülasyon uygulamak içerir. fotodetector çıkışı, modülasyonun uyumu frekansının oranını içerir. ilk harmonik noktası JÖT:0)[D[D) [Dönetici:0][D))) Normal bir şekilde, spektrum analiz yöntemine analog olarak, optik alanda analiz edilir.

4. Dijital Demolama ve Yazılım tabanlı Analiz

Yüksek hızlı sayısal sistemler ve FPGA tabanlı veri satın alma ile, artık faz ayarlı sinyali doğrudan test etmek ve dijital faz kesintisini elde etmek için sayısal olarak kontrol edilen bir osilatör (NCO) ile karıştırılmış bir sinyal, LR / I) ile işlem yapılır.

Bu yöntem yüksek dinamik aralıkları sunar ve özellikle birkaç yüz MHz'den daha basitleştirilmiş amplitüdasyonlar için şaşırtıcı olmayan amplitüdasyonlar reddetme yeteneğidir.In many experimental installations, out-line processing using data is required.

Spektral Data'dan gelen modülasyon Derinliğini Hesaplamak

Yanband amplitudes'in doğru hesaplaması Bessel fonksiyon ilişkilerinin ayrıntılı bir anlayış gerektirir.Bir sinusoidal faz modulation with index , the amplitude of the operator and sidebands in the voltaj spektrumu is given by:

[FONT:0]V[DÜDÜDÜŞÜNÜCÜŞÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜNÜ SİAD · · · · · · · J[FLT: 9)[DÜŞÜNÜŞÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞÜŞ

V)0, devre dışı taşıyıcı amplitüdün olduğu için, tüm Bessel katların karelerinin toplam gücü eşitliğe sahiptir.

Küçük Modulation Index (LR < 1 rad)

{{ 0,5, ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

Büyük Modulation Index (LR > 1 rad)

Optik sönümler, taşıyıcı amplitüd J[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜDÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜDÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜN

Birçok yazılım paketi (örneğin, MATLAB, SciPy ile Python) doğrudan hesaplamaya izin veren Bessel fonksiyon rutinleri içerir. Basit bir senaryo, ölçümlenen yan bant amplitüdlerini okuyabiliyor ve bunları taşıyıcıya normalleştirin, ve sayısal olarak algılanma oranına aykırı.

Analyating Faz Modulation Deep: Practical Implications

LR ölçüldüğünde, değeri belirli deneysel kurulum bağlamında yorumlanmalıdır. modulation derinliği üç ilgili faktöre etkiler: sinyal bant genişliği, demodulator lineerity ve sinyal-to-noise oranı (SNR).

Band Wide Mindations

Belirli bir modülasyon frekansı için )[Dönetici:0)[Dönetici:0))[Dönemli bir sinyal kaynağının etkili bant genişliği yaklaşık 2 • ( + + + + 1)|[Dönetici)|[Döneticileri ve bozulmalara neden olacaktır.[Dönemli olarak, çok küçük bir α) Sistemin sınırlı bir bant genişliğine sahip olması durumunda, bir kanal genişliğine sahip olması gerekir.

Demodulator Linearity

Çoğu aşamada demodülatörler (örneğin, PLLs, I/Q demodulatörler veya gecikmeli diskriminatörleri) sadece faz sapmaları için iyi bir şekilde TY radians için. ⁇ > 1 rad, demodulator sadece fazlama sinyallerinin harmoniklerini, doğrusal olmayan sinyalin altında kalmalarına yardımcı olur.

Signal-to-Noise Oran ve Hassasiyet

Artan LR, sinyal gücünü daha fazla yan bantlar üzerinde yayıyor, taşıyıcıdaki gücü azaltır (örneğin, optik heterodyne alıcılar), zayıf bir taşıyıcı, karışıklığa sahip yerel osilatör gücünü azaltır, potansiyel olarak SNR. modulation (e.g., bir Fabry-otPerot cavity kullanarak), bir sinyalin sabitlenmesi yöntemine bağlıdır.

Residual Ampilite Modulation (RAM)

Pratik elektro-optik ve optik modülatörlerde, fazda bir değişiklik genellikle amplitüdünde küçük bir değişiklik eşlik eder, DC ve düşük frekanslı bileşenlerleri kaldıran bir fenomen olarak bilinen bir fenomendir, çünkü aynı frekansları her iki aşamadan ayrı bir RAM'a sahiptir.

Gelişmiş Teknikler ve Gelişen Yaklaşımlar

Klasik yöntemler ötesinde, birkaç gelişmiş teknik aşırı ortamlar için daha yüksek hassasiyet veya uyguniyet sunar. Bu tür bir yöntem, genişleyen karakterizasyon için çok değerli bir vektör ağı analizörü (VNA) kullanılarak, VNA, modülatör ve doğrudan frekans işlevinin karmaşık transfer işlevini ölçebilir.

Optik faz modülatörler için, çift frekans lazer yaklaşımı (örneğin, Pound-Drever-Hall tekniği) modlu taşıyıcı ve bir referans lazer arasındaki puanın hafifçe ölçülmesini sağlayarak hafifçe ölçülebilir.Bu yöntem% 0.1'in altında belirsizliği elde eder ve atomik saatlerde ve çekimsel dalga dedektörlerinde kullanılır.

kuantum optik deneylerde, faz modülasyonunun tek foton seviyesinde olabileceği, güçlü bir yerel osilatör ile homojen algılama ve bir kilit yükseltici, dörtlülükteki Shapiro adımlarından hafifçe hafifçe görülebiliyor.Bu teknikler, atış gürültüsü ve elektronik gürültünün dikkatli bir şekilde kontrol gerektirir.

Common Pitfalls ve Hata Kaynağı

Doğru LR ölçümü, birkaç sistematik hatanın farkındalığını gerektirir. İlk olarak, spektrum analizörün loglayıcı amplitüdül oranına karşı çıkabilme; RF kablolarında lineer olmayan dalgalar kullanarak lineer yan bantlardaki taşıyıcının frekansına dikkat edin, bir VNA ile etkili amplasyonu azaltın veya takip jeneratörü kullanarak bu yanlış bir şekilde azaltılabilir.

Optik kurulumlarda, kutuplaşma sürüklenme ve geri dönüşler, diğer bazı metinler, aktarılan gücü modülasyon indeksi m = LR / square gösterimi için modlama indeksi kullanır.Son olarak, hangi tanımlarınızda LR'nin tanımının değişebilir olduğunu unutmayın: bazı metinler radians'da zirve aşamasını kullanabilir, diğerleri modulation index m = LR/128 / square gösterimi için modlama indeksi kullanır.

[[0)Analog cihazları, faz modulation ölçümlerinde pratik bir uygulama notu sağlar.[DDDK:1).

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Faz modları derinliği sayısız deneysel sistemlerin performansını yöneten kritik bir parametredir. LR, bir kapak sistemi tasarlarken veya bir uzay iletişim bağlantısına uyum sağlama yeteneği, LR doğru ve basit bant genişliğine ilişkin etkilerini yorumlayabilme yeteneği, lineer olmayan analiz yöntemleri, LR'nin teorik temelini kapsayabilir.