直交座標から極座標への変換範囲はどのくらいですか?

ロックインアンプで信号検出を最適化するための変換範囲の選択方法

Updated at April 9th, 2025

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ロックインアンプを極性モードで使用する場合、R/Theta ボックスの下に「2 Vpp」パラメータがあります。ここで、ロックインアンプの直交から極性への変換範囲を選択できます。この変換範囲によって、ロックインアンプが検出できる最大信号振幅が設定されます。

どの変換範囲を使用すればよいですか?

関心のある信号に適合する最小の範囲を選択することをお勧めします。

たとえば、対象信号が 1 mVpp の場合、推奨される変換範囲は 7.5mVpp です。対象信号が 10 mVpp の場合、これは 7.5 mVpp の範囲を超えているため、2 Vpp の範囲を使用する必要があります。不明な場合は、2 Vpp の変換範囲から始めてください。

フロントエンドのノイズはロックインアンプ内の対象信号よりも高くなる可能性があるため、これは入力 1 への入力信号の振幅ではないことに注意してください。

どの変換範囲を使用するか不明な場合は、2 Vpp から始めて、徐々に範囲を狭めていくのが最適です。

次の例で、さまざまな変換範囲の効果を説明します。ここでは、1 mVpp の正弦波を生成し、1 kHz の周波数オフセットで復調しました。X または I コンポーネントを見ると、1 kHz の周波数を測定でき、測定された振幅は約 1 mVpp です。

ここで R/theta モードに切り替えて、最大の 2 Vpp 範囲を使用して R を測定すると、振幅が約 500 uV であることがわかります。ただし、測定された振幅は比較的ノイズが多いです。対象の信号は 1 mVpp のみなので、より小さな変換範囲を使用する方が適しています。

ここで、変換範囲を 7.5 mVpp に下げると、測定された R は依然として正確ですが、出力のノイズが少なくなっていることがわかります。

ただし、最小の変換範囲である 25 uVpp に切り替えると、変換範囲を超えているため、測定された R は不正確になります。