내쇼날 인스트루먼트 하드웨어와 락인앰프 스타트업 툴킷의 호환성(Lock-In Amplifier Startup Toolkit)

하드웨어: Modular Instruments>>Dynamic Signal Acquisition and Analysis (DSA)>>PXI-4472

문제점:
노이즈에 묻힌 사인파 신호의 위상과 진폭을 측정하고자 합니다, 락인앰프 툴킷(Lock-In Amplifier Startup Toolkit)으로 이것이 가능하다는 것을 알고 있습니다만 이 경우 필요한 데이터 수집 하드웨어는 어떤 것이 있는지 알고 싶습니다.

솔루션:
락인앰프 스타트업 툴킷(Lock-In Amplifier Startup Toolkit )은 LabVIEW에서 수집된 데이터를 분석하는 VI들의 집합으로 구성되어 있습니다. 데이터는 내쇼날인스트루먼트 DAQ 카드 어느 종류로라도 수집이 가능합니다만, 락인앰프에 적합한 제품군은 몇몇 제품에 특화되어 있습니다. 락인앰프를 사용하기 위해서 DAQ카드를 선택하기전에 반드시 명심해야할 몇가지 사항들을 아래에서 살펴보실 수 있습니다.

• Simultaneous Sampling (동시샘플링) 락인앰프를 위상을 측정하기 위해 사용할때 동시 샘플링은 매우 중요한 요소입니다. 모든 내쇼날인스트루먼트 DSA카드는 각 채널에서 입력신호의 위상 정보가 유지시켜줄 수 있는 A/D 컨버터를 사용합니다. 이것은 SMIO 데이터 수집장치 제품군에도 해당되는 말이지만, E시리즈나 M시리즈 하드웨어에는 해당되지 않습니다. E시리즈와 M시리즈 데이터 수집 카드는 수집된 신호들을 하나의 A/D 컨버터로 멀티플렉싱합니다.  이것은 수집된 신호간의 미세한 위상 지연을 야기시킬 수 있습니다. 그러므로 락인앰프에서 사용될 경우, 분석해야할 신호는 수집된 참조신호에 따라서 단계적으로 진행되어야 합니다. 이러한 위상 지연은 락인앰프의 위상 정확성에 불리하게 작용합니다.
• Dynamic Range (다이나믹 레인지, 동적 범위) 또다른 락인앰프에 있어서 중요한 고려대상은 데이터 수집장치의 다이나믹 레인지(동적범위)입니다.  Dynamic range 는 보통 dB로 나타내며, 최대 측정 신호값 대 최소 측정 값(보통 노이즈층)의 비율로 나타냅니다. 락인앰프에서 이는 일반적으로 측정하고자 하는 신호가 노이즈에 대해서 얼마나 작은가를 나타냅니다. 높은 다이나믹 레인지(동적신호)를 가질수록 노이즈 진폭값이 일정해지도록 측정신호를 얻을 수 있습니다.
• Sampling Rate (샘플링 속도) 데이터수집장비를 통하여 신호를 수집할때 항상 나이키스트 샘플링 이론을 준수해야만 합니다.측정하고자 하는 신호는 샘플링 속도의 반보다 작은 주파수를 가져야만 함을 명심하십시요.
• Anti-Aliasing Filters 만약 신호가 앞에서 언급한 나이키스트 주파수(Nyquist frequency) 이상의 주파수에서 많은 노이즈를 포함하고 있다면 안티 앨리어싱 필터(anti-aliasing filter)가 사용되어야 합니다. NI 4472는 안티 앨리어싱 필터(anti-aliasing filter)를 가지고 있으며 이는 나이키스트 속도 이상의 신호들이 앨리어싱(alias) 되지 않도록 하고, 측정에 불리하게 작용하는 것을 방지합니다. 다른 데이터 수집 장비를 사용할때에는 반드시 DAQ카드로 데이터를 수집하기 전에 전(前) 처리하기 위해 외부 안티앨리어싱 필터를 구성하십시요.

이들 요소들의 명확한 이해를 바탕으로 락인앰프에 더 적합한 데이터 수집장비를 선택할 수 있습니다.

관련 링크: KnowledgeBase 207D87LJ: Why Should I Use Anti-Aliasing Filters?
KnowledgeBase 2P38GNBH: National Instruments Lock-In Amplifier Description


첨부:





리포트 날짜: 12/05/2002
마지막 업데이트: 12/30/2011
문서 번호: 2S4FERBH