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Amplificatore a basso rumore e alta dinamica

Alta dinamicaAmplificatore Lock-inBasso rumoreDemodulazione coerenteInformatica TsdRecupero segnali deboli

Introduzione

Realizzazione (con tecniche analogiche, digitali e segnali misti) di amplificatori a basso rumore per segnali deboli con altissima dinamica (maggiore a 100 dB), con un rapporto segnale/rumore in uscita maggiore di quello di ingresso ottenuto tramite tecniche di regolazione automatica del guadagno e demodulazione coerente.

Caratteristiche Tecniche

L’esigenza di recuperare segnali estremamente deboli in presenza di disturbi e rumori elettrici di varia natura ha spinto l’ENEA a depositare un brevetto per amplificatori per segnali deboli con altissima dinamica. La limitazione principale della tecnica di modulazione/demodulazione coerente (usata nei lock-in amplifier) consiste nel campo dinamico dell’inviluppo complessivo dei segnali d’ingresso. Segnali con elevata dinamica possono causare la saturazione degli stadi d’ingresso, facendo così fallire la misura del segnale d’interesse. Tutti i lock-in amplifier commercialmente disponibili usano scale aggiustabili ma fisse. Usando uno stadio d’ingresso a basso rumore con guadagno variabile è possibile ottimizzare il campo dinamico degli stadi d’ingresso con le proprietà dei segnali, aumentando l’accuratezza delle misure senza la necessità dell’intervento manuale dell’operatore.

Possibili Applicazioni

  • Biomedica: ecografia, body scanner;
  • Comunicazioni elettriche sicure;
  • Guerra elettronica: RADAR, SONAR, ECM, ESM;
  • Strumentazione per esperimenti di fisica nucleare;
  • Laser scanner 3D ad altissima risoluzione;
  • Computer quantistici.

Vantaggi

  • Alta dinamica dei segnali in ingresso rispetto ai lock-in amplifier convenzionali;
  • Regolazione automatica in tempo reale del fondo scala in modo da adattarsi alla dinamica dei segnali in ingresso;
  • Miglioramento applicabile a lock-in amplifier pre-esistenti;
  • Miglioramento dell’accuratezza delle misure.