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１．Lock-Inアンプのフーリエ分解器としての理解
目的：ノイズに埋もれて検出できないような微弱な信号でも拾い出すことのできるLock-Inアンプの作動原理を理解し、実験室における微弱信号の測定とノイズの実際を学ぶ。
・実験課題
周波数未知の矩形波を発生する装置がある。これをロックインアンプに入力し、参照信号を変えながら測定する事により
矩形波の周波数およびそのフーリエ成分を調べる。
・原理
Ｌｏｃｋ‐Ｉｎ アンプには検知したい信号と、あらかじめ周波数の分かっている参照信号を入力する。
参照信号は位相、形の調整が行われ、ＰＳＤ（Ｐｈａｓｅ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）において入力信号と掛け算される。その合成波形はＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）によって時間積分が行われて、その値が出力となる。
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入力信号が下のようにフーリエ級数に展開できるとする
これに対してリファレンス信号は周波数既知のsin,cos波を入力する。
これらを掛け合わせたものがＬｏｃｋ‐Ｉｎアンプの出力になるので、積分時間を十分長く取れば入力信号のフーリエ成分のうち、
参照信号の角振動数と同じ角振動数成分を取り出すことができる。
このときの積分時間は、タイムコンスタント「Ｔｃ」といい、ロックインアンプについたつまみで調整できる。
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