STUDIO E VALUTAZIONE DELLE PRINCIPALI PRESTAZIONI DI UN LOCK-IN AMPLIFIER ANALOGICO

Gli amplificatori lock-in sono strumenti fondamentali in ambito di laboratorio per estrarre segnali di fase e frequenza nota da ambienti fortemente rumorosi, essenziali per misure di precisione come la resistività e la suscettibilità ac. Tuttavia, i dispositivi commerciali presentano spesso costi elevati e complessità circuitali legate alla deriva termica e alla necessità di filtri ad alta qualità. Questo lavoro di tesi propone la progettazione e la realizzazione di un amplificatore lock-in analogico alternativo e a basso costo, sviluppato con componenti commerciali standard. La metodologia si basa sull'impiego di un circuito moltiplicatore a transistor accoppiato a un sistema di autoazzeramento (autozero) con coppia LED-LDR per eliminare gli offset termici. Inoltre, l'integrazione del segnale viene eseguita su un numero intero di cicli dell'onda di riferimento tramite un contatore e circuiti sample-and-hold in configurazione master-slave. I test sperimentali dimostrano che lo strumento è altamente lineare entro i 50 mV di ingresso, offre una risoluzione di fase di 0,4° e una larghezza di banda di circa 10 kHz. In conclusione, il circuito realizzato si dimostra una soluzione efficiente, capace di ridurre drasticamente i tempi di integrazione e i costi di produzione, rendendo le misure di precisione accessibili anche a laboratori a basso budget.