STUDIO E SIMULAZIONE CIRCUITALE DI UN LOCK-IN AMPLIFIER ANALOGICO

La presente tesi analizza il funzionamento e la realizzazione di un amplificatore lock-in analogico, uno strumento fondamentale per la misura di segnali periodici deboli immersi in un ambiente rumoroso. Il lock-in amplifier consente di estrarre un segnale di frequenza e fase note attraverso una tecnica di rivelazione sensibile alla fase, basata sulla moltiplicazione del segnale in ingresso con un segnale di riferimento e sulla successiva integrazione del risultato. Tale metodo permette di attenuare le componenti di rumore e i segnali non correlati alla frequenza di riferimento, rendendo possibile una misura più precisa anche in condizioni sperimentali difficili. Nel lavoro viene descritto un circuito analogico composto principalmente da un moltiplicatore, un sistema di auto-azzeramento, un integratore e un circuito sample-and-hold in configurazione master-slave. Il moltiplicatore è realizzato mediante un amplificatore differenziale a transistor, mentre il sistema di auto-zero, basato su una coppia LED-LDR, riduce gli errori dovuti a offset, deriva termica e disallineamento dei componenti. L’integrazione viene effettuata su un numero intero di cicli del segnale di riferimento, garantendo una maggiore stabilità della misura.