Der Lock-In-Verstärker – KEIN Buch mit sieben Siegeln
Der Lock-In-Verstärker wurde 1941 entwickelt und nimmt seither unbestritten einen enorm wichtigen Platz ein, wenn es um empfindliche elektrische Messungen geht. Aber auch in anderen Bereichen finden „Lock-Ins“ Anwendung – bei einem VSM-Magnetometer für empfindliche magnetische Messungen ist er essenzieller Bestandteil der Messelektronik.
Ein Lock-In „gleicht“ Frequenzen ab, daher ist man bei elektrischen Messungen immer bei AC-Anwendungen. AC steht für „alternating current“ und ein Beispiel für eine Messung ist der AC-Widerstand. Im einfachsten Fall ist der Lock-In ein AC-Voltmeter, welches nur bei einer festen Frequenz misst. Das Signal von der AC-Stromquelle wird nun einmal über die Probe dem Lock-In zugeführt, wie auch direkt als Referenzsignal (das Referenzsignal könnte natürlich auch intern erzeugt werden).
Die Vorteile der Lock-In-Technik sind, dass die Amplitude gering sein kann und auch die Möglichkeit, das Hintergrundrauschen und andere Störsignale oder -frequenzen einfach auszublenden, da wir im vereinfachten Fall nur auf diese eine Frequenz schauen. Die Abbildung zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Lock-Systems. Die Komponenten, welche grau hinterlegt sind, sind Teil des DSP (Digital Signal Processor). Der DSP ist das Herzstück moderner Lock-In-Instrumente.
Aus der Graphik wird auch ersichtlich, dass man für ein umfängliches Verständnis noch einiges in die Tiefe gehen muss, zum Beispiel zur Funktion und Wirkweise der verschiedenen Filter. Doch hier kommt die gute Nachricht für alle, die einfach nur empfindliche elektrische Messungen durchführen wollen – das M81-Messsystem von Lake Shore hat einen integrierten Lock-In, den man einfach aktivieren und auch wieder deaktiveren kann!
Erfahren Sie mehr zur Lock-In Technik und dem entsprechendem Hintergrundwissen, unter anderem zu den Filtern, zum Rauschen und verschiedenen Rauscharten, sowie zur Präzision und Genauigkeit in dem White Paper „The Lock-In Amplifier Explained and Reimagined” von Lake Shore Cryotronics. Diese senden wir Ihnen auf Wunsch gerne per E-Mail oder als Ausdruck kostenfrei zu.
