アナログ乗算器

質問

大学で、こないだアナログ乗算器の実験をやったのですが、
結局全体像がいまいちよくわかりません。
誰か教えてください！！
意味がよくわからなくてレポートが＾＾；
ロックインアンプを用いて、光源のしこう性をみる実験だったみたいなのですが・・。
まず、ロックインアンプはLPFとHPFを用いてノイズを取り除くものということぐらいしか分かってない状況です・・。

回答No.1

inara1 · ベストアンサー

乗算器の実験でなく、LEDの放射角分布の測定じゃないですか？実験は [1] に書かれているものだと思います（読めないので詳細は不明ですが）。

[2] にロックインアンプの原理が書かれています。信号と参照信号をアナログ的に（数式的に）掛け算して、その結果出てきた差信号だけをLPFを通して検出するものです。

LEDの駆動電流を、ω の角周波数で電流値が微小変化するようにすると、発光強度もω の角周波数で微小変化します。その光を光検出器で受けると光検出器の信号もω の周波数で微小変化します。それと同じ周波数ω の参照信号と、光検出器からの信号を掛け算すると、[2] の式になりますが、この場合、ω = ωr としているので、式[2] の右辺の第一項は周波数 ω + ωr の信号、第二項は周波数ゼロの信号（DC信号）になるので、適当なLPFを通してやると、DC信号（第二項）だけ取り出すことができます。

LPFを通した後の信号は式[3]になります。式[3]のφをゼロにすれば ab だけが残ります。b は参照信号の振幅で、これはあらかじめ分かっています。a がLED光の強度に対応する量ですから、ab と b が分かれば a が求められます（a = ab/b）。φ はLED電流を微小変化させる信号と参照信号の位相差そのものではなく、LEDの位相遅れ（電流と発光の位相差）と光検出器の位相遅れが含まれています。全体の位相遅れが分からないとφは分かりませんが、φ を変化させて、掛け算した信号（式[3]）が最大になるように調整すれば、そこでφ = 0 になったことになります。そのとき cosφ = 1 となるので、ロックインアンプの出力はa*b になります。

LPFは雑音を取るものでなく、掛け算した信号のうち、周波数 ω+ωr の信号成分を取り除くものです。

[1]　http://www.happycampus.co.jp/docs/983430942301@hc06/5785/
[2]　ロックインアンプの原理（6　ロックインアンプ）　http://hagi.k.u-tokyo.ac.jp/~mio/note/labwork/noise.pdf

お礼

回答ありがとうございます！
アドバイスを参考に、本をもう一度探してみます。
どの分野の本を探せばいいかすらよくわからないので＾＾；
ロックインアンプというワード自体なかなか見つからなくて・・・

説明不足ですいません。。
アナログ乗算器回路を利用したロックインアンプを使って、LEDの指向性をみる実験みたいです。ロックインアンプと電池、LED、センサを用いた実験でした。
先生が、実際は部屋の蛍光灯とかでずれがでるから考えてだとか言ってました。

もしよかったら、アナログ乗算器がどう働いてるか、実験の全体の流れを教えていただけませんか？orどの分野の本を調べれば全体像が見えるのか教えていただけませんか？