Amplificar la señal con una relación S / N extremadamente baja

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¿Es posible amplificar electrónicamente una señal esperada con una S / N cercana a 1 o 1? Si es así, ¿cómo? Ya intenté usar un Lock-In-Amplifier, pero eso no fue útil después de que el ruido en sí también se cortó. ¿Hay otras posibilidades?
Aclaración: tengo un tubo foto multiplicador que detecta la luz reflejada (la forma depende de la muestra que refleja la luz). El ruido es la corriente oscura. Si reduzco la luz en la muestra, la corriente oscura disminuye, pero también lo hace la señal. Si reduzco la cantidad de luz reflejada por las rendijas, ambas señales también están disminuyendo. La corriente oscura es aleatoria, y por lo tanto no es predecible.
Respecto a la señal en sí: no sé dónde puedo esperar la señal y no sé la forma de la señal.

    
pregunta arc_lupus

3 respuestas

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Por supuesto, puede amplificar la señal, pero al hacerlo también amplificará el ruido. Supongo que no es lo que quieres.

Fundamentalmente, si desea medir una señal de magnitud similar al ruido, debe saber algo sobre la señal. Cuanto más sepa sobre la señal, más podrá diseñar un sistema para medirla y reducir el impacto del ruido.

Si desea más ayuda, tendrá que darnos más información sobre su señal.

    
respondido por el Peter Green
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Sí, es posible amplificar una señal, independientemente de su relación S / N, sin embargo, también estará amplificando el ruido. Con un amplificador perfecto sin ruido, podrá mantener la SNR. Con cualquier amplificador real, la SNR se degradará un poco.

Como primer paso para mejorar las cosas, debe hacer que su detector sea lo más angosto posible con un filtro de paso de banda, para reducir la potencia de ruido, mientras mantiene la potencia de la señal. Esto mejora la SNR en comparación con un detector de banda ancha, un ejemplo de los cuales es una traza de osciloscopio.

Un amplificador de bloqueo es un método para reducir el ancho de banda de ruido del sistema detector en un grado mucho mayor de lo que es posible con un filtro de paso de banda simple. Cuando la señal es periódica, el ancho de banda de ruido puede reducirse, casi arbitrariamente si se promedia durante el tiempo suficiente.

Cuando la señal es de banda más ancha y no se puede usar la reducción de la potencia de ruido de un amplificador de bloqueo, aún puede usar la correlación, al menos si se conoce la forma de onda de la señal. En cierto modo, esto es solo una generalización del principio del amplificador de bloqueo, que solo puede correlacionarse con señales periódicas.

    
respondido por el Neil_UK
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Si está hablando de una señal en la que un bloqueo podría ser útil, podría considerar si las técnicas de promedios conjuntos le darán un control sobre este problema. Si está midiendo una respuesta ruidosa a un estímulo bien definido, puede promediar en el tiempo, fijándose en el estímulo para alinear las épocas. El ruido disminuye en \ $ \ sqrt {N} \ $ para N conjuntos en su conjunto de datos.

    
respondido por el Scott Seidman

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