Amplificateur à détection synchrone (“Lock-In Amplifier”)

  • Amplificateur à détection synchrone
(“Lock-In Amplifier”)
  • Amplificateur à détection synchrone
(“Lock-In Amplifier”)
  • Amplificateur à détection synchrone
(“Lock-In Amplifier”)

N° d'inventaire 603.1032

Catégorie - à cadre mobile

Vitrine Cet instrument n'est pas en exposition

Constructeur PAR (Princeton Applied Research, Princeton, New Jersey)

Pays USA

Datation 1969 - 1971 (1969-1971)

Dimensions Module NIM 4/12 env. 138 x 300 x 225 mm

Premier modèle de ce type d’instrument électronique, destiné à mesurer l’amplitude et les variations d’amplitude d’un signal très faible noyé dans le bruit, sous la forme d’un module NIM enfichable dans une baie d’alimentation, et entièrement transistorisé.

Pour extraire le signal du bruit, on agit sur le système de manière que le signal, continu ou lentement variable, devienne un signal alternatif dont l’amplitude corresponde à celle du signal à mesurer. Le “Lock-in” se comporte alors comme un filtre de largeur de bande extrêmement étroite, irréalisable par d’autres moyens.

Usage principal
Laboratoire

Etat de conservation
Excellent

  • Informations supplémentaires

    Inscriptions
    PAR 220 Lock-In Amplifier
    Type 220
    Serial 163

    Panneau arrière :
    U.S. Patents 3’270’213
    3’296’463, 3’296’464

    Remarques et commentaires
    Utilisé dans une baie NIM (Nuclear Instrument Module) avec alimentation ± 24 V.
    Construit entièrement avec des composants électroniques discrets (transistors, etc.)
    Les brevets cités concernent des détails de construction et non le principe de fonctionnement, déjà connu de Dicke.

    Historique de PAR :
    La compagnie PAR a été fondée en 1961 par trois physiciens de la région de Princeton (cf. Flato, 2007, pp. 656-7), avec à leur tête Robert H. Dicke (1916-1997), physicien de l’Université de Princeton, dans le but de produire des instruments électroniques pour la recherche scientifique, principalement pour la physique; parmi eux, des alimentations, des voltmètres et le premier Lock-In Amplifier à être mis sur le marché.
    L’invention du Lock-In est souvent attribuée à Dicke, spécialiste reconnu des techniques de traitement du signal. Mais, dans un entretien, il a reconnu qu’il avait entendu parler de travaux antérieurs et qu’il ne se considérait donc pas comme l’inventeur; lui-même en avait appliqué le principe en 1946.
    Le principe de l’amplificateur à détection synchrone était donc connu, mais n’avait pas été commercialisé, notamment parce que difficilement réalisable du temps de l’électronique à lampes à vide.
    De 1962 à 1968, PAR a introduit plusieurs modèles de Lock-In :
    JB-4 et 5 (1963), HR-8 (1965), PAR-120/121 (1968), PAT 126, etc., gros appareils encombrants, tous prévus pour un montage dans un rack 19’’.
    Le modèle PAR 220 (après 1971), au « Purgatoire », inclut parmi ses circuits des Amplificateurs Opérationnels, encore réalisés au moyen d’éléments discrets.

    L’application des Lock-In Amplifiers à de multiples domaines s’est vite répandue.
    Les “Lock-ins” numériques ont aujourd’hui remplacé les modèles analogiques.

    Bibliographie
    — Notice d’utilisation avec schémas (1969)

    — Brevets: “Frequency Response Networks” :
    US3270213A (1966), US3296463A and US3296464A (1967), all to J. W. Brault

    — Donald M. Munroe: A Lock-In Amplifier Primer (10 p.)
    (Princeton Applied Research Corporation, 1975)
    [une introduction amusante à la détection synchrone]

    — PAR Technical Notes, in : Signal Recovery, Product Catalog, Issue 7, 2010
    – What is a Lock-in Amplifier? — Technical Note TN 1000
    – Specifying Lock-in Amplifiers — Technical Note TN 1001
    – The Analog Lock-in Amplifier — Technical Note TN 1002

    Sur l’historique de la compagnie Princeton Applied Research :
    — J. B. Flato: Serendipidy: Genesis of Electrochemical Instrumentation at Princeton Applied Research Corporation. J. of Chemical Education 84/4 (2007) p. 656-667
    — Princeton Applied Research celebrates 50 years of service to the scientific community. Anti-Corrosion Methods and Materials 60/5 (9 Sept. 2013)

    Sur quelques développements amenant aux Lock-Ins commerciaux :
    – R. H. Dicke: The Measurement of Thermal Radiation at Microwave Frequencies
    Rev. Sci. Instr. 17/7 (July 1946) 268-275
    – H[enri] de Bellescize : La réception synchrone. L’Onde Electrique 11 (1932) pp. 209 ff. et brevet FR 577’604 (1924)
    Il est reconnu comme l’inventeur de la Boucle à verrouillage de phase.