关于锁相放大器的功能讲述
时间：2024-01-05 阅读：969
锁相放大器是一种精密的电子测量仪器，可用于检测微小的交流信号在复杂背景噪声中的存在和特征，广泛应用于光学、生物医学、环境监测等领域。
锁相放大器是一种对交变信号进行相敏检波的放大器。它利用和被测信号有相同频率和相位关系的参考信号作为比较基准，只对被测信号本身和那些与参考信号同频(或者倍频)、同相的噪声分量有响应。因此，能大幅度抑制无用噪声，改善检测信噪比。
锁相放大器主要基于同步检测原理，它将待测信号与参考信号进行混频，得到具有相同频率的两路信号。然后，在低通滤波器中将同步分量取出进行增益放大，从而提高信号与噪声的比率。后通过计算同步分量的相位角度和幅度大小，可以获取待测信号的相关信息。
锁相放大器取决于设备的动态储备，有可能甚至以高可靠性检测甚至具有噪声成分的至少百万分之一的信号。锁相放大器本质上是一个零差检测器 ，其后是一个低通滤波器，该滤波器通常可以通过截止频率和滤波器阶数进行调节。传统的锁相放大器使用模拟混频器和RC滤波器进行解调，通过FPGA 等高速数字信号处理实现了这两个步骤。通常，正弦和余弦解调是同时执行的，有时也称为双相解调。这允许提取同相和正交分量，将其转换为极坐标，即幅度和相位，或进一步处理为复杂的实部和虚部。