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關(guān)于鎖相放大器的功能講述
閱讀：1354 發(fā)布時(shí)間：2024-1-5
鎖相放大器是一種精密的電子測量儀器，可用于檢測微小的交流信號在復(fù)雜背景噪聲中的存在和特征，廣泛應(yīng)用于光學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。
鎖相放大器是一種對交變信號進(jìn)行相敏檢波的放大器。它利用和被測信號有相同頻率和相位關(guān)系的參考信號作為比較基準(zhǔn)，只對被測信號本身和那些與參考信號同頻(或者倍頻)、同相的噪聲分量有響應(yīng)。因此，能大幅度抑制無用噪聲，改善檢測信噪比。
鎖相放大器主要基于同步檢測原理，它將待測信號與參考信號進(jìn)行混頻，得到具有相同頻率的兩路信號。然后，在低通濾波器中將同步分量取出進(jìn)行增益放大，從而提高信號與噪聲的比率。后通過計(jì)算同步分量的相位角度和幅度大小，可以獲取待測信號的相關(guān)信息。
鎖相放大器取決于設(shè)備的動態(tài)儲備，有可能甚至以高可靠性檢測甚至具有噪聲成分的至少百萬分之一的信號。鎖相放大器本質(zhì)上是一個(gè)零差檢測器 ，其后是一個(gè)低通濾波器，該濾波器通?？梢酝ㄟ^截止頻率和濾波器階數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。傳統(tǒng)的鎖相放大器使用模擬混頻器和RC濾波器進(jìn)行解調(diào)，通過FPGA 等高速數(shù)字信號處理實(shí)現(xiàn)了這兩個(gè)步驟。通常，正弦和余弦解調(diào)是同時(shí)執(zhí)行的，有時(shí)也稱為雙相解調(diào)。這允許提取同相和正交分量，將其轉(zhuǎn)換為極坐標(biāo)，即幅度和相位，或進(jìn)一步處理為復(fù)雜的實(shí)部和虛部。