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關于鎖相放大器的功能講述
閱讀：1325 發布時間：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雜背景噪聲中的存在和特征，廣泛應用于光學、生物醫學、環境監測等領域。
鎖相放大器是一種對交變信號進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系的參考信號作為比較基準，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。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行增益放大，從而提高信號與噪聲的比率。后通過計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信息。
鎖相放大器取決于設備的動態儲備，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。鎖相放大器本質上是一個零差檢測器 ，其后是一個低通濾波器，該濾波器通常可以通過截止頻率和濾波器階數進行調節。傳統的鎖相放大器使用模擬混頻器和RC濾波器進行解調，通過FPGA 等高速數字信號處理實現了這兩個步驟。通常，正弦和余弦解調是同時執行的，有時也稱為雙相解調。這允許提取同相和正交分量，將其轉換為極坐標，即幅度和相位，或進一步處理為復雜的實部和虛部。