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關(guān)于鎖相放大器的功能講述

閱讀:1345        發(fā)布時(shí)間:2024-1-5
  鎖相放大器是一種精密的電子測(cè)量?jī)x器,可用于檢測(cè)微小的交流信號(hào)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(cè)等領(lǐng)域。
 
  鎖相放大器是一種對(duì)交變信號(hào)進(jìn)行相敏檢波的放大器。它利用和被測(cè)信號(hào)有相同頻率和相位關(guān)系的參考信號(hào)作為比較基準(zhǔn),只對(duì)被測(cè)信號(hào)本身和那些與參考信號(hào)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(cè)信噪比。
 
  鎖相放大器主要基于同步檢測(cè)原理,它將待測(cè)信號(hào)與參考信號(hào)進(jìn)行混頻,得到具有相同頻率的兩路信號(hào)。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(hào)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(cè)信號(hào)的相關(guān)信息。
 
  鎖相放大器取決于設(shè)備的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)備,有可能甚至以高可靠性檢測(cè)甚至具有噪聲成分的至少百萬分之一的信號(hào)。鎖相放大器本質(zhì)上是一個(gè)零差檢測(cè)器  ,其后是一個(gè)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(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(hào)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。

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