鎖相放大器組成

　　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(wú)用噪聲，改善檢測(cè)信噪比。鎖相放大器有很高的檢測(cè)靈敏度，信號(hào)處理比較簡(jiǎn)單，是弱光信號(hào)檢測(cè)的一種有效方法。

　　鎖相放大器又稱鎖定放大器是對(duì)正弦信號(hào)（含具有窄帶特點(diǎn)的調(diào)幅信號(hào)）進(jìn)行相敏檢波的放大器，它實(shí)際上是一個(gè)模擬的傅立葉變換器，在強(qiáng)噪聲下，利用有用信號(hào)的頻率值準(zhǔn)確測(cè)出有用信號(hào)的幅值。應(yīng)用在科學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域中：如通訊、工業(yè)、國(guó)防、生物、海洋等。

　　鎖相放大器組成

　　圖為典型鎖相放大器的組成：相關(guān)器、信號(hào)通道、參考通道。有用信號(hào)常常十分微弱，同時(shí)存在強(qiáng)的噪聲。

　　1） 信號(hào)通道

　　信號(hào)輸入后先經(jīng)過信號(hào)通道，它是由前置放大器、濾波與衰減功能的元器件、放大器等各部分組成，如圖中。它起到將輸入信號(hào)放大，為后面的相關(guān)器工作提供方便的作用。與此同時(shí)，濾波器工作將系統(tǒng)中的干擾信號(hào)濾掉，因此，信號(hào)通道有低噪聲的特點(diǎn)。

　　將前置放大器作為信號(hào)通道中的第一個(gè)部分，主要考慮到了輸入信號(hào)很小，是、級(jí)甚至更加微弱，那么輸入后首要任務(wù)是將輸入信號(hào)進(jìn)行放大，它的要求是往往需要高輸入阻抗，低輸出阻抗以及較高的電壓增益。

　　2） 參考信號(hào)

　　互相關(guān)接收兩種信號(hào)：分別是被測(cè)信號(hào)與參考信號(hào)。參考輸入信號(hào)首先經(jīng)過參考通道分別經(jīng)過觸發(fā)電路、頻率變換電路、相移電路、方波驅(qū)動(dòng)電路后以方波信號(hào)形式輸出。輸入信號(hào)與參考信號(hào)是同時(shí)分別送入到信號(hào)通道與參考通道，因此，這兩部分的輸出也是同步的。參考信號(hào)的來(lái)源有兩類：一種是來(lái)自儀器內(nèi)部，另一種是來(lái)自外部，后者是主要來(lái)源。參考信號(hào)的種類繁多，如正弦波、方波、三角波等各種有規(guī)律的周期信號(hào)都可將其作為參考信號(hào)。

　　3） 相關(guān)器

　　相關(guān)器的作用是對(duì)被測(cè)信號(hào)與參考信號(hào)進(jìn)行互相關(guān)函數(shù)運(yùn)算。它常由乘法器和積分器組成。它有穩(wěn)定性好、動(dòng)態(tài)范圍大、線性好等優(yōu)點(diǎn)，這使得相關(guān)器的適用范圍廣。鎖相放大器通常在輸入信號(hào)為正弦信號(hào)或方波信號(hào)的條件下使用。當(dāng)方波信號(hào)作為輸入信號(hào)時(shí)，輸入到參考信道的參考信號(hào)是受限制的（與輸入信號(hào)同步的方波）。

　　在相關(guān)檢測(cè)中相敏檢波器是核心器件，然后利用它實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)進(jìn)行與的檢測(cè)。相關(guān)器中的器件將經(jīng)信號(hào)通道與參考通道輸出的兩路信號(hào)依次進(jìn)碩士學(xué)位論文鎖相放大器工作原理行相乘運(yùn)算與積分運(yùn)算。相關(guān)器的等效噪聲帶寬是由積分器的時(shí)間常數(shù)決定的，在理想分析下，積分時(shí)間常取為無(wú)限大，積分時(shí)間越長(zhǎng)，抑制噪聲和干擾的能力就越強(qiáng)，但這畢竟不是現(xiàn)實(shí)，不存在出現(xiàn)無(wú)限大的取值，積分時(shí)間存在著上限與下限。

　　在實(shí)際應(yīng)用中，時(shí)間常數(shù)的選取是由被測(cè)信號(hào)變化的響應(yīng)時(shí)間以及系統(tǒng)抑制噪聲的要求共同確定的。相關(guān)檢測(cè)的方法能減小等效噪聲帶寬，能增大等效值，最終達(dá)到增大信噪比的目的。