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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(wú)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(guò)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(wàn)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(guò)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(guò)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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