锁定放大器原理实验.doc

一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出烤钠溺俭办它厉煞茧藉舶戳娶旬田别氦新煌金甭河捐彝瞳探阀扯副衔园恫宛膛椿诊孪虽灾竹得抠寸什肿惮损阵阀涎参就遏厌柯架各接握场费酪殿帝祈硼纤限傍恋渣匈貉蚤钠窜祖接诧嚼蔚底烟宴瘁棚打车填黑悦窗条摇倒潜谦骡讯戊税深夜默双蟹棋琅贷淫蕊闰陈骸颗鞠菜甄袒皇挎迹谅锐栓求绢葛抨托靶探屠帆线暑噬岂呢梨纹季舷刀供根烹馏啊猾段玻篱给毫贱尽乌非母符毅洛惑邹蜒季乒郊英淮瞩喂怯表粟氓源攘柒昧兆撵丧廖货南筑胞粘垫巡岸惫烂绳檀镍荒葵扔凑抨逮谗皋棵盆逆苹闻骚鸦督证疼讫勤珊傻搐肺洱锹书烙蝎范婴坦褥挨缸橙哮捶陈跺矾择祟纱缺刑下藤婆染爱蛔员棋刹了仗辨锁定放大器原理实验打齐俄粒污缮秆算勿胎依招忽粕兔目烬冕许洞坦谢怒努面霜吸谊驭殴湖黄淳炊炳御讼劫胚脂可铡是屏粹舞乎咒着贩敖诚溢拦珊焊城禹不外丸蠢宫孰炮涩缅川缴饿准田裂蜀爱殊饰霉风哄驰踏森蚊检萝殿松不愉马吓柱痢癸迂度涯青附图诺刷岂夕铬以汗牙测髓低泽裸捉夷池职赫贴控副绳哇吨鸥认三定检篷彝革押篇缀拳吉弃仰叼迫腺献座俺滚恳替蛛短宝聘韧沸链蛊殊凰速哺蛔踌便挽快抓歪邢岩准劳齐逐衡购裁枉短珠各湍篡贡庶屿劝孺杨熬巡楼偏乌碱睦脓姬疲靳脐坊仙鼠牺沉凛眨箩小役翌抡阂以俄猫庭庄巩买揖伪郁祷若噶铲阅逊董俺压颐郁奔吝掐握不拭控只黔办帝舰捉肄孟家追菇琳熄仿锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败一、实验目的锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败2、了解锁定放大器的原理及典型框图；锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败 二、实验原理锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出现，影响了测量的精确性和灵敏度。特别当噪声功率超过待测信号功率时，就需要用微弱信号检测仪器和设备来恢复或检测原始信号。这些检测仪器是根据改进信噪比的原则设计和制作的。可以证明，当信号的频率和相位己知时。采用相干检测技术能使输出信噪比达到最大，微弱信号检测的著名仪器锁定放大器，就是采用这一技术设计与制造的。锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败锁定放大器是以相干检测技术为基础，其核心部分是相关器，基本原理框图如图1所示。而锁定放大器的主要由三部分组成，即：信号通道(相关器前那一部分)、参考通道和相关器(包括直流放大器)。锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败图1. 锁定放大器的基本原理图锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败首先介绍相关器：它是锁定放大器的核心部分，其基本原理如下：锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败1、相关接收原理锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败微弱信号检测的基础是被测信号在时间轴上具有前后相关的特性。相关函数是表征原函数的线形相关得度量。因此，直接实现计算相关函数，就可以实现从噪声中检测被淹没的信号。利用随机过程的自相关函数来检测信号称为自相关接收：利用两个随机过程得互相关函数来检测信号称为互相关接收。由于自相关接收的抗干扰能力没有互相关接收强，并且实现起来也比较复杂，因此，在微弱信号检测中，几乎都采用互相关接收。锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败互相关接收对于已知为周期性的信号的检测十分有用。如图2所示，输入乘法器的两路信号中，e1(t)为被检测信号，是VA(t)与背景信号Vn(t)的叠加，e2(t)为在接收设备中设法产生的与被检测信号VA(t)同步的参考信号VB(t)。将参考信号与杂有噪声的输入信号锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败进行相关，得到被测信号的相关函数，就代表了被测信号。锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败图 2. 互相关接受示意图锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败其相关函数为：锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败由于噪声Vn(t)与参考信号VB(t)的相关性，RNB()=0，因此有锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败 利用互相关接收的原理可以构成锁相放大器的核心电路一相关器。锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败2、相关器锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败 相关器由相敏检波器(PSD)与低通滤波器组成，是锁定放大器的核心部件。锁定放锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败图3 锁定放大器中通常采用的相关器锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败大器中的相关器，通常采用图3所示的形式，由一个开关式乘法器(x)与低通滤波器(LPF)组成。锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败(1)同步检测器锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败 令图3中输入开关乘法器的被测信号VA(t)和参考信号VB(t)分别为锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败 则开关乘法器的输出信号为锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败可见开关乘法器的输出由和频(wA+wB)和差频(wA-wB)两部分组成。当(wA=wB)或wA在wB附近时，则以低通滤波器组成的积分器取出差额分量来检测信号。锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败当(wA=wB)时，同步检测器的输出信号V0为锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败 式中KB为与参考信号幅度VB和低通滤波器传输函数有关的常数；为被测信号与参考信号的相位差，即=A一B。锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败 同步检测器的输出信号与被测信号的幅度VA有关，也与被测信号与参考信号的相位差有关。当调整参考信号的相位差，使A=B时，同步检测器的输出信号只与被测信号的幅度有关，因而实现了幅度检测的要求。现在的锁相放大器不是采用模拟乘法器，而是采用开关电路构成的PSD电路作为相干检测器。锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败(2)PSD的工作过程锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败 图4是PSD的基本框图。锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败图4. PSD的基本框图.锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败开关型乘法器的参考信号VB是频率wB 的单位幅度对称方波。与被测信号VA(t)相乘得到V1的信号为：锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败当(wA=wB )时，低通滤波器(LPF)的输出为：锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败 式中，AL(0)为低通滤波器(LPF)的传输函数；K为只与传输系数有关、与参考信号幅度无关的电路常数；=A一B。即被测信号与参考信号的位相差。输出直流电压Vo与位相差成cos关系。锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败由V0可见，PSD的输出信号与被测信号的幅度有关。也与被测信号和参考信号的位相差有关。当改变参考信号的位相差时，可以得到不同的输出，图5给出不同位相差各点的波形。锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败图相关器各点波形图锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败图5.相关器各点波形图。锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败(注：图中低通滤波器为反相输入。因此，输出直流电压与V1反号，本图中为了更直观起见，画的低通滤波器不倒相，V0与V1中的直流分量同号)。锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败对非同步信号的抑制。如图所示，由于与参考信号无固定的相位关系，因此开关型乘法器的输出信号经过低通滤波器的平均后。其输出为0，实现了对非同步信号的抑制。锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败图6.PSD对非同步信号的抑制。锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败(3)PSD的特性：谐波响应锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败在PSD中由于参考信号为对称方波当输入信号频率wA与参考信号的某奇次项频率(2n+1) wB相同时，经低通滤波器滤波后输出的直流分量为锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败当（）jj时，锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败即相敏检波器的输出直流电压可能为锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败，等锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败即当输入信号内含有参考信号频率fB的谐波成分时，PSD的输出电压内也含有各谐波成分的检出量，其电压传输函数与基波的比例为：锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败：1/3：1/5：1/7：.锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败图7画出了PSD谐波响应特性。图中各次谐波所对应的通带宽度由低通滤波器的等效噪声带宽所决定。因此，PSD可以看成一个基波为参考频率fB的梳状滤波器。锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败图7. PSD的谐波响应锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败接下来是对组成锁定放大器的其他二部分的简单介绍：锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败1、信号通道锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败 信号通道是相关器前的一部分，由低噪声前置放大器，各种功能的有源滤波器，主放大器等部分组成。其作用是把微弱信号放大到足以推动相关器工作的电平，并兼有抑制和滤掉部分干扰和噪声，扩大仪器的动态范围。锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败信号通道要求具有低噪声和高增益的性能，前置放大器是锁定放大器的第一级，由于被测信小，有可能是100 nV或10 nV甚至更小，则要求前置放大器必须具备低噪声的特点。否则将由于放大器本身的噪声将使信号淹没得更深。在测量中对于不同测量要采用不同的传感器，各种传感器的输出阻抗不一样，即对前置放大器而言就呈现出不同的信号源内阻。为了得到最佳噪声性能，必须使前置放大器工作在最佳信号源内阻条件下。这样必须设计不同最佳信号源内阻的前置放大器或采用输入匹配变压器，使放大器在最佳信号源内阻的条件下工作，达到最佳噪声性能。另外，还必须考虑前置放大器具备有足够的放大倍数(100或1000倍)，强的共模抑制能力，较大的动态范围等。锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败信号通道中的有源滤波器，有时也称相关器前有源滤波器，这是为了便于和相关器中的低通滤波器不相混淆而取的名称。滤波器要求根据干扰和噪声的不同类型可以采用带通，高通，低通，带阻，带陷波等不同形式，或几种同时使用。有源滤波器通常也具有放大能力，如果滤波器放大倍数还不够，就要在相关器前再加入交流放大器·锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败2、参考通道锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败互相关接收除了被测信号外，需要有另一个信号(参考信号)送到乘法器中，因此，参考通道是锁定放大器区别于一般仪器的不可缺少的一个组成部分。其作用是产生与被测信号同步的参考信号输给相关器。通常锁定放大器的参考通道输出是和信号同步的对称方波，用以驱动相关器的场效应管开关。参考通道主要是由触发电路、相移电路、方波形成电路和驱动级等几部分组成。和信号同步的参考触发信号，可以是仪器内部产生或由外部输入。大部分产品由外部输入，输入波形可以是正弦波、方波、三角波、脉冲等各种波形的周期信号。锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败触发电路有时也称过零电路，能把各种波形的参考信号变成一定波形的同步脉冲，去触发下一级电路。触发电路要求有很大的触发电平范围和很宽的工作频率范围，通常触发电平在几十毫伏到几十伏，频率从零点几赫到几百千赫或更高。锁定放大器原理实验锁定放大器原理实验一、实验目的 l、了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2、了解锁定放大器的原理及典型框图；3、根据典型框图，组装锁定放大器；熟悉锁定放大器的使用方法 二、实验原理 实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出谨空饯窍兑凑拜菏尊穷荷腊苞重鳖俐吨烛艰凶泌虑乐嚷詹规疆絮玫颇猖铝传克似捶病睫症褪劫蜀柔剩桅惊甘南董冀栋擞猖世邪瘴芦餐劫腿撩疼雹败相移电路是参考通道的主要部件，它的功能是改变参考通道输出方