?鎖定放大器是一種具有可以從輸入信號(hào)中提取特定頻率信號(hào)的電路的設(shè)備。

鎖定放大器通過使用設(shè)備內(nèi)的混頻器將標(biāo)準(zhǔn)參考信號(hào)與輸入信號(hào)相乘來消除噪聲，并使用低通濾波器提取所需的特定頻率信號(hào)。設(shè)置稱為時(shí)間常數(shù)的設(shè)備特定值，時(shí)間常數(shù)越大，輸出信號(hào)的波動(dòng)越小。

鎖相放大器的應(yīng)用

鎖相放大器常用于光學(xué)領(lǐng)域，特別是光譜測(cè)定中。它也可以與顯微鏡結(jié)合使用。Rock'n Amplifier專門用于檢測(cè)微弱信號(hào)的實(shí)驗(yàn)，例如天文觀測(cè)等天體物理測(cè)量，以及納米量級(jí)薄膜的光譜測(cè)量。

當(dāng)測(cè)量厚度為數(shù)百納米或更小的薄膜時(shí)，來自樣品的信號(hào)很弱，因此放大信號(hào)并消除噪聲的設(shè)備（例如鎖定放大器）至關(guān)重要。此外，還常用于熒光顯微鏡、拉曼光譜顯微鏡、原子力顯微鏡等探針顯微鏡。

鎖相放大器原理

鎖相放大器的工作原理是用前置放大器將輸入信號(hào)放大，然后在混頻器中與標(biāo)準(zhǔn)參考信號(hào)相乘，然后用低通濾波器去除多余的噪聲成分，以提取所需的信號(hào)。這是用于檢測(cè)的類似電路的信號(hào)處理。

在鎖定放大器內(nèi)部，輸入信號(hào)和參考信號(hào)相乘以產(chǎn)生表示為輸入信號(hào)和參考信號(hào)的頻率之和或差的輸出。若輸入信號(hào)為Vi=Acos(ωit+Φ)，參考信號(hào)為Vr=Bcosωrt，則輸出頻率為{cos[(ωi-ωr)t+Φ]+cos[(ωi+ωr)t+Φ] } 正比于

然而，由于鎖定放大器應(yīng)用了低通濾波器，因此唯一剩下的分量是 ωi-ωr 接近 0 的信號(hào)。換句話說，通過使其通過鎖定放大器，可以僅提取頻率接近參考信號(hào)的輸入信號(hào)，并去除諸如噪聲之類的隨機(jī)成分。

正弦波通常用作鎖定放大器的參考信號(hào)。有時(shí)使用方波作為參考信號(hào)以簡(jiǎn)化電路并降低成本，但在這種情況下，噪聲去除性能不如正弦波。