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一文講述鎖相放大器的廣泛應(yīng)用
閱讀：1233 發(fā)布時(shí)間：2024-6-17
鎖相放大器廣泛應(yīng)用于科研領(lǐng)域和工業(yè)生產(chǎn)中。在光學(xué)領(lǐng)域，它可用于光纖通信、激光測(cè)量、流體力學(xué)和材料分析等。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，它可用于生物傳感器、腦電圖檢測(cè)等。在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，它可用于氣體檢測(cè)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)等。
鎖相放大器是一種用于測(cè)量動(dòng)態(tài)信號(hào)的電子儀器。它的主要組成部分有振蕩器，混頻器和低通濾波器。它的基本，也是常用的功能是從被噪聲淹沒的信號(hào)中測(cè)出某一頻率的信號(hào)的相位和幅值。
鎖相放大器采用的是外差式振蕩技術(shù)，它把被測(cè)量的信號(hào)通過頻率變換的方式轉(zhuǎn)變成為直流。即利用鎖相放大器中的信號(hào)相關(guān)原理，對(duì)兩個(gè)混有噪聲的周期信號(hào)進(jìn)行相乘和積分處理后，將信號(hào)從噪聲中檢測(cè)出來，并達(dá)到通過互相關(guān)運(yùn)算削弱噪聲影響的目的。
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。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。
鎖相放大器可以抑制背景噪聲，提高信號(hào)檢測(cè)的靈敏度和準(zhǔn)確性。它還可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)，從而擴(kuò)展儀器的功能和應(yīng)用范圍。此外，鎖相放大器還可用于研究各種物理現(xiàn)象，如光學(xué)干涉、磁學(xué)信號(hào)檢測(cè)等。
鎖相放大器的核心是鎖相環(huán)，它由相位比較器、低通濾波器和電壓控制振蕩器組成。鎖相環(huán)通過不斷調(diào)整其內(nèi)部振蕩器的頻率和相位，使得參考信號(hào)和待測(cè)信號(hào)的相位保持一致，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大和濾波。