鎖相放大器抑制噪聲的原理是什么？

　　鎖相放大器是一種對(duì)檢測(cè)信號(hào)和參考信號(hào)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算的電子設(shè)備。在測(cè)量中，噪聲是一種不希望的擾亂信號(hào)，它是限制和影響測(cè)量?jī)x器的靈敏度的白噪聲和1/ f 噪聲的低頻噪聲。這些噪聲是無(wú)法用屏蔽等措施消除的。

　　為了減少噪聲對(duì)有用信號(hào)的影響，常用窄帶濾波器濾除帶外噪聲，以提高信號(hào)的信噪比。但是，由于一般濾波器的中心頻率不穩(wěn)，而且?guī)捄椭行念l率以及濾波器的Q 值有關(guān)等原因，使它不滿足更高的濾除噪聲之要求。



　　根據(jù)相關(guān)原理，通過(guò)乘法器和積分器串聯(lián)，進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，除去噪聲干擾，實(shí)現(xiàn)相敏檢波，鎖相放大器采用互相關(guān)接受技術(shù)使儀器抑制噪聲的性能提高了好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。另外，還可以用斬波技術(shù)，把低頻以至直流信號(hào)變成高頻交流信號(hào)后進(jìn)行處理，從而避開(kāi)了低頻噪聲的影響。

鎖相放大器抑制噪聲的性能如下：國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的鎖相放大器的等效噪聲帶寬在103HZ 數(shù)量級(jí)，少數(shù)的可以達(dá)可見(jiàn)，儀器具有非常窄的信號(hào)和噪聲帶到4X 104Hz，信號(hào)帶寬2.55X 106Hz，寬通常帶通濾波器由于Q值的定義，常規(guī)濾波器很難達(dá)到一些性能。

　　而鎖相放大器被測(cè)信號(hào)和參考信號(hào)是同步的，它不存在頻率穩(wěn)定性問(wèn)題，所以可以把它看成為一個(gè)“跟蹤濾波器"。它的等效Q 值由低通濾波器的積分時(shí)間常數(shù)決定，所以對(duì)元件和環(huán)境的穩(wěn)定性要求不高。研究表明，鎖相放大器使信噪比提高一萬(wàn)多倍即信噪比提高了80dB 以上。這足以表明，采用相關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)的鎖相放大器具ncin nnm有很強(qiáng)的抑制噪聲能力。

　　ji高的放大倍數(shù)，若有輔助前置放大器，增益目前鎖相放大器有如下特點(diǎn)：可達(dá)1011(即220dB)，能檢測(cè)極微弱信號(hào)交流輸入、直流輸出，其直流輸出電壓正比于輸入信號(hào)幅度及被測(cè)信號(hào)與參考信號(hào)相位差，滿刻度靈敏度達(dá)PV、nV 甚至于PV 量級(jí)。由此可見(jiàn)，鎖相放大器具有ji強(qiáng)的抗噪聲性能。它和一般的帶通放大器不同，輸出信號(hào)并不是輸入信號(hào)的放大，而是把交流信號(hào)放大并變成相應(yīng)的直流信號(hào)。