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锁相放大器模块的原理是什么?结构组成包括哪些?

点击次数:78 发布时间:2022-07-18
  锁相放大器模块是一种用于测量动态信号的电子模块。它的主要组成部分有振荡器,混频器和低通滤波器。它的最基本功能是从被噪声淹没的信号中测出某一频率的信号的相位和幅值。
 
  锁相放大器模块的基本原理
 
  锁相放大器采用的是外差式振荡技术,它把被测量的信号通过频率变换的方式转变成为直流。即利用锁相放大器中的信号相关原理,对两个混有噪声的周期信号进行相乘和积分处理后,将信号从噪声中检测出来,并达到通过互相关运算削弱噪声影响的目的。
 
  锁相放大器模块的结构组成
 
  锁相放大器的输入为正弦波或方波交流信号,其输出为正比于输入波形幅值的直流信号。锁定放大器的基本组成包括信号通道、参考通道、相敏检测器(PSD)和低通滤波器(LPF)等。
 
  (1)信号通道对输入信号进行交流放大,将微弱信号放大到足以推动相敏检测器工作的电平,并且要滤除部分干扰和噪声,以提高相敏检测的动态范围。
 
  (2)参考通道的功能是为相敏检测器提供与被测信号相干的控制信号,故参考输入必须是与被测信号相关的同频信号。最好采用采用占空比为50%的方波开关信号,用电子开关实现相敏检测。
 
  (3)相敏检波器的输出通过低通滤波器压缩带宽,大量的宽带噪声被滤除,使锁相放大器具有很强的抑制噪声能力。锁相放大器的通带宽度取决于低通滤波器的时间常数,时间常数越长,带宽越窄,对信噪比的改善也就越高。
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