【原创中文视频】锁相放大器的基本工作原理 | 苏黎世仪器 Zurich Inst
锁相放大器：
背景
采用零差检测背景方法和低通滤波方法，这种仪器能在极强噪声环境中提取信号幅值和相位信息。
待测单元信号是一个周期信号，用锁相放大器可以测量幅值和相对于参考信号的相位。
较强的信号示波器也能测，但是对于小信号，就会淹没在噪声中，在这种情况下，锁相放大器就起着重要作用。
技术
- 时域和频域技术
将你的输入信号和参考信号混频，混频其实就是相乘，
当被测信号和参考信号都是正弦波时，频率分别为fs和fr，混频的结果就是相加和相减。
混频结果
如果两信号频率相同，则获得
则获得直流和两倍频的信号，通过低通滤波器将直流和2f分离
2.低通滤波器的主要参数
1阶数2带宽，也就是-3dB,此处信号的能量衰减一半，信号的带宽和时间常数成反比，
带宽太大，要考虑信通性的误差，2f部分可能会泄露到输出信号。此外，更大的带宽意味着更多的噪声，和更低的信噪比
如果滤波器带宽太窄，就会限制滤波器的响应时间，使得测量变的缓慢
低通滤波器的形状可以通过阶数来决定，更高的阶数更趋近于矩形的滤波函数，能够有效阻断滤波器外的频率，但高阶滤波器需要更高的时间达到稳定，导致相位延迟。
降低阶数的好处是使相位延迟降低，时间延迟更短，低通滤波器更适合于高速信号的测量，混频加低通滤波就是向明检测的原理或者解调。
3.利用傅里叶去理解解调非正弦信号的过程
每一个周期信号等于无数个 cos和sin
经过低通滤波器，如前面所说，信号被称为同相分量，标记为X， 与之对应的是，余弦信号解调出两个傅里叶分量中的一个，当我们用正弦信号解调时，即对参考信号相位延迟90度，我们得到另一个独立的线性分量，通常标记为Y，称为正交分量，当我们有了X和Y，锁相放大器就能计算出幅值和相位 ，把笛卡尔坐标系转化为极坐标系就可以了。
然当今多数放大器能输出X,Y,R,
后以数字信号存储。
4.带宽和频率范围
应该锁相带宽目的是为了获得高信噪比
另一个指标时动态保存
比如动态储备在120分贝，你依然可以测量，即便有一个信号的幅值是1 V,你依然可以测量1个1uV的信号，精度达到1%
最后，现代最先进的软件能在时域和频域测量。
其他更多可以通过软件和代码测量。
