双相锁定放大器.ppt

正交矢量锁定放大器 正交矢量锁定放大器定义 正交矢量锁定放大器的由来 正交矢量锁定放大器基本原理 原理图 应用与优势 实物图 双相锁定放大器定义 定义：双相锁定放大器是一种具有多功能的微弱信号检测仪，它能同时给出被测信号的幅度和相位信息，并且也能给出被测量在直角坐标系中的两个正交分量，所以又称为正交锁定放大器。 正交矢量锁定放大器的诞生史 正弦信号的信息包含在振幅和相位中。用锁定放大器检测正弦信号，它所输出的直流电压包含了被测正弦信号的全部信息，能用相位控制静态地检测振幅和相位，但不能同时进行振幅和相位的动态检测。为了能动态地检测振幅和相位，20世纪70年代后半期出现了正交矢量锁定放大器。 双相锁相放大器原理 正交矢量型锁定放大器检测原理为互相关检测原理, 其实质就是用相敏检波来实现信号频谱迁移, 用低通滤波器来抑制噪声并滤去高频分量 双相锁定放大器原理 参考通道部分有一个频率为f1的方波发生器，输出互成正交(相位差π／2)的两路方波，分别对信号通道分成两路后的同相通道和正交通道的信号进行调相。这里的调相实际上是频率为fs的输入待测周期信号和频率为f1(f1＜fs)的对称方波相乘，得0°或180°的调相。 分别与同相通道和正交通道中经调相后的信号相乘。 乘法器的输出由用频率为f1的方波作参考信号的同步积分器进行抑噪。 然后通过检波电路输出信号的振幅分量，通过相位电路输出相位分量。 这种仪器能同时指示被测信号用直角坐标表示的Vx，Vy分量。或用极坐标表示的振幅和相位，能直观动态地测量幅值和相位，改变φ并不引起VA的变化，VA的输出不是相敏的。因此，双相锁定放大器具有多种功能。能作下列仪器使用： （1）锁定放大器 （2）矢量电压表 （3）频谱分析仪 （4）动态特性测试仪 （5）噪声测试仪 由于它极大地扩大了锁定放大器的功能。因此，也称锁定分析器。 模拟双相型锁相放大器 数字双相型锁相放大器 * * x( t) = s ( t) + n ( t) s ( t ) 为正弦信号，即 0° 参考信号为 90°参考信号为 振幅运算 相位运算 输入信号 互成正交(相位差π／2)的两路方波 参考通道还输出互相正交的两路与被测信号同步的方波。 同步积分器只对频率为ω1以及它的奇次谐波有响应，而对其它频率的响应很小，可以忽略。 两同步积分器的输出由加法电路相加，再由中心频率为f1的选频放大器选出频率为f1的基波成分。 双相锁定放大器的作用是抑制噪声和干扰，将输入信号的幅度和相位信息保留下来，只是使频率从ωs变为ω1。 相敏检波的输出电压正比于相位。 在应用双相锁定放大器时，不需要调整参考信号与输入信号的位相差，非常方便。 *