微弱信号检测 - 实验二 - 图文

实验二

锁定放大器原理实验

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一、实验目的：

?(1)了解锁定放大器的原理及典型框图。?(2)根据典型框图，连接成锁定放大器。?(3)熟悉锁定放大器的使用方法。

?(4)了解双相锁定放大器的原理及典型框图。?(5)根据典型框图，连接成双相锁定放大器。并测试双相锁定放大器的功能。

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二、基本原理

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随着科学技术和生产的发展，存在着大量淹没在噪声背景中的微弱信号需要检测。微弱信号检测技术已成为深化认识自然，探索新材料，创造新器件的重要工具。微弱信号检测这种专用技术，最根本的目的是改善信噪比。当信号频率和相位已知时，可以证明：采用相干检测技术能使信噪比改善最大，并是恢复信号幅度的最佳技术。采用这一技术国外62年出现了第一台锁定放大器。从62年以来，为了适应迅速发展的的科学技术的要求，在国外提高锁定放大器性能的研究工作从未间断，特别是七十年代后期到现在发展更为迅速，不断取得新的进展。锁定放大器已成为现代科学技术中必不可少的常备仪器。国内72年南京大学首先从事这方面的研究工作，74年研制成了第一台实验室样机，继后物理所等单位相继进行了这方面的研究工作，78年才有工厂生产出产品。

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实际测量一个被测量时，无用的噪声和干扰总是伴随着出现，影响了测量的精确性和灵敏度。特别当噪声功率超过待测信号功率时，就需要用微弱信号检测仪器和设备来恢复或检测原始信号。这些检测仪器是根据改进信噪比的原则设计和制作的。可以证明，当信号的频率和相位已知时，采用相干检测技术能使输出信噪比达到最大，微弱信号检测的著名仪器锁定放大器，就是采用这一技术设计与制造的。

锁定放大器是以相干检测技术为基础，其核心部分是相关器，基本原理框图如图1所示。

图1所示的典型方框图分成三部分：信号通道(相关器前那一部分)。参考通道、相关器(包括直流放大器)。

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