鎖相放大器（Lock-in Amplifier，簡稱 LIA）本身並非免於(yu) 噪聲影響，拾取噪聲是一個(ge) 不可忽視的問題。特別是在高調製頻率段，信號從(cong) 環境中得到拾取噪聲會(hui) 越來越大，同時與(yu) 調製信號同頻的拾取噪聲，會(hui) 毫無衰減的通過單頻鎖相放大器，其將成為(wei) 比寬帶噪聲更加嚴(yan) 重的噪聲來源，zui終導致很低的信噪比。對於(yu) 此，我們(men) 可以通過加強信號屏蔽措施來實現。但對很多屏蔽工作做的不好，但拾取噪聲又很大的係統，雙頻鎖相就會(hui) 變得非常的必要。
通過兩(liang) 頻鎖相去除拾取噪聲
摘要：鎖相放大器（Lock-in Amplifier，簡稱 LIA）是一種用於(yu) 檢測和測量微弱信號的儀(yi) 器。其核心功能是通過將輸入信號與(yu) 參考信號進行相位相關(guan) （即乘積）的方式，將特定頻率的信號從(cong) 噪聲背景中提取出來。然而，鎖相放大器本身並非免於(yu) 噪聲影響，拾取噪聲是一個(ge) 不可忽視的問題。特別是在高調製頻率段，信號從(cong) 環境中得到拾取噪聲會(hui) 越來越大，同時與(yu) 調製信號同頻的拾取噪聲，會(hui) 毫無衰減的通過單頻鎖相放大器，其將成為(wei) 比寬帶噪聲更加嚴(yan) 重的噪聲來源，zui終導致很低的信噪比。對於(yu) 此，我們(men) 可以通過加強信號屏蔽措施來實現。但對很多屏蔽工作做的不好，但拾取噪聲又很大的係統，雙頻鎖相就會(hui) 變得非常的必要。
圖1
雙頻鎖相是在單一頻率的鎖相放大器降低寬帶噪聲的基礎上，使用第二個(ge) 低頻調製進行鎖相（和主頻率獨立，非同步），很好地恢複被寬帶噪聲和拾取噪聲所淹沒的弱相幹信號，提高信號測量的信噪比。
其原理圖如上圖所示，相較於(yu) 單一頻率的鎖相，其關(guan) 鍵點在於(yu) ，將低頻調製加載在信號中，使其有別於(yu) 探測器到放大器的導線上加入的拾取噪聲，並通過第二次鎖相將他們(men) 分離開來。
例如，我們(men) 在時域熱反射係統關(guan) 於(yu) 樣品熱物性的測量中，通常需要極大範圍調節對於(yu) 激光的調製頻率，在高調製頻率下，樣品熱物性擬合曲線的誤差很大一部分收到拾取噪聲的影響，要提高其準確度，勢必要盡可能排除拾取噪聲的幹擾。此時雙頻鎖相無疑有著巨大的作用。我們(men) 在下圖黃色方框處，即光電探測器前加入一個(ge) 機械斬波器，以調製探測器接收信號。在對泵浦光調製頻率進行第1次鎖相後，將斬波器與(yu) 第二個(ge) 鎖相放大器同步，從(cong) 而把第1個(ge) 鎖相輸出信號中的探測器到鎖相之間添加進來的拾取噪聲去除掉。同時因為(wei) 噪聲和調製是非同步的，所以，二次鎖相還能進一步降低寬帶噪聲。
圖2
要注意的是在雙頻鎖相中，第二重鎖相的調製頻率，如上述TDTR係統中的斬波器頻率需要被細致的設置，要滿足：
可以理解為(wei) ：斬波器的調製頻率f2要遠小於(yu) 第1次鎖相及泵浦光的調製頻率f1，同時接近第1級鎖相的濾波帶寬。
然而對於(yu) 雙頻鎖相，其引入的信號衰減是不容忽視的，這種衰減來源於(yu) 兩(liang) 個(ge) 途徑：1.斬波器對信號的調製會(hui) 使探測信號的強度減半；2.第1個(ge) 鎖相包含一個(ge) 低通濾波器，每個(ge) 頻率經過這個(ge) 低通濾波器之後，輸出信號相對於(yu) 輸入信號都會(hui) 有其相應的衰減係數Vin/Vout，這個(ge) 衰減係數是和濾波器本身的波形（函數）直接相關(guan) 的。因為(wei) 在雙頻鎖相中，我們(men) 選取的f2基本近似於(yu) fcut−off。所以我們(men) 可以設出一個(ge) 表征其濾波器的特性的參數α≡2πf2τ1，則Vin/Vout就是α的函數，因此經過第二個(ge) 鎖相放大過程，其信號將衰減F(α)/√α。
對於(yu) 雙頻鎖相放大的輸出信號其表達式有
信噪比表達式有
據此，我們(men) 可以分析，1.當f2越大時，拾取噪聲被衰減的越大，但其z大不能超過第1級鎖相的截止頻率。2.當τ2越大（即濾波帶寬越窄），拾取噪聲被衰減的越大。所以在不影響需要的時間響應（響應速度）的前提下，τ2可以選擇的盡量大。3.而τ1選擇則應該盡量小（也就是帶寬盡量的寬），從(cong) 而才可以使f2可選擇的頻率盡量高。
了解更多詳情，請訪問上海昊量光電的官方網頁：
https://www.weilancj.com/details-1710.html
更多詳情請聯係昊量光電/歡迎直接聯係昊量光電
關(guan) 於(yu) 昊量光電：
上海昊量光電設備有限国产黄色在线观看是光電国产欧美在线專(zhuan) 業(ye) 代理商，国产欧美在线包括各類激光器、光電調製器、光學測量設備、光學元件等，涉及国产成人在线观看免费网站涵蓋了材料加工、光通訊、生物醫療、科學研究、國防、量子光學、生物顯微、物聯傳(chuan) 感、激光製造等；可為(wei) 客戶提供完整的設備安裝，培訓，硬件開發，軟件開發，係統集成等服務。
您可以通過我們(men) 昊量光電的官方網站www.weilancj.com了解更多的国产欧美在线信息，或直接來電谘詢4006-888-532。
展示全部 
