锁定放大器对信号频谱进行迁移的过程如图 2-1 所示。调制过程将低频信号 VS 乘以频率为0 的正弦载波信号，从而将其频谱迁移到调制频率0 处，之后进 行选频放大，这样就不会把1 f 噪声和低频漂移也放大了，如图 2-1（a)所示，图 中虚线表示1  f 噪声和白噪声的功率谱密度。经交流放大后，再利用相敏检波器

进行解调，将其频谱迁移至直流（0 =0）处，用窄带低通滤波器滤除噪声，就 得到高信噪比的放大信号，如图 2-1(b)所示，图中用点划线表示低通滤波器的频 率响应曲线。只要低通滤波器的带宽足够窄，就能有效的改善信噪比。

图 2-1 锁定放大器对信号频谱进行迁移的过程: (a）调制过程（b）相敏检测过程

由上可见，锁定放大器继承了调制放大器使用交流放大，而不使用直流放大 的原理，从而避开了幅度较大的1 f 噪声；同时又用相敏检波器实现解调，用稳 定性更高的低通滤波器取代带通滤波器实现窄带化过程，从而使检测系统的性能 大大的改善。来.自/751·论\文'网·www.751com.cn/

锁定放大器的基本结构如图 2-2 所示，包括信号通道、参考通道、相敏检测 器 PSD、低通滤波器等。

图 2-2 锁定放大器的基本结构

信号通道对调制正弦信号输入进行交流放大，将微弱信号放大到足以推动相 敏检测器工作的水平，并且要用带通滤波器滤除部分干扰和噪声，以提高相敏检 测的动态范围。

参考输入一般是等幅正弦信号或方波开关信号，它可以是从外部输入的某种 周期信号，也可以是系统内原先用于调制的载波信号或用于斩波的信号。参考通 道对参考输入进行放大或衰减，以适应相敏检测器对幅度的要求。参考通道的另

一个重要功能是对参考信号进行移相处理，以使各种不同相移信号的检测结果达 到最佳。

PSD 以参考信号为基准，对有用信号进行相敏检测，从而实现频谱迁移的过 程。再经过 LPF 滤除噪声，其输出对有用信号的幅度和相位都敏感，这样就达 到了既鉴幅又鉴相的目的。因为 LPF 的频带可以做的很窄，所以可使锁定放大 器达到较大的信噪比。