第四章锁定放大器及其在实际中的应用

1、微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器第四章第四章 锁相放大器锁相放大器微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器回顾：调制放大与解调回顾：调制放大与解调对于缓变信号或直流信号，传感器及放大器的低频噪声及漂移对于缓变信号或直流信号，传感器及放大器的低频噪声及漂移也会被放大；简单的电容隔直能有效抑制漂移及低频噪声，但也会被放大；简单的电容隔直能有效抑制漂移及低频噪声，但对低频的有用信号也有衰减。对低频的有用信号也有衰减。微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Sign

2、al Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器1.概述自从1962年，美国EG&G PARC公司制作了第一台锁相放大器(LIA)的后，微弱信号检测技术得到了突破性的发展。后来又出现了模拟锁相放大器(ALIA) 和数字锁相放大器(DLIA) 。对于数字锁相放大器而言，又出现基于单片机的DLIA 和基于专用DSP的DLIA 。还有基于PC 的系统级模块化DLIA ，这种锁相的算法是采用C， C+等语言实现的。由于整个系统运行在PC平台上，所以可以使用各种仿真软件对算法进行

3、研究。 模拟锁相放大器数字锁相放大器微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器2. 锁定放大器抑制噪声的基本出发点( 1 )用调制器将直流或慢变信号的频谱迁移到调制频率处,再进行放大, 以避开1 /f 噪声的不利影响；锁定放大器对信号频谱进行迁移的过程（a）调制过程 （b）相敏检测过程微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器( 2 )利用相关器实现对调制信号的解调，同时检测频率和相位，噪声 与信号同频又同相的概率很小；通过数算在某时间间隔 内重复事件发生的次数 n

4、，就可以获得这重复事件发生的频率: f = n / 微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器（3）利用低通滤波器(Low-Pass Filter, LPF)来抑制噪声，低通滤波器的频带可以做的较窄，而且其频带宽度不受调制频率的影响，稳定性也大大地提高。 定义：让某一频率以下的信号分量通过，而对该频率以上的信号分量大大抑制的电容、电感与电阻等器件的组合装置。 微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器锁定放大器继承了调制放大器使用交流放大，而不使用直锁定放大器继承了调

5、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流放大的原理，从而避开了幅度较大的1/f噪声；同时，又用噪声；同时，又用相敏检测器实现解调，用稳定性更高的低通滤波器取代带通相敏检测器实现解调，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，从而使检测性能大为改善。滤波器实现窄带化过程，从而使检测性能大为改善。锁放的噪声带宽可达锁放的噪声带宽可达0.0004Hz，整体增益可高达，整体增益可高达1011以上，以上，所以所以0.1nV的微弱信号可放大到的微弱信号可放大到10V以上。以上。微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相

6、放大器锁相放大器3. 锁相放大器的基本原理锁相放大器是以相关检测技术为基础，利用互相关的原理设计的一种同步相干检测仪。它是一种对检测信号和参考信号进行相关运算的电子设备，利用参考信号频率与输入信号频率相关，与噪声频率不相关，从而从噪声中提取有用信号。它是把交流分量放大并变成相应的直流信号输出。是从强噪声中提取弱信号的重要手段。在国外常把这类仪器称为锁定放大器(Lock-in Amplifier) 。可理解为:把待测信号中与参考信号同步的信号放大并检测出来。微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器经过调制m送入锁相放大器(t)I信

7、号恢复(t)I 随时间缓变的信号信号输入参考信号m输出信号（与信号幅度成正比，与相对相位有关）Lock-in锁相放大器的工作过程微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器斩光器，通常调制频率为几百赫兹微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器 两个具有确定频率和相位的周期性信号，它们的相关特性可以用互相关函数来表达：互相关函数 ttftfTRTTTd)()(21)(2112lim式中f1(t) 和 f2(t)为两个周期信号，为两个信号之间的任意延迟时间，T为平均积分时

8、间（或称为时间常数）。 微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器 可以证明，只有当 f1(t) 和 f2(t) 为同频信号时，才可能有较大的输出值。锁相放大器正是利用了这个特性，在随时间的演变过程中两个同频信号可以相互关联，而噪声作为随机变量与被测信号不相关联，经过长时间积分平均后对周期性重复信号的累计要比对随机噪声的累计大得多，从而有可能将深埋于噪声背景中的信号取出，这就是相关检测方法能提高信噪比的原因。微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器 我们可以按照上式

9、来设计一个电路，其方框图如下， f1(t) 和 f2(t) 为周期函数：相关检测方框图f1(t)f2(t)延时器乘法器积分器T输出ttftfTRTTTd)()(21)(2112lim微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器 如果两个信号的频率分别为1和2，并记为：)sin()()sin()()(22221111tVtSttVtSS1(t) 和 S2(t) 的互相关函数为： ttTVVttTVVtttVVTtRTTTTTTTTTdcos4dcos4d)sin()sin(21)(21212212121222112112limliml

10、im微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器ttTVVtRTTTdcos4)(212112lim相关检测的输出信号：两个信号频率不等的情况下，经过长时间积分平均后输出必定为零，说明频率不等的两个信号是不相关的。只有当两个信号频率完全相等（1=2） 时，才有相关信号输出： )cos(2)()(2112VtVR微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器 上式说明当输入信号与参考信号频率相等时，相关检测的输出信号与输入信号的幅度V1(t)成正比，还与两个信号的相对相位 有

11、关。锁相放大器就是基于相关检测的原理，将与参考信号同频的信号检测出来，而把与参考信号不同频的噪声或干扰信号抑制掉，从而提高了测量的信噪比。微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器锁相放大器采用的是外差式振荡技术，它把被测量的信号通过频率变换的方式转变成为直流。即利用锁相放大器中的信号相关原理，对两个混有噪声的周期信号进行相乘和积分处理后，将信号从噪声中检测出来，并达到通过互相关运算削弱噪声影响的目的。锁相放大器的工作原理微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器如果

12、是一个2Hz和一个0.1Hz的信号相乘，用乘法器相乘得到的结果是一个交流调制波，基频是2Hz，幅频是0.1Hz 只有与参考信号频率完全一致的信号才能在乘法器输出端得到直流偏量，其他信号在输出端都是交流信号。如果在乘法器的输出端加一个低通滤波器，那么所有的交流信号分量全部被滤掉，剩下的直流分量就只是正比于输入信号中的特定频率的信号分量的幅值。 微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器图为典型的锁相放大器原理构成图。一般锁相放大器的组成分为三部分:信号通道、参考通道和相关器。被检测的信号往往是很微弱的，并且伴随的噪声很大。信号通道的

13、作用是将伴有噪声的微弱信号放大到足以推动相关器工作的电平，并兼有抑制和滤除部分干扰及噪声功能，从而扩大仪器的动态范围。因此信号通道位于相关器之前，它由输入变压器、低噪声前置放大器、各种功能的有源滤波器和主放大器等组成。传统锁相放大器的构成原理微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器 通常锁定放大器的参考通道输出是和信号同步的对称方波或正弦波，用以驱动相关器的场效应管开关。参考通道主要由触发电路、倍频电路、相移电路、方波形成电路及驱动电路组成。参考触发信号可在仪器内部产生，也可从外部输入，大部分产品由外部输人。输入波形可以是正弦波

14、、方波、三角波、脉冲波等各种周期信号。 相关器是一种完成被测信号与参考信号两者互相关函数运算的电子线路。它必须具有动态范围大、漂移小、时间常数可调、线性好、增益稳定和曲率范围宽等性能。由相关函数的数学表达式可知，需要一个乘法器和积分器实现这一数学运算，从理论上讲用一个模拟乘法器和一个积分时间为无穷大的积分器，就可以把深埋在任意噪声中的微弱信号检测出来。微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器 相敏检测器（相关器）是锁定放大器的核心部件，它实现了被测信号与参考信号的互相关运算。相敏检测器有模拟乘法器式和电子开关式，其中电子开关式相

15、敏检测器由于受到参考信号幅度波动的影响较小，所以得到更广泛的应用。电子开关式相敏检测器的输出等效为被测信号与幅度为1、占空比为50的方波信号r(t)的乘积。0( )cos()x tVt1014( 1)( )cos(21)21nnr tntn设输入信号为：根据傅立叶变换，r(t)可用三角函数的形式表示：r(t)与 相乘的结果为：( )x t微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器1100112( 1)2( 1)cos(22)cos22121nnnnVVntntnn式右边的第一项为差频项，第二项为和频项。经过低通滤波器（LPF），所

16、有的和频项与n1的差频项都被滤除，最后滤波器的输出为： 2( )cos( )oVu t说明被测信号通过相敏检测器(PSD)和低通滤波器(LPF)后，输出正比于被测信号的幅度、同时正比于参考信号与被测信号的相位差的余弦函数，此时，输出最大。1001( )( )( )4( 1)cos()cos(21)21pnnutx tr tVtntn微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器模拟乘法器型相敏检测器模拟乘法器型相敏检测器 模拟乘法

17、型相敏检测器的输出up(t)是他的两路输入信号（被测调制信号x（t）与参考信号r（t）的乘积，即：( )( ) ( )putx t r t微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器X X（t t）与）与r r（t t）均为正弦波）均为正弦波0( )cos()sx tVt0( )cos()rr tVt0( )( ) ( )0.5cos0.5cos(2)psrsrutx t r tVVVVt微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器( )0.5cospsrutVV经过经过

18、LPF后，得到输出为：后，得到输出为：微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器（1）幅频特性）幅频特性 如果被调制信号频率s偏离参考信号频率0 ，在相位=0时 ( )cos()ssx tVt0( )cos()rr tVt0( )0.5cos()0.5cos()psrsrsutVVtVVt 经过LPF后，和频分量被滤除，只考虑低通滤波器对 的响应。微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器RCx(t)y(t)()arctan()jRC ( )0.5cos()psrut

19、VVt20.5( )cosarctan()1 ()sroVVu ttRCRC 一阶一阶RCRC低通滤波器电路低通滤波器电路微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器 稳态情况下arctan()tRC20.5( )cos()1 ()sroVVu ttRC 这说明当频率相等时，有最大幅度输出。当频率不等时，输出幅度减小。低通滤波器的RC越大，输出随 的增大减小的越快，通频带宽越窄。|微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器（2）相敏特性）相敏特性 微弱信号检测微弱信号检

20、测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器适合于锁相放大器检测的信号应该是单频率的，或者说传导频谱所占宽度是较窄的，也就是要求信号所携带的检测量(信息)的变化是很缓慢的，否则检出的信息就会因丢失高额分量而畸变。微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器 在光谱测量中，经常遇到的是一种幅度随时间缓慢变化的连续型信号V1(t)。在采用锁相放大器进行检测时，先要对此信号进行某种调制，变换成一个与参考信号同频率的交流信号，经过锁相放大器同频相检后，将一个与V1(t)成正比的放大信号恢复出来，而随输

21、入信号一起携带进来的干扰噪声由于与参考信号频率不同都被滤除了。 例：光谱测量过程微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器随时缓慢变化的连续信号V1(t)经过调制V1(t)sin(mt+1)经过同频参考信号解调和积分将V1(t)信号放大恢复出来锁相放大器处理信号的过程微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器斩光器，通常调制频率为几百赫兹微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器光源斩光器探测器m参考信号

22、Lock-in信号输出信号测量过程I(t)I(t)m微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器 在使用过程中须注意对相位的调整，只有在某个恰当的相位条件下有最大幅度的输出信号。此外，积分时间常数 T 的选取也很重要，时间常数T 越长，相当于低通滤波器的带宽越窄，对噪声的抑制能力越强。但由于我们所测量的是一个幅度缓慢变化的信号 V1(t)，它仍然占有一定的频带宽度，因此，低通滤波器就需要有一定的带宽，保证该信号通过。如果时间常数 T 取得过长，低通滤波器带宽过窄，将会引起信号 V1(t) 的失真。具体分析如下：微弱信号检测微弱信号检

23、测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器锁相放大器对信噪比的改善程度（输出信噪比与输入信噪比的比例）为TnBnBinSNRoutSNR式中Bn为相敏检波器前的等效噪声带宽。相敏检波器和随后的低通滤波器可以被看成一个带宽非常窄的组合滤波器， 为低通滤波器的等效噪声带宽，由时间常数 T 来决定。这样，锁相放大器对信噪比的改善程度大致为103106倍。微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器太赫兹时域光谱系统微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章

24、 锁相放大器锁相放大器微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器扫描单色仪聚焦透镜PMT高压电源记录仪锁相放大器参考信号信号斩光器Ne灯光谱灯电源输出用锁相放大器对Ne光谱进行测量微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器频率调制光谱方框图电光晶体吸收样品探测器锁相放大器数据采集系统调制驱动源V参考输入输出扫描激光微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal

25、 Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器 速度调制光谱测量方框图入射激光放电吸收样品池光探测器放电电源fm锁相放大器fm信号输出参考 fm放电电极微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器锁相放大器（Lock-in amplifier)型号：EG&G 5101型 灵敏度：1V 补偿调节：10满度信号频率：5Hz 100KHz 时间常数：1ms 30s微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器 灵敏度： 1V250mV；频率范围： 5Hz100k

26、Hz； 输入阻抗： 1M； 输出幅度：1V，600 满度； 补偿调节：10 满度信号； 参考信号：不小于200mVPP，最大不超过5VPP， 在1VPP时，相位角指示绝对值最准确； 参考信号输入阻抗： 1M； 时间常数： 1ms30s 可调。EG&G5101型锁相放大器的参数微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器 SR830 锁相放大器信号输入模拟输出参考信号正弦波输出A通道显示B通道显示参考信号显示微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器SR830锁相

27、放大器灵敏度：2nV 1V； 测量频率：100KHz时间常数：10s 30s； 补偿：10倍满度值微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器 输入满刻度灵敏度 2nV - 1V； 输入阻抗 10M+25pF, AC或DC耦合； 参考信号频率范围 1mHz 102kHz； 相位角度的误差 1； 时间常数 10s 30s； 内置振荡器频率范围 1mHz 102kHz； 调零补偿范围(offset) 105%满度值； 输出扩展 x 和 y 可以被扩展10至100倍。 SR830锁相放大器的主要指标 微弱信号检测微弱信号检测 (Weak

28、Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器锁相放大器的性能指标（1）满刻度输出时的输入电平）满刻度输出时的输入电平FS （Full scale input level）FS表征了锁放的测量灵敏度，它取决于系统的总增益。表征了锁放的测量灵敏度，它取决于系统的总增益。例如，增益为例如，增益为108，满刻度输出为，满刻度输出为10V，则，则FS输入电平为输入电平为0.1uV。微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器（2）过载电平）过载电平OVL（overload）使使LIA任何一级出现临界过载的输入信号电平。

29、当输入信任何一级出现临界过载的输入信号电平。当输入信号或噪声超过号或噪声超过OVL时，系统将引起非线性失真。为使噪声不时，系统将引起非线性失真。为使噪声不至于导致至于导致LIA过载引起非线性失真，其过载引起非线性失真，其OVL应远大于应远大于FS。噪声波形不规则，不同波形噪声其噪声系数不同，所以噪声波形不规则，不同波形噪声其噪声系数不同，所以OVL不用均方根、有效值来衡量，而用峰值来度量。不用均方根、有效值来衡量，而用峰值来度量。微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器（3）最小可测信号）最小可测信号MDS（minimum di

30、scernible signal）输出能分辨的最小输入信号，是测量值的下限。输出能分辨的最小输入信号，是测量值的下限。MDS主主要取决于系统漂移（温漂、时漂），输出端的漂移量折合到要取决于系统漂移（温漂、时漂），输出端的漂移量折合到输入端即为输入端即为MDS。当输入信号幅度小于当输入信号幅度小于MDS，它会被，它会被LIA直流通道的漂移直流通道的漂移所掩盖，被测信号幅值不能被测量出来。所掩盖，被测信号幅值不能被测量出来。微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器（4）输入总动态范围）输入总动态范围在给定测量灵敏度条件下，在给定测量

31、灵敏度条件下，LIA的的OVL与与MDS之比的分之比的分贝值：贝值：输入总动态范围输入总动态范围=20lg(OVL/MDS) （dB）它是评价它是评价LIA从噪声检测信号的极限指标，反映从噪声检测信号的极限指标，反映LIA允许允许的输入噪声最大峰值与可以测出的最小信号之间的关系。的输入噪声最大峰值与可以测出的最小信号之间的关系。微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器（5）输出动态范围）输出动态范围满刻度输出时的输入电平满刻度输出时的输入电平FS与与MDS之比的分贝值：之比的分贝值：输出动态范围输出动态范围=20lg(FS/MD

32、S) （dB）它反映它反映LIA可以检测出的有用信号的动态范围。可以检测出的有用信号的动态范围。（6）动态储备）动态储备LIA的过载电平的过载电平OVL与满刻度输出时的输入电平与满刻度输出时的输入电平FS之比之比的分贝值：的分贝值：动态储备动态储备=20lg(OVL/FS) （dB）它反映系统抵御干扰和噪声的能力。它反映系统抵御干扰和噪声的能力。微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器输入总动态范围输入总动态范围=输出总动态范围输出总动态范围+动态储备动态储备微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection

33、)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器根据不同的用途可分类为：根据不同的用途可分类为：1.1.正交矢量型锁定放大器正交矢量型锁定放大器同相输出：正交输出： 被测信 的幅度和相位：微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器2.2.外差式锁定放大器外差式锁定放大器避免信号频率特性改变时使得信号的频率位于带通滤波器的边沿，导致输出不稳定微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相

34、放大器 频率合成器内部有一个频率为频率合成器内部有一个频率为fifi的晶体振荡器，其频率稳定的晶体振荡器，其频率稳定性很高，再利用锁相环（性很高，再利用锁相环（PLLPLL）合成出）合成出f fi i+f+f0 0当当PLLPLL处于锁定处于锁定状态状态f f0 0=f=f0 0时，上图闭环回路形成锁相环。时，上图闭环回路形成锁相环。微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器1 1）振荡与混频：频率合成器有两个振荡器，一个是晶体振荡器，）振荡与混频：频率合成器有两个振荡器，一个是晶体振荡器，产生高度稳定的产生高度稳定的f fi i

35、；另一个是压控振荡器，输出频率为；另一个是压控振荡器，输出频率为f fi i+f+f0 0，频率受频率受VCOVCO输入电压输入电压VcVc的控制。这两种频率混频相乘，产生差频的控制。这两种频率混频相乘，产生差频f f0 0和和频项和和频项2f2fi i+f+f0 0，经，经LPFLPF输出给鉴相器。输出给鉴相器。2 2）鉴相：参考通道的）鉴相：参考通道的f f0 0与与LPFLPF的正弦波的正弦波f f0 0在鉴相器中进行鉴相，在鉴相器中进行鉴相，当当f f0 0=f=f0 0且两者同相，鉴相器输出电压为且两者同相，鉴相器输出电压为0 0，积分器输出为，积分器输出为0 0，VCOVCO振荡频

36、率不变，锁相环处于锁定状态。振荡频率不变，锁相环处于锁定状态。 当当f f0 0fff0 0时，鉴相器输出电压为正，经积分放大给时，鉴相器输出电压为正，经积分放大给VCOVCO降低输出降低输出频率，从而使频率，从而使f f0 0趋于趋于f f0 0 ，直到，直到f f0 0=f=f0 0 ，此时环路达到新平衡。，此时环路达到新平衡。 微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器3.3.微机化数字式相敏检测器微机化数字式相敏检测器微弱信号检测微弱信号检测 (Weak Signal Detection)第四章第四章 锁相放大器锁相放大器1 1）DPSDDPSD中用存储器或寄存器来保持信息，不会因时间长而丢失，中用存储器或寄存器来保持信息，不会因时间长而丢失，而且存储空间大；时间常数具有很大的变化范围，等效噪声带宽而且存储空间大；时间常数具有很大