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鎖相放大器

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鎖相放大器的工作原理是什么？

鎖相放大器簡介
鎖相放大器技術(shù)于20世紀(jì)30年代問世，并于20世紀(jì)中期進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段，這種電子儀器能夠在極強(qiáng)噪聲環(huán)境中提取信號幅值和相位信息（參見Figure 1）。鎖相放大器采用零差檢測方法和低通濾波技術(shù)，測量相對于周期性參考信號的信號幅值和相位。鎖相測量方法可提取以參考頻率為中心的指定頻帶內(nèi)的信號，有效濾除所有其他頻率分量。
如今，市面上最好的鎖相放大器具有高達(dá)120dB的動態(tài)儲備，意味著這些放大器可以在噪聲幅值超過期望信號幅值百萬倍的情況下實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)測量。幾十年來，隨著科技的不斷發(fā)展，研究人員已經(jīng)針對鎖相放大器研發(fā)出諸多不同的應(yīng)用方法。如今的鎖相放大器主要用作精密交流電壓儀和交流相位計(jì)、噪聲測量單元、阻抗譜儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀、頻譜分析儀以及鎖相環(huán)中的鑒相器。

工作原理簡要介紹
鎖相放大器利用信號的時間相關(guān)性將信號從嘈雜背景中提取出來。鎖相放大器首先將輸入信號與參考信號相乘（有時也稱下混頻或外差/零差檢測），然后通過一個可調(diào)低通濾波器進(jìn)行濾波，這種方法稱為解調(diào)檢測或相敏檢測，用于將期望頻率的信號從所有其他頻率分量中分離出來（參見Figure 2）。
參考信號可由鎖相放大器自身生成，也可由外部信號源提供給鎖相放大器和實(shí)驗(yàn)設(shè)備。參考信號通常為正弦波，但也可以采用其他信號。采用純正弦波解調(diào)時，可以有選擇地對基礎(chǔ)頻率或其任意諧波進(jìn)行測量。有些儀器采用方波進(jìn)行解調(diào)，但方波會捕捉信號的所有奇次諧波，從而可能引入系統(tǒng)性測量誤差。

應(yīng)用領(lǐng)域簡要介紹
鎖相放大器的功能極其豐富多樣。與頻譜分析儀和示波器一樣，鎖相放大器對于很多實(shí)驗(yàn)室來說不可或缺，已經(jīng)成為光學(xué)和光子學(xué)、納米技術(shù)和材料科學(xué)、量子技術(shù)、掃描探針顯微鏡和傳感器等領(lǐng)域的研究實(shí)驗(yàn)室的重要組成部分。

END
與大多數(shù)強(qiáng)大的工具一樣，要想充分發(fā)揮鎖相放大器的作用并成功設(shè)計(jì)各種實(shí)驗(yàn)，用戶必須充分了解其工作原理及特性。相關(guān)視頻內(nèi)容請點(diǎn)擊下方鏈接：
【鎖相放大器的基本工作原理】 https://b23.tv/DA6mnIC
你家有能用于量子領(lǐng)域的精密電壓源嗎？

有的，我們能為量子領(lǐng)域的研究人員提供多款超低噪聲、多通道、高精密的電壓源，我公司授權(quán)代理的巴塞爾儀器的LNHR DAC II（型號：SP1060）多通道通道精密電壓源，24位精度，12或24通道可選，±10 V 輸出電壓范圍/ 1.2 μV 步長，0.3 μVrms（@100HzBW）集成電壓噪聲，可用于應(yīng)用波動非常小的超穩(wěn)定直流偏置電壓和高分辨率掃描電壓敏感物理實(shí)驗(yàn)中，如低溫超導(dǎo)量子物理、量子輸運(yùn)、量子點(diǎn)等。更多詳情請聯(lián)系我們了解！
Time Tagger Series時間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)器的主要功能有哪些？

Time Tagger系列產(chǎn)品是具有獨(dú)特?cái)?shù)據(jù)處理架構(gòu)的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，尤其適用于時間相關(guān)的單光子計(jì)數(shù)、時間間隔計(jì)數(shù)、符合計(jì)數(shù)、數(shù)字協(xié)議分析、反聚束效應(yīng)、激光掃描顯微鏡、多維直方圖、支持SPADs、PMTs、SNSPDs、SiPMs等。
Time Tagger可以用在哪些領(lǐng)域？

量子光學(xué)/量子信息/量子通信、熒光壽命成像、動態(tài)光散射、單光子顯微鏡、頻率穩(wěn)定性分析、激光測距、粒子物理和精確時間協(xié)議同步測試等諸多領(lǐng)域。
Time Tagger可以自定義數(shù)據(jù)采集嗎？

可以的，您可以使用輸入通道的任意組合自定義您的測量：您可以使用一個Time Tagger讀取記錄來自不同硬件的輸入信號，也可以將從一個輸入通道獲取的信號同時應(yīng)用于不同的測量。
你家提供的時間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)器支持哪些編程語言？

Time Tagger系列時間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)器支持包括python、MATLAB、LabVIEW、C＃、C ++和Mathematica在內(nèi)的多種編程語言和架構(gòu)，您可以利用我們免費(fèi)的本機(jī)庫和代碼示例，個性化設(shè)計(jì)、操作實(shí)驗(yàn)。
Boxcar的應(yīng)用場景?

可進(jìn)行ns 級別的窄脈沖信號采集，如：pump-probe實(shí)驗(yàn)，半導(dǎo)體失效分析，核磁共振NMR/電子順磁共振EPR等等。
對于MEMS，顯微鏡應(yīng)用，推MFLI還是HF2LI？

推薦HF2LI鎖相放大器，雙通道，頻率高（DC-50MHz），可操作空間也高。

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