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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(jiǎn)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(hào)幅值和相位信息（參見Figure 1）。鎖相放大器采用零差檢測(cè)方法和低通濾波技術(shù)，測(cè)量相對(duì)于周期性參考信號(hào)的信號(hào)幅值和相位。鎖相測(cè)量方法可提取以參考頻率為中心的指定頻帶內(nèi)的信號(hào)，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(dòng)態(tài)儲(chǔ)備，意味著這些放大器可以在噪聲幅值超過期望信號(hào)幅值百萬(wàn)倍的情況下實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)測(cè)量。幾十年來(lái)，隨著科技的不斷發(fā)展，研究人員已經(jīng)針對(duì)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(cè)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(jiǎn)要介紹
鎖相放大器利用信號(hào)的時(shí)間相關(guān)性將信號(hào)從嘈雜背景中提取出來(lái)。鎖相放大器首先將輸入信號(hào)與參考信號(hào)相乘（有時(shí)也稱下混頻或外差/零差檢測(cè)），然后通過一個(gè)可調(diào)低通濾波器進(jìn)行濾波，這種方法稱為解調(diào)檢測(cè)或相敏檢測(cè)，用于將期望頻率的信號(hào)從所有其他頻率分量中分離出來(lái)（參見Figure 2）。
參考信號(hào)可由鎖相放大器自身生成，也可由外部信號(hào)源提供給鎖相放大器和實(shí)驗(yàn)設(shè)備。參考信號(hào)通常為正弦波，但也可以采用其他信號(hào)。采用純正弦波解調(diào)時(shí)，可以有選擇地對(duì)基礎(chǔ)頻率或其任意諧波進(jìn)行測(cè)量。有些儀器采用方波進(jìn)行解調(diào)，但方波會(huì)捕捉信號(hào)的所有奇次諧波，從而可能引入系統(tǒng)性測(cè)量誤差。

應(yīng)用領(lǐng)域簡(jiǎn)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(duì)于很多實(shí)驗(yàn)室來(lái)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(qǐng)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(hào)：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(zhǎng)，0.3 μVrms（@100HzBW）集成電壓噪聲，可用于應(yīng)用波動(dòng)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(qǐng)聯(lián)系我們了解！
Time Tagger Series時(shí)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(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，尤其適用于時(shí)間相關(guān)的單光子計(jì)數(shù)、時(shí)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？

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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(cè)量：您可以使用一個(gè)Time Tagger讀取記錄來(lái)自不同硬件的輸入信號(hào)，也可以將從一個(gè)輸入通道獲取的信號(hào)同時(shí)應(yīng)用于不同的測(cè)量。
你家提供的時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)器支持哪些編程語(yǔ)言？

Time Tagger系列時(shí)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(yǔ)言和架構(gòu)，您可以利用我們免費(fèi)的本機(jī)庫(kù)和代碼示例，個(gè)性化設(shè)計(jì)、操作實(shí)驗(yàn)。
Boxcar的應(yīng)用場(chǎng)景?

可進(jìn)行ns 級(jí)別的窄脈沖信號(hào)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(duì)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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