?鎖定放大器是一種具有可以從輸入信號中提取特定頻率信號的電路的設備。

鎖定放大器通過使用設備內(nèi)的混頻器將標準參考信號與輸入信號相乘來消除噪聲，并使用低通濾波器提取所需的特定頻率信號。設置稱為時間常數(shù)的設備特定值，時間常數(shù)越大，輸出信號的波動越小。

鎖相放大器的應用

鎖相放大器常用于光學領域，特別是光譜測定中。它也可以與顯微鏡結(jié)合使用。Rock'n Amplifier專門用于檢測微弱信號的實驗，例如天文觀測等天體物理測量，以及納米量級薄膜的光譜測量。

當測量厚度為數(shù)百納米或更小的薄膜時，來自樣品的信號很弱，因此放大信號并消除噪聲的設備（例如鎖定放大器）至關重要。此外，還常用于熒光顯微鏡、拉曼光譜顯微鏡、原子力顯微鏡等探針顯微鏡。

鎖相放大器原理

鎖相放大器的工作原理是用前置放大器將輸入信號放大，然后在混頻器中與標準參考信號相乘，然后用低通濾波器去除多余的噪聲成分，以提取所需的信號。這是用于檢測的類似電路的信號處理。

在鎖定放大器內(nèi)部，輸入信號和參考信號相乘以產(chǎn)生表示為輸入信號和參考信號的頻率之和或差的輸出。若輸入信號為Vi=Acos(ωit+Φ)，參考信號為Vr=Bcosωrt，則輸出頻率為{cos[(ωi-ωr)t+Φ]+cos[(ωi+ωr)t+Φ] } 正比于

然而，由于鎖定放大器應用了低通濾波器，因此唯一剩下的分量是 ωi-ωr 接近 0 的信號。換句話說，通過使其通過鎖定放大器，可以僅提取頻率接近參考信號的輸入信號，并去除諸如噪聲之類的隨機成分。

正弦波通常用作鎖定放大器的參考信號。有時使用方波作為參考信號以簡化電路并降低成本，但在這種情況下，噪聲去除性能不如正弦波。