鎖定放大�主要用于微弱信號的檢測,利用鎖定放大器可以有效的抑制背影噪聲,并對噪聲干�、煙霧干擾等干擾形式有很好的抗干擾作��
廣義地說,鎖定放大器是指一種能測量湮沒在噪聲中的信號振幅和相位�電壓�。一般的放大�,在放大信號的同時也將噪聲放�,因而不能檢出湮沒在噪聲中的信號,而鎖定放大器則能在檢測放大信號的同時,將噪聲抑制�
鎖定放大器的主要由三部分組成,�:信號通道(相關器前那一部分),參考通道和相關器(包括直流放大�)�
1、信號通道
信號通道位于相關器之�,由輸入放大�、低噪聲前置放大�、各種有源濾波器和放大器組成。其作用是將弱信號放大到足以推動相關器工作的電平,并兼有抑制和濾除部分噪聲及干擾的功能,擴大儀器的動態(tài)范圍。其前置放大器信號源電阻必須能夠與不同傳感器進行噪聲匹配以得到噪聲特性�
2、參考通道
其作用是輸出與輸入信號同步的、具有一定幅度的方波信號,以驅動相關器。其由觸�(fā)電路、倍頻電路、相移電�、方波產(chǎn)生和驅動電路等組��
3、相關器
相關器是鎖定放大器的關鍵部件,包括乘法器和積分器兩部�,最終完成被測信號與參考信號相關函�(shù)運算。它必須具有動態(tài)范圍�、漂移小、時間常�(shù)可調、增益穩(wěn)定和頻率范圍寬等特點。并要求輸入信號為正弦波或方�。如果被測信號是直流信號,則可用斬波器先將它轉換為交流方波再進行轉換檢測�
鎖定放大器的基本原理是:將伴有噪聲的輸入信號與一同頻率的參考信號通過相敏檢波器相乘以后積�,便可取出信號的振幅和相�,而噪聲在此過程中只要積分時間足夠�,便可被抑制掉。積分器一般由RC低通濾波器或有源濾波器等組��
1、信噪比的改�
鎖定放大器的信噪比改善程度為SNIR=2Bin/△fn,Bin為相關解調器前面帶通濾波器的帶寬,△fn是低通濾波的噪聲帶寬。由于△fn 遠遠小于Bin ,因此信號的信噪比將大大改善。但是當噪聲過大�,器件的非線性特性使乘法器不再具有理想乘法特�,進入過載狀�(tài),此時的相關解調器輸出信噪比迅速惡�,因�,在應用設計時應盡量使相關解調器具有大的過載能力� 此外� △fn過小會使測量時間過長,因此應該認識到:相關解調器的信噪比改善程度是有限的�
2、抗干擾能力的提�
首先鎖定放大器在尋的器中的應用可以提高其對噪聲干擾的抵抗能力。其次在煙霧干擾�,由于信號信噪比的改善使其檢測信號的能力大幅度提�,這就要求在干擾中的煙霧對制導激光的衰減能力要有上百倍甚至上萬倍的增加,也就使激光制導武器對煙霧有了更強的抗干擾能力�
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