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激光光斑尺寸的测量和研究摘要激光光斑尺寸是标志激光器性能的重要参数，也是激光器在应用中的重要参量。
本文主要介绍了两种测量激光光斑尺寸的方法：刀口扫描法，CCD 法。
分析了利用刀口法测量高斯光束腰斑大小的测量实验装置，并阐述了具体的测量过程。
此方法对激光光斑大小测量是可行的。
实验装置简单实用。
CCD法是利用CCD作为探测传感器，可以更精确地测出激光器的光斑尺寸和束腰光斑尺寸，克服了传统测量的繁杂过程，并用计算机控制及数据处理，测量精度得到提高，为激光器性能研究和光信息处理提供了一种新的方法。
本文给出了这两种方法测得的数据及处理结果。
结果表明，刀口扫描法对高能量光束半径的测量特别实用，装置简单，可在普通实验室进行测量。
CCD法检测的直观性好，不需要辅助的逐行扫描机械移动，成像精度和检测精度高。
关键词激光光斑尺寸；Matlab；CCD传感器；刀口法The Measurement and Research of Laser SpotSizeAbstractThe size of Laser spot is not only one important parameter of laser performance, but also in laser application.This paper introduces two methods of measuring laser spot diameter: scanning method, CCD: knife method. We analyze of measurement is cut the size of the gaussian beam waist measurement device spot, and elaborates on process of the measurement. Using this method of laser spot size measurement is feasible. The experiment device is simple and practical. CCD method uses the CCD sensor as a detection can be more accurate to measure the size of the laser spot and waist size spot, overcoming traditional measurement process and using computer control to deal with data processing, and the measurement accuracy is improved, providing a new method for laser performance study and light information processing. At the same time, it gives two methods of measured data and processing results.The results show that the method of blade scanning is practical for high-energy beams radius’s measurement. Simple device can be operated in ordinary laboratory. CCD detection method is visually good, and do not need to manufacture progress ive-scan auxiliary of the machine movement, the imaging accuracy and precision is the higherKeywords Laser spot size; Matlab; CCD sensor; knife-edge method.哈尔滨理工大学学士学位论文目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (4)1.1 课题背景 (4)1.2 国内外研究现状 (5)1.3 论文研究的内容 (7)第2章激光光斑测量方法探究 (8)2.1 刀口扫描法测激光光斑直径研究 (8)2.2 CCD测激光光斑直径方法 (12)2.3 本章小结 (20)第3章激光光斑尺寸的测量与数据分析 (21)3.1 刀口法测光斑直径 (21)3.1.1 90/10刀口法理论及方法 (21)3.1.2 计算理论 (23)3.1.3 实验数据处理 (23)3.1.4 实验分析 (25)3.2 CCD法测激光光斑方法 (25)3.2.1 用CCD拍摄光斑图像 (25)3.2.2 Matlab的图片处理 (26)3.2.3 图像处理结果 (26)3.2.4 实验分析 (29)3.3 本章小结 (30)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录A 英文原文 (34)附录B 中文译文 (38)附录C Matlab程序 (42)第1章绪论1.1课题背景激光技术对国民经济及社会发展有着重要作用，激光技术是二十世纪与原子能、半导体及计算机齐名的四项重大发明之一。
声学测量与分析作业指导书第一章声学测量基础 (2)1.1 声学测量概述 (2)1.2 声学测量参数 (2)第二章声级计与声级测量 (3)2.1 声级计的原理与结构 (3)2.2 声级测量方法 (4)2.3 噪声剂量计的使用 (4)第三章声学信号处理与分析 (5)3.1 声学信号处理基本原理 (5)3.2 声学信号的时域分析 (5)3.3 声学信号的频域分析 (6)第四章声源定位与识别 (6)4.1 声源定位技术概述 (6)4.2 声源定位方法 (7)4.3 声源识别技术 (7)第五章声学环境评估与监测 (8)5.1 声学环境评估方法 (8)5.2 噪声监测与控制 (8)5.3 声学环境监测设备 (9)第六章建筑声学测量与分析 (9)6.1 建筑声学测量方法 (9)6.1.1 声级计法 (9)6.1.2 声级频谱法 (9)6.1.3 声学成像法 (10)6.1.4 声学脉冲法 (10)6.2 建筑声学参数测量 (10)6.2.1 声级测量 (10)6.2.2 混响时间测量 (10)6.2.3 声音强度测量 (10)6.2.4 声学阻抗测量 (10)6.3 建筑声环境评估 (10)6.3.1 声环境质量评估 (10)6.3.2 声源识别与控制 (10)6.3.3 建筑构件隔声功能评估 (11)6.3.4 建筑空间声学特性优化 (11)第七章室内声学测量与分析 (11)7.1 室内声学测量原理 (11)7.2 室内声学参数测量 (11)7.3 室内声学环境优化 (12)第八章声学材料测量与分析 (12)8.1 声学材料概述 (12)8.2 声学材料测量方法 (12)8.2.1 吸声系数测量 (12)8.2.2 隔声功能测量 (13)8.2.3 阻尼功能测量 (13)8.2.4 反射功能测量 (13)8.3 声学材料功能分析 (13)第九章声学仪器与设备 (13)9.1 常用声学仪器 (13)9.2 声学设备维护与保养 (14)9.3 声学仪器校准与检验 (14)第十章声学测量与分析实例 (15)10.1 工业噪声测量与分析 (15)10.1.1 测量目的与背景 (15)10.1.2 测量设备与方法 (15)10.1.3 测量结果与分析 (15)10.2 城市环境噪声测量与分析 (15)10.2.1 测量目的与背景 (15)10.2.2 测量设备与方法 (15)10.2.3 测量结果与分析 (16)10.3 建筑声学测量与分析实例 (16)10.3.1 测量目的与背景 (16)10.3.2 测量设备与方法 (16)10.3.3 测量结果与分析 (16)第一章声学测量基础1.1 声学测量概述声学测量作为声学领域的一个重要分支，旨在通过对声音的定量分析，获取声学参数，为声学设计、噪声控制以及声学产品的研究与开发提供科学依据。
微波移相器的研究引言随着科技的不断发展，微波技术在无线电通信、导航系统、测量技术等领域的应用越来越广泛。
微波移相器作为微波技术中的重要元件，对相位进行精确控制，是实现微波信号处理的关键。
因此，对微波移相器的研究具有重要意义。
本文旨在探讨微波移相器的现状、设计及应用，以期为相关领域的研究提供参考。
研究现状微波移相器的主要作用是控制微波信号的相位。
目前，常见的微波移相器主要包括电阻式移相器、电容式移相器、铁氧体移相器和反射式移相器等。
电阻式移相器具有线性相位响应，但损耗较大；电容式移相器具有较低的损耗，但相位响应非线性；铁氧体移相器具有高的移相量和低的插入损耗，但工作带宽较窄；反射式移相器具有宽带性能，但插入损耗较大。
各种微波移相器均有其优点和局限性，应根据具体应用场景进行选择。
微波移相器的设计设计微波移相器的主要步骤包括建立微波电路模型、模拟电路性能、优化电路参数等。
首先，根据需求建立合适的微波电路模型，包括传输线、电阻、电容、电感等元件。
接着，利用电磁仿真软件对电路性能进行模拟，得到相位响应、插入损耗等性能指标。
最后，根据模拟结果优化电路参数，以实现最佳性能。
微波移相器的应用微波移相器在无线电通信、导航系统、测量技术等领域均有广泛应用。
在无线电通信方面，微波移相器可用于实现相位调制，提高通信系统的抗干扰能力和频带利用率。
在导航系统中，微波移相器可用于产生线性调频信号，提高导航精度和抗干扰能力。
在测量技术领域，微波移相器可用于相位测量和校准，提高测量准确度和稳定性。
结论本文对微波移相器的研究现状、设计及应应用进行了详细阐述。
通过对各种微波移相器的优缺点的比较，以及对其设计步骤和应用的介绍，我们可以看到微波移相器在微波技术中的重要作用。
未来研究方向包括开发新型微波移相器材料和结构，提高移相器的性能和可靠性；拓展微波移相器的应用领域，如毫米波、亚毫米波以及光波段等；同时还需要加强微波移相器在高速信号处理、量子信息等领域的应用研究。
基于InGaAs(P)/InP APD的单光子探测器的研制和性能研究单光子探测器是目前量子信息领域、激光雷达和生物医学等领域的关键器件。
基于InGaAs(P)/InP雪崩光电二极管(APD)的单光子探测器适用于近红外波段,制冷要求低,响应速度快,体积小巧,光纤与器件耦合较容易,实用性较强。
然而,相对于超导纳米线等性能更高的探测器以及用于可见光波段探测的光电倍增管和SiAPD,基于InGaAs(P)/InPAPD的单光子探测器的主要缺点在于其探测效率相对偏低,后脉冲概率较大。
单光子探测器常用于量子通信、激光雷达、荧光寿命分析等应用,不同应用对探测器的性能和工作条件要求差别较大,且其各项性能指标受外部参数影响较大。
研究单光子探测器的性能与其工作模式和参数的关系,特别是后脉冲效应与各参数的关系,针对不同应用系统研究不同侧重点的单光子探测技术,具有重要的研究意义和应用价值。
本论文研制了基于InGaAs(P)/InPAPD的近红外自由运转单光子探测器和门控单光子探测器,对其性能的测试方法和影响因素进行了研究,重点针对后脉冲效应进行了深入研究,并在激光测距系统应用中比较了两种探测器的性能及其对系统性能的影响。
主要的研究内容如下:1.综合现有猝灭恢复电路的优点,设计了超低延迟的主动猝灭主动恢复(AQAR)电路,研制了高性能的自由运转单光子探测器。
设计了在APD的阳极或阴极进行雪崩提取和猝灭的多种不同AQAR电路组合,不同电路组合具有不同的猝灭延迟和不同的最大过偏压。
对不同电路组合的雪崩猝灭性能进行了比较研究,并以此为指导对电路结构进行改进。
利用商用SiGe集成电路比较器、高速E-pHEMT射频晶体管和电容平衡噪声抑制电路设计了超低延迟的AQAR电路,其中巧妙地利用了比较器自身的锁存功能实现雪崩后猝灭状态的锁存,降低了反馈环路延迟;引入了电容平衡法,较好地消除了微分噪声。
改进的AQAR电路使雪崩持续时间短至约1ns,显著提高了自由运转探测器的性能。
相位测量技术的基本原理及应用相位测量技术是一种通过测量电、光等信号的相位变化来获取有关信号特征的方法。
它在许多领域中具有重要的应用，从通信系统到精密测量和科学研究，都离不开相位测量技术的支持。
一、相位的概念及基本原理在介绍相位测量技术之前，我们首先来了解相位的概念。
相位是描述信号或波动在时间上的变化状态的物理量。
它与频率相关，但不同于频率，相位直接体现了信号的位移特征。
在周期性的信号中，相位可以用角度（弧度）、时间或位置来表示。
相位测量技术的基本原理是通过比较两个或多个信号的相位差来测量信号的相对相位。
常用的相位测量技术包括干涉法、锁相放大器和相位比较法等。
1. 干涉法是利用两个或多个波动的干涉现象来测量相位差。
其中，杨氏双缝干涉和迈克尔逊干涉是最常见的两种干涉法。
它们通过测量光波的相位差来推导出光波的相位信息。
2. 锁相放大器是一种广泛使用的相位测量设备，特别适用于低频信号。
它通过参考信号和待测信号的相位差来提取待测信号的准确相位信息。
3. 相位比较法是利用一种或多种相位比较器来测量信号的相对相位。
它通常使用高速数字电路来进行相位比较，然后输出相对相位信息。
二、相位测量技术的应用领域相位测量技术在许多领域中都有广泛的应用，下面列举了其中一些重要的应用领域。
1. 通信系统：相位测量技术用于频率调制和解调、相位同步和时钟恢复等。
在光通信系统中，相位调制和解调是实现高速光通信的关键技术之一。
2. 精密测量：相位测量技术在精密测量中扮演着重要角色。
例如，在激光测距仪中，通过测量光波的相位差来计算目标物体与测量仪之间的距离。
3. 科学研究：相位测量技术在科学研究中有着广泛的应用。
例如，在光学领域，相位测量技术被用来研究光波传播现象，揭示光的本质和行为规律。
4. 医疗影像：相位测量技术在医疗影像中的应用越来越广泛。
例如，在光学相干断层扫描（OCT）中，相位测量技术被用来提高图像的分辨率和对比度，实现对生物组织的高精度成像。
2021575成像式光电容积描记技术（imaging Photoplethys-mography，iPPG）是近些年发展迅速的一种非接触式生理参数检测技术[1]，是在传统单点接触式光电容积描记技术（Photoplethysmography，PPG）上发展起来的。
与传统的接触式PPG相比，iPPG技术具有无创、非接触检测人体的优点。
在现代医学体系中，心率（Heart Rate，HR）、心率变异性（Heart Rate Variability，HRV）、呼吸率（Breathing rate，BR）、血氧饱和度（Oxygen saturation，SpO2）等生理参数的检测对人体健康评估、疾病诊断等起着重要的作用。
而生理参数检测除了应用在传统的医疗场景中，也逐渐扩展到智能教育等领域。
比如，通过检测教室空间里参与者的生理参数来进行情绪识别[2]，可以及时评估学生的心理健康情况，同时对教师及时调整教学状态也有很大的督促作用。
而在传统的教学课堂上，主要还是采用课堂观察这一评估方式。
课堂观察是教师动态捕捉教学现象，实时分析教学情况，获得教学质量反馈，以此对教学内容、方法、状态做出及时调整的重要手段。
但这种评估方式是一种基于经验的评价，主观性较强，评价结果不够精准[3]。
随着大数据、人工智能的不断发展，传统教育领域的智能化将是一个必然的发展趋势。
同时近些年来，智慧教育越来越受到国家的重视。
结合人工智能技术对学生的心理情绪进行及时监督，对iPPG技术及生理参数检测的教育应用综述郑鲲1，孔江萍1，周晶2，慈康怡1，常鹏11.北京工业大学信息学部，北京1001242.北京工业大学继续教育学院，北京100124摘要：获取学习状态数据是实现智能教育的前提，生理参数是反映学生学习状态的重要信息。
而目前在智能教育领域生理参数检测方法比较单一，仍然以接触式为主，存在一定局限性。
而非接触式生理参数检测方法更有利于智能教育的广泛推广。
海洋光学固有光学参数及其现场测量方法摘要海洋光学固有光学参数主要包括吸收系数、散射系数、衰减系数和体散射函数，这些参数仅取决于海水本身的物理特性，是海洋光学研究的基本参数。
本文主要介绍了固有光学参数以及目前国际海洋光学和海色遥感界最常用的固有光学参数测量方法。
关键词固有光学参数；吸收系数；后向散射系数0 引言自然水体中，不管是淡水还是盐碱水体，都含有溶解物质和粒子物质。
溶解物质和粒子物质的类型和浓度在各种水体中变化很大，这直接影响水体的光学性质。
自然水体的光学特性与生、地、化要素以及物理环境密切相关，因此研究自然水体的光学特性有很重要的意义。
19世纪初海洋研究者开始利用透明度盘目测自然光在海水中的垂直衰减。
19世纪末海洋学家开始注意研究海洋的光学特性，并采用光电方法测量了海洋的辐照度。
20世纪30年代瑞典等国的科学家设计了最初的海洋光学仪器，用以测定海水的光辐射场分布、体积衰减系数和散射系数。
20世纪60年代，Preisendorfer提出了比较系统的海洋光学辐射传递理论，根据海洋中光学特性是否随光场分布变化定义了海洋的固有光学特性和表观光学特性。
本文主要介绍自然水体的固有光学参数以及当前测量固有光学参数最常用的仪器。
1 固有光学参数介绍固有光学参数包括光谱吸收系数、散射系数、衰减系数和体散射函数等。
影响海水固有光学参数的海水组分主要包括：纯海水、悬浮颗粒物和有色可溶有机物（CDOM）。
水体总吸收系数与总散射系数分别为海水各组分吸收系数与各组分散射系数之和[3，6]。
其中，表示水体总吸收系数，分别表示纯水、浮游植物叶绿素、非色素悬浮颗粒物、有色可溶有机物的吸收系数；表示水体总散射系数，分别表示纯水和悬浮颗粒物的散射系数；为总后向散射系数，分别表示纯水和悬浮颗粒物后向散射的比例系数。
2 测量固有光学参数的仪器2.1 ac-s高光谱吸收衰减测量仪固有光学参数中的吸收系数a和衰减系数c可以由美国WET Labs 公司生产的ac-s高光谱吸收衰减仪[7]测量，该仪器是目前国际海洋光学和海色遥感界公认的吸收系数和衰减系数现场测量标准仪器。
第1篇一、实验目的1. 了解动态应变测量的基本原理和方法。
2. 掌握使用动态应变测量仪进行实验操作。
3. 分析动态应变测量结果，评估结构在动态载荷作用下的响应。
二、实验原理动态应变测量是研究结构在动态载荷作用下变形和应力分布的一种方法。
实验中，利用动态应变测量仪对结构进行实时监测，通过分析应变信号，可以得到结构在动态载荷作用下的应力分布、变形规律等信息。
实验原理主要包括以下两个方面：1. 惠斯登电桥原理：动态应变测量仪采用惠斯登电桥原理，将应变片粘贴在被测结构表面，通过应变片的变化来反映结构的应变。
当结构受到动态载荷作用时，应变片产生的应变信号通过电桥转换为电压信号，再由动态应变测量仪进行采集和分析。
2. 数字信号处理技术：动态应变测量仪将采集到的电压信号进行模数转换，得到数字信号，然后通过数字信号处理技术进行滤波、放大、积分等处理，最终得到结构在动态载荷作用下的应变信号。
三、实验仪器1. 动态应变测量仪：用于采集应变信号，分析结构动态应变。
2. 应变片：用于将被测结构的应变转换为电压信号。
3. 桥盒：用于连接应变片和动态应变测量仪。
4. 试验装置：用于施加动态载荷，模拟实际工程中的载荷环境。
四、实验内容1. 选择合适的应变片和桥盒，确保其与被测结构的材料性能相匹配。
2. 将应变片粘贴在被测结构表面，确保粘贴牢固，避免因粘贴不牢固导致实验误差。
3. 将应变片与桥盒连接，确保连接良好，避免接触不良导致信号失真。
4. 连接动态应变测量仪，进行实验前的参数设置，如采样频率、滤波器等。
5. 对试验装置进行调试，确保试验过程中动态载荷的施加稳定可靠。
6. 进行动态载荷试验，记录应变信号。
7. 对采集到的应变信号进行数字信号处理，分析结构在动态载荷作用下的应变分布和变形规律。
五、实验结果与分析1. 实验数据采集在动态载荷作用下，应变信号如图1所示。
从图中可以看出，应变信号在载荷施加过程中呈现出周期性变化，说明结构在动态载荷作用下的变形和应力分布具有周期性。
相关器的研究及其主要参数的测量微弱信号检测的核心问题是对噪声的处理。
最简单、最常用的办法是采用选频放大技术。
为检测信号，要求选频放大器的中心频率f 0与检测信号的频率f s 相同，尽量压缩带宽使Q 值提高，Q ＝f 0/Δf ,( Δf 选频放大器的信号带宽)，从而使大量处于通带两侧的噪声得以抑制，而检测有用的信号。
但是，选频放大器对信号频率f s 没有跟踪能力，很难达到f 0＝f s 的要求；另外对于选频放大器信号带宽应大于被测信号的频谱宽度，Q 值一般不能太高，当背景信号中的窄带噪声谱宽度与信号谱宽度可以比拟时，或在信号频率f s 附近有较强的干扰时，选频放大器处理噪声和干扰的能力更差。
据此，在微弱信号检测中，常规的选频放大器已不能满足要求。
对于窄带微弱信号，要求电路具有极窄的信号频带，即极高的Q 值，并且对于信号频率的变化不仅要具有自动的跟踪能力，而且同时又锁定信号 的相位ϕ，那么，噪声要同时符合与信号既同频又同时的可能性大为减少。
这就是相干检测的基本思想以及对噪声的处理方法。
也就是说，我们需要另一个相干信号，它只能识别被测信号的频率与相位。
完成频域信号窄带化处理的相干检测系统称为锁相放大器（Lock-in Amplifier ）,简称LIA 。
因为它实现了锁定相位的功能，故亦有译为锁定放大器的。
目前，锁定放大技术已广泛地用于物理、化学、生物、电讯、医学等领域。
因此，培养学生掌握这种技术的原理和应用，具有非常重要的现实意义。
本实验的目的是让学生了解相关器的原理，测量相关器的输出特性，掌握相关器正确的使用方法等。
一、实验目的通过对相关器的主要参数的测量了解相关器的工作原理。
二、相关器的工作原理１、相关检测微弱信号检测的基础是被测信号在时间轴上具有前后相关性的特点，所谓相关，是指两个函数间有一定的关系。
如果它们之间的乘积对时间求平均（积分）为零，则表明这两个函数不相关（彼此独立）；如不为零，则表明两者相关。
相关的概念按两个函数的关系又可分为自相关和互相关两种。
由于互相关检测抗干扰能力强，因此在微弱信号检测中大都采用互相关检测原理。
如果)(1t f 和)(2τ-t f 为两个功率有限信号，则可定义他们的相关函数为)(τR ＝∞→τlim T 21dt t f t f TT )()(21τ-⋅⎰- 10-1-1另)()()(11t n t V t f S +=,)()()(22t n t V t f r +=,其中)(1t n 和)(2t n 分别代表与待测信号)(t V S 及参考信号)(t V r 混在一起的噪声，则式10-1-1可写成∞→=ττlim )(R T 21dt t V t V t n t V r r T T S )]}()([)]()({[1ττ-+-⋅+⎰-＝∞→τlim T 21[⎰--T T r S dt t V t V )()(τ+⎰--T T S dt t n t V )()(2τ+⎰--T T r dt t n t V )()(1τ+⎰--T T dt t n t n )()(21τ] =)()()()(1212ττττR R R R r s sr +++ 10-1-2式中)(τsr R 、)(2τs R 、)(1τr R 、)(12τR 分别代表两信号之间，信号对噪声及噪声之间的相关函数。
由于噪声的频率和相位都是随机量，它们的偶尔出现可用长时间积分使它不影响信号的输出。
所以，可认为信号和噪声、噪声和噪声之间是互相独立的，它们的相关函数为零，于是10-1-2可写为)(τR ＝∞→τlim T 21⎰--T T r S dtt V t V )()(τ 10-1-3上式表明，对两个混有噪声的功率有限信号进行相乘和积分处理（即相关检测）后，可将信号从噪声中检出，噪声被抑制，不影响输出。
2．相关器 根据相关检测的原理可以设计的相关检测器，简称相关器，如图10-1-1所示，它是锁定放大器的心脏。
参考图10-1-1 相关器基本框图通常相关器由乘法器和积分器构成。
乘法器有两种：一种是模拟乘法器；另一种是开关式乘法器，常采用方波作参考信号，而积分器通常由RC 低通滤波器构成。
现设式10-1-3中两个信号均为正弦波：待测信号为：t e t V S S ωcos )(=;参考信号为: ])cos[()(ϕωωτ+∆+=-t e t V r r 在式中τ为两个信号的延迟时间，它们进入乘法器后变换输出为)(t V ，)(t V ＝t t e e t V t V r s r S ωϕωωτcos ])cos[()()(⋅+∆+=-⋅ ＝21]})2cos[(){cos(ϕωωϕω+∆+++∆t t e e r s即由原来以ω为中心频率的频谱变换成以差频ω∆及和频ω2为中心的两个频谱，通过低通滤波器（简称ＬＰＦ）后，和频信号被滤去，于是经ＬＰＦ输出的信号为)cos()(0ϕω+∆=t e Ke t V r s若两信号频率相同（这符合大多数实验条件），则ω∆＝０，上式变为ϕc o s )(0r s e Ke t V = 10-１-４ 式中Ｋ是与低通滤波器的传输系数有关的常数。
上式表明，若两个相关信号为同频正弦波时，经相关检测后，其相关函数与两信号幅度的乘积成正比，同时与它们之间位相差的余弦成正比，特别市当待测信号和参考信号同频同位相，即ω∆＝０，ϕ＝０时，输出最大，即r s om e Ke V =可见，参考信号也参与了输出。
模拟乘法器组成的相关器虽然简单，但它存在一系列缺陷，对参考信号的稳定性要求极高；对存在于待测信号和参考信号中的各高次谐波分量，以及低次谐波分量等，均有一定的响应；更严重的是，电路利用器件的非线形特性进行相乘运算，造成对输入信号中的各种分量及噪声进行检波而得到的直流输出，形成输出噪声，以致仍把微弱信号检出量淹没，基于上述原因，现行的设备中常采用开关式乘法器构成。
开关式乘法器，称为相敏检波器（简称PSD ）。
相关器由相敏检波器与低通滤波器组成。
信号V s此时待测信号)(t V S 为正弦信号，参考信号)(t V r 为方波信号。
t e t V s s S ωcos )(=])(5cos 51)(3cos 31)[cos(4)(⋅⋅⋅⋅⋅⋅-+++-+=-ϕωϕωϕωπτt t t t V r r r r])(3cos[31]){cos[(4)()(ϕωωϕωωπτ+±-+±=-⋅t t e t V t V s r s r s r S}])(5cos[51⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅-+±+ϕωωt s r当待测信号频率和参考信号基波频率相同时，即 s r ωω=，LPS 的输出为ϕcos )(0s e K t V ⋅= 10-1-5式中Ｋ只与LPS 传输系数有关，而与参考信号幅度无关的电路常数。
由10-1-5式表明，在参考信号为方波的情况下，经相关检测后，其输出仅与待测信号的幅度有关，也与两信号的相位差有关。
当改变参考信号相位ϕ时，可以得到不同的输出。
图10-1-2（a ）～(b)表示输出0V 与相位差ϕ的关系。
当ϕ＝０时，0V 正最大，ϕ＝π时，0V 负最大；ϕ＝π/2和ϕ＝3π/2时，0V 等于零。
当 非同步的干涉信号进入PSD 后，由于与参考信号无固定的相位关系，得到如图10-1-2（d ）的波形，经LPF 积分平均后，其输出值为零，实现了对非同步信号的抑制。
理论上，由于噪声和信号不相关，通过相关检测器后应被抑制，但由于LPF 的积分时间不可能无限大，实际上仍有噪声电平影响，它与LPF 的时间常数密切相关，通过加大时间常数可以改善信噪比，图10-1-2相敏检波器输出波形图三、 实验装置相关器实验盒原理如图10-1-3所示。
信号通道由加法器、交流放大器、开关式乘法器、低通滤波器、直流放大器组成。
参考通道由放大器和开关驱动电路组成。
加法器、开关式乘法器、直流放大器的输出端分别连接到面板所对应的电缆插座，供测量观察使用。
交流放大倍数、直流放大倍数及低通滤波器的时间常数，均由面板上对应的旋钮控制。
为了掌握相关器实验盒的原理，可参考实验室提供的电原理图和仪器的面板图。
加法器由运算放大器组成，有两个输入端，一个是待测信号输入端，另一个是噪声或干扰信号输入端。
在加法器把待测信号和噪声混合起来，便于研究观察相关器抑制噪声的能力。
加法器的输出连接到面板加法器输出插座，便于用示波器观察相加后的波形。
交流放大器也由反相输入的运算放大器器组成，放大倍数为1、10、100，由面板旋钮控制。
乘法器由两个运算放大器和一对开关组成开关式乘法器组成，其输出由面板PSD输出插座输出，供示波器观察乘法器输出波形。
低通滤波器由运算放大器和RC电路组成，时间常数由RC决定，面板控制时间常数分别为0.1s、1s、10s 。
直流放大器由一级反相输入的运算放大器组成，低通滤波器输出的信号由直流放大器进行放大，最后由面板直流输出插座输出，放大倍数1、10、100由面板控制旋钮调整。
参考方波信号由面板参考输入插座输入后，经两级运算放大器变成相位相反的一对方波，去控制由两个场效应管组成的并串联开关，完成乘法器的功能。
图10-1-3 相关器实验盒原理框图三、实验内容1、相关器PSD波形的观察及输出电压的测量使用仪器：双踪示波器和微弱信号检测技术综合实验装置。
其中综合实验装置要用到多功能信号源插件盒、相关器插件盒、宽带相移器插件盒、频率计插件盒、交直流噪声电压表插件盒等部件。
实验步骤：（1）接通电源开关，预热二分钟，用频率计测量正弦波输出频率，调节频左右；交直流噪声电压表换档开关拨到正弦档，测量率调整旋钮，使输出频率稳定在1KHZ正弦波输出电压，调节输出幅度旋钮，使输出电压幅度达到100mv左右。
（2）将多功能信号源正弦波输出分成两路，一路接到相关器待测信号输入端，另一路接到宽带相移器信号输入端；宽带相移器的同相输出端接到相关器的参考输入端。
置相关器交流放大倍数×10，直流放大倍数×1，低通滤波器时间常数选择1S档。
（3）用示波器接到相关器PSD输出端，观察乘法器输出的波形；交直流噪声电压表换档开关拨到直流档，接到相关器的直流输出端，测量相关器的直流输出电压。
当宽带相移器相位转换开关拨到ϕ＝０0时，调节其相移旋钮，使相关器直流输出电压达到正的最大，PSD 输出的波形如全波整流输出的波形一样；说明连接正确。
再将相移开关分别拨到ϕ＝18０0、9０0、27０0，记录相位、直流输出电压、PSD 波形。
（4）相位计的信号输入和参考输入分别接到相关器的信号输入和参考输入，调节宽带相移器相位旋钮，测出不同情况下的ϕ值，所对应的相关器直流输出电压和PSD 的波形。
