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五、数据处理调节参考信号与输入信号同频同相时，得到最大输出电压，波形变化如下图所示：不同频同相同频同相干扰信号:124.3mV时间常数（s）电压0.1 输入（mV）12.1 20.8 35.5 48.3 85.7输出（V） 1.37 2.33 3.75 4.96 7.141 输入（mV）12.1 20.7 35.7 48.6 85.5输出（V） 1.34 2.28 3.8 4.95 7.1610 输入（mV）12.1 20.7 34.5 48.6 88.8输出（V） 1.43 2.24 3.62 4.92 7.30干扰信号:353mV时间常数（s）电压0.1 输入（mV）13.2 20 35.1 48.5 89.5输出（V） 2.25 2.96 4.35 5.65 7.671 输入（mV）13.2 20 35.1 48.5 89.5输出（V） 2.17 3.05 4.42 5.48 7.7410 输入（mV）13.2 20 35.1 48.5 89.5输出（V） 2.29 2.95 4.45 5.50 7.71干扰信号:672mV时间常数（s）电压0.1 输入（mV）11.3 20.5 35.8 48.4 88.9输出（V） 2.90 4.09 5.15 6.00 8.121 输入（mV）11.3 20.5 38.5 48.4 88.9输出（V） 3.07 3.85 5.25 5.96 8.110 输入（mV）11.3 20.5 35.8 48.4 88.9输出（V） 2.89 3.91 5.20 6.09 8.01（1） 干扰信号为124.3mV 时，分别作出时间常数RC 分别为0.1s 、1s 、10s 的输入-输出电压散点图，并线性拟合：20406080Ui mV 1234567Uo V干扰信号：124.3mV拟合函数分别为：RC=0.1s ： y=0.764 +0.0777xRC=1s ： y=0.719 +0.0786xRC=10s ： y=0.777 +0.0763x根据公式211K RC ω-=，其中传输系数K 为以上各图的斜率，算出 分别为 RC=0.1s ： 2211110.0777128.3110.1K Hz RC ω--=== RC=1s ： 2211110.078612.6831K Hz RC ω--===RC=10s ： 2211110.0763 1.30710K Hz RCω--===（2） 干扰信号为353mV 时，分别作出时间常数RC 分别为0.1s 、1s 、10s 的输入-输出电压散点图，并线性拟合：20406080Ui mV 2468Uo V拟合函数分别为：RC=0.1s ： y=1.664+0.0705xRC=1s ： y= 1.637 +0.0711xRC=10s ： y=1.676 +0.0703x根据公式211K RC ω-=，其中传输系数K 为以上各图的斜率，算出 分别为 RC=0.1s ： 2211110.0705141.4910.1K Hz RC ω--=== RC=1s ： 2211110.071114.0291K Hz RC ω--===RC=10s ： 2211110.0703 1.41910K Hz RCω--===（3） 干扰信号为672mV 时，分别作出时间常数RC 分别为0.1s 、1s 、10s 的输入-输出电压散点图，并线性拟合：20406080Ui mV 2468Uo V拟合函数分别为：RC=0.1s ： y=2.610 +0.0644x RC=1s ： y=2.625+0.0639x RC=10s ： y=2.589+0.0641x根据公式211K RC ω-=，其中传输系数K 为以上各图的斜率，算出 分别为 RC=0.1s ： 2211110.0644154.9570.1K Hz RC ω--===RC=1s ： 2211110.063915.6161K Hz RC ω--===RC=10s ： 2211110.0641 1.55710K Hz RCω--===数据处理结果如下表： 干扰信号(mV) RC=0.1s RC=1sRC=10sKω（Hz ）Kω（Hz ）K ω（Hz ） 124.3 0.0777 128.331 0.0786 12.683 0.0763 1.307 353 0.0705 141.491 0.0711 14.029 0.0703 1.419 6720.0644 154.975 0.0639 15.6160.06411.557六、实验结果陈述与总结在本实验中，我们测量了锁相放大输入电压与输出电压，并通过数据处理，得到传输系数和圆频率。
潘明良数理0920912400216 实验内容用锁相放大器测量结电容【实验目的】1.了解通过测量不同偏压下p-n结势垒电容求杂质分布的原理和方法2.学习使用锁相放大器【实验原理】1.p-n结的势垒电容在器件的使用温度范围内，p-n结的点穴性能由杂质决定。
即多子浓度与掺杂浓度相等而少子浓度比杂质浓度低得多。
因此，p区和n区交界处存在着空穴和电子的浓度梯度。
p区的空穴要想n区域扩散，放在p区剩下带负电的电离受主，形成一个带负电荷的区域。
同样，n区的电子要想p区扩散，在n区剩下带正电的电离施主，形成一个带正电荷的区域。
这样在p区和n区交界面两侧形成的带正负电荷的区域叫空间电荷区域。
CxVR图1 p-n 结的结电容给p-n 结加上反偏电压V R ，空间电荷区的宽度w 和空间电荷区域所带的空间电荷量Q 都会发生变化。
定义x RdQC dV =为p-n 结的结电容，这是个微分方程，它是p-n 结的势垒电容。
为了简单起见，下面我们只讨论突变结。
突变结p 区的杂质浓度为N A ，n 区的杂质浓度为N D ，p 区和n 区的交界处，杂质分布有一突变。
如果一边的杂质浓度比另一边大得多，则称之为单边突变结。
可以证明，单边突变结的结电容21/201[]2d x R DA q N C V V εε=+又由0xA w C εε=得到231122001()2[][]x x x D R Rd C C dC N A q dV A q dV εεεε--==2.结电容的测量方法在反向直流偏压V R 上叠加一个微小的交变电压信号，待测的p-n 结电容Cx 与一个固定电容Co 串联后接交流信号源v （t ）。
用锁相放大器检测Co 两端的电压v i ，当Co>>Cx 时，有1000111()[]()()x i x C v v t v t jwC jwC jwC C -=+≈ 上式表明，电容0C 上的交变电压i v 与待测的p-n 结电容x C 成正比。
锁相放大器实验报告摘要：本实验利用锁相放大器对信号中的噪声进行抑制并对其进行检测，了解相关检测原理，锁相放大器的基本组成；掌握锁相放大器的正确使用方法及在检波上的应用。
通过实验学会锁相放大器的使用，掌握利用锁相放大器来观察信号输入信号通道前后的幅值以及波形情况，获得相位与电压、放大倍数与电压的关系，并且通过噪声的观察知道如何消除噪声。
关键词：锁相放大器，微弱信号放大，PSD输出波形，谐波响应引言：随着科学技术的发展，微弱信号的检测越来越重要。
微弱信号检测是利用电子学、信息论、物理学和电子计算机的综合技术。
它是在认识噪声与信号的物理特性和相关性的基础上，把被噪声淹没的有用信号提取出来的一门新兴技术学科。
锁相放大器就是检测淹没在噪声中微弱信号的仪器。
它可用于测量交流信号的幅度和位相，有极强的抑制干扰和噪声的能力，极高的灵敏度，可检测毫微伏量级的微弱信号。
锁相放大器可以理解为用噪声频带压缩的。
方法，将微弱信号从噪声中提取出来。
自1962年第一台锁相放大器商品问世以来，锁相放大器有了迅速发展，性能指标有了很大提高，现已被广泛应用于科学技术的很多领域。
一、实验原理：1、噪声在物理学的许多测量中，常常遇到极微弱的信号。
这类信号检测的最终极限将取决于测量设备的噪声，这里所说的噪声是指干扰被测信号的随机涨落的电压或电流。
噪声的来源非常广泛复杂，有的来自测量时的周围环境，如50Hz市电的干扰，空间的各种电磁波，有的存在于测量仪器内部。
在电子设备中主要有三类噪声：热噪声、散粒噪声和1／f噪声，这些噪声都是由元器件内部电子运动的涨落现象引起的。
从理论上讲涨落现象永远存在，因此只能设法减少这些噪声，而不能完全消除。
2、相干检测及相敏检波器微弱信号检测的基础是被测信号在时间上具有前后相关性的特点。
相关反映了两个函数有一定的关系，如果两个函数的乘积对时间的积分不为零，则表明这两个函数相关。
相关按概念分为自相关和互相关，微弱信号检测中一般都采用抗干扰能力强的互相关检测。
锁相放大实验预习报告物理072 陈焕07180217摘要：介绍了测量弱信号的一种实验仪器——锁相放大器，以及锁相放大器的基本工作原理，即利用相关检测原理；测量了利用锁相放大器测量弱信号时相关器的参数。
关键字：锁相放大器、相关检测、相关器的参数引言：测量微弱的变化时，先利用传感器将其转化为相应的电信号，然后对这些电信号进行放大，再记录和利用。
但有电信号十分微弱，而且在各种条件下的噪声和干扰很可能将这些微弱信号淹没，因此不能使用单纯的放大器。
解决这个问题的其中一种方法就是采用相关接收的原理，锁相放大器就是一种利用该原理的仪器。
锁相放大器的介绍：典型的锁相放大器由三部分组成：信号通道，参考通道，相关器。
a．信号通道：是相关器前的那一部分，包括低噪声前置放大器，输入电压器，各种功能的有源滤波器，主放大器等组成，作用是把微弱信号放大到足以推动相关器工作的电平，并兼有抑制和滤掉部分干扰和噪声。
b．参考通道：作用是产生与被测信号同步的参考信号输出相关器，主要是触发电路、相移电路、方波形成电路和驱动信号组成。
c．相关器：这是锁相放大器的核心部分，包括乘法器、低通滤波器和直流放大电路。
相关器的介绍：相关器由相敏检波器与低通滤波器组成，是锁相放大器的核心部件。
锁相放大器中的相关器，由一个开关式乘法器与低通滤波器组成。
sin()A A V V t ωϕ=+41(sin sin 3......)3B R R V t t ωωπ=++ 相乘电路采用开关电路，参考电路B V 可以认为是以频率R ω的单位幅度方波。
A V 为输入信号，表示为sin()A A V V t ωϕ=+，当R ωω=为信号，R ωω≠时为噪声或干扰。
,A B V V 之间的相位差ϕ可以由锁相放大器参考通道的相移电路调节，12A V V V =∙0000,1,2.....12121t t R C An R V V e R n π--∞-==-+∑ 式中：12100tan [(21)]]n R Q n R C ωω--+=-+当R ωω=时，0012cos A R V V R ϕπ=-上式表明： 1、 输出不仅与待测信号的幅度A V 有关，也与两信号的相位差ϕ有关。
浙江师范大学实验报告实验名称锁相放大实验班级物理081班姓名王蓓学号08270112同组人翁先祥王聪叶品昭实验日期2010/10/19 室温气温锁相放大实验【摘要】弱信号的测量在当今物理实验中占着很大的地位。
其中锁相放大器是目前最常见的仪器，适用于对淹没在噪声背景中的正弦波或方波信号的检测。
通过本实验及相关知识的了解，了解相关检测原理，锁相放大器(LOOK-IN)的基本组成，掌握锁相放大器的正确使用方法及在检波上的应用。
【关键词】锁相放大器信噪比微小变化传感器放大信号噪声【正文】锁相放大器实际上是一个模拟的傅立叶变换器。
锁相放大器的输出是一个直流电压，正比于是输入信号中某一特定频率（参数输入频率）的信号幅值，而输入信号中的其他频率成分将不能对输出电压构成任何贡献。
这样我们可以利用参考信号把有用信号从待测信号中分离出来。
锁相放大器主要有三大部分组成：信号通道、参考通道、相关器。
如下图所示：信号通道包括低噪声前置放大器、有源滤波器、主放大器，它的作用是把微弱信号放大到足以推动乘法器的工作电平，并兼顾抑制噪声的功能。
参考通道是指从参考信号输入到乘法器输入之前的部分，它的作用是产生于被测信号同步的参考信号，通常参考通道输出的是与被测信号同步的对称方波，用以驱动乘法器工作。
锁相放大器的频率变换是通过乘法运算来进行的。
一般的乘法运算模拟电路，其线性程度和温度稳定性都存在问题。
所以在实际的锁相放大器中，采用开关元件进行同步检波，由此实现频率变换。
由开关元件所进行的同步检波电路，称作PSD （相敏检波器，Phase Sensitive Detector ），这是组成锁相放大器的心脏部分。
实际电路存在各种噪声会影响实验的精确度。
锁相放大器对于噪声的抑制能力，是由上图中低通滤波器（LPF ）的截止频率来确定的。
锁相放大器的基本原理是相关接收原理，在相关接收中，可以把两个信号的函数1()f t 和2()f t 的相关函数定义为：121()lim()()2TTT R f t f t dtT ττ-→∞=-⎰它是度量一个随机过程在时间t 和t τ-两时刻线性相关的统计参数，如果1()f t 和2()f t 完全没有关系，则相关函数将是一个常数。
锁相放大器报告1. 引言锁相放大器（Lock-in Amplifier）是一种用于检测和放大微弱信号的仪器。
它的原理是利用参考信号与待测信号进行相位比较，并通过频率调制将待测信号转换成与参考信号频率相同的信号，从而实现信号的放大与解调。
锁相放大器在许多领域都有广泛的应用，例如光学测量、电子学实验、磁学、生物医学等。
本报告将重点介绍锁相放大器的原理、应用以及仪器的使用方法。
2. 原理锁相放大器的核心原理是相位敏感放大技术，它通过与参考信号进行相位比较，实现对待测信号的放大与解调。
具体原理可以分为以下几个步骤：1.信号混频：将待测信号与参考信号进行混频，产生一个电压与参考信号频率相同的交流信号。
2.低通滤波：对混频后的信号进行低通滤波，滤除高频噪声部分。
3.相位移动：通过改变参考信号的相位，实现对待测信号相位的调整。
相位调整后，待测信号与参考信号之间的相位差将被最小化。
4.放大器：对调整后的信号进行放大，增加信号的幅度。
5.解调器：将放大后的信号与参考信号进行相乘，得到待测信号的幅度信息。
锁相放大器将以上步骤组合在一起，能够对微弱信号进行高增益放大和高精度解调，从而提高信号的检测灵敏度和测量精度。
3. 应用锁相放大器在许多领域都有广泛的应用，下面将介绍几个典型的应用场景。
3.1 光学测量在光学测量中，锁相放大器常用于检测光能量、相位差、频率等参数。
例如在光学干涉仪中，通过锁相放大器可以对光的干涉信号进行放大和解调，从而实现对干涉信号的精确测量。
3.2 电子学实验锁相放大器在电子学实验中也有着广泛的应用，可以用于检测微弱信号、分析信号的谐波成分等。
例如在电阻、电容和电感测量中，锁相放大器可以消除噪声的影响，提高测量的精度。
3.3 生物医学在生物医学领域，锁相放大器被广泛应用于生物信号检测和分析。
例如在心电图检测中，锁相放大器可以提取出心电信号的有效部分，并抑制背景噪声干扰，从而实现对心电信号的准确分析和诊断。
锁相放大实验报告锁相放大实验报告摘要本实验利用锁相放大器对微弱信号中的噪声进行抑制并对其进行检测，了解相关检测原理，锁相放大器的基本组成；掌握锁相放大器的正确使用方法及在检波上的应用。
通过实验学会锁相放大器的使用，掌握利用锁相放大器来观察信号输入信号通道前后的幅值以及波形情况，获得相位角与电压、放大倍数与电压的关系，并且通过噪声的观察知道如何消除噪声。
关键词锁相放大器，通道，噪声带宽，信噪比正文锁相放大器己成为现代科学技术中必不可少的常备仪器。
国内72年南京大学首先从事这方面的研究工作，1974年研制成了第一台实验室样机，继后物理所等单位相继进行了这一方面的研究工作，1978年才有了工厂生产产品。
现在测量毫微伏量级的信号已是可能。
锁相放大器在涉及到微弱信号检测的各个领域都已得到了广泛的应用。
一、实验原理简析锁相放大器就是用来检测淹没在噪声中的微弱交流信号。
本质上，锁相放大器是一个具有任意窄带宽的滤波器，其频率调谐到信号的频率，排除掉大多数不需要的噪声而只允许被测量信号通过。
除了滤波，锁相放大器也能够提供增益，锁相放大器可以从噪声中提取比噪声小1000倍甚至10000倍的信号，锁相放大器的信噪改善比特别高它可用于测量交流信号的幅度和相位。
有极强的抑制干扰和噪声的能力，有极髙的灵敏度。
1.相关检测原理所谓相关就是指两个函数间有一定的关系，如果他们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。
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是采用互相关检测原理。
如果）（ltf和）（2 tf为两个功率有限的信号，则可定义其相关函数为：TTldttftfTR）（）（2/llim21）（由于噪声的频率和相位都是随机量，它的偶尔出现可用长时间积分使它不影响信号的输出。
因而可以认为信号和噪声，噪声和噪声之间是互相独立，相关函数为零，通过推导，则：YTrsdttvtTR）（）（2/1 lim）（由此可知，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。
锁相放大器实验报告BY陈群浙江师范大学实验报告实验名称锁相放大实验班级物理071姓名陈群学号07180116同组人刘懿钧实验日期09/12/1室温气温锁相放大实验摘要：锁相放大器(Lock-in amplifier, LIA)自问世以来，在微弱信号检测方面显示出优秀的性能，它能够在较强的噪声中提取信号，使测量精度大大提高，在科学研究的各个领域得到了广泛的应用。
它利用待测信号和参考信号的互相关检测原理实现对信号的窄带化处理，能有效地抑制噪声，实现对信号的检测和跟踪。
因此，学生掌握锁相放大技术的原理与应用具有重要的意义。
关键词：锁相放大器微弱信号PSD信号引言：在进展一日千里的现代科技领域中，精密量测技术的发展对于近代工业有关键性的影响。
当我们研究的系统日趋庞大，交互作用复杂，但所欲了解的现象却越来越精细时，如何在一大堆讯号中获得我们真正想要的信息便成为一个重要的课题。
一般的线性放大器可以将微弱的电子讯号放大，但若我们所要的信号中伴随着噪声信号，则两者都会一起放大，亦即此伴随的噪声无法滤除。
尤其当噪声强度远大于所要的信号时，即必须藉助特殊的放大器以同时放大讯号并滤去噪声。
锁相放大器是一种能测量极微弱的连续周期性信号的仪器。
这些微弱信号可以小至数奈伏特(nV),其至隐藏在大它数千倍的噪声当中，亦能精确的测得。
连续周期性信号与噪声不同之处，在于前者具有固定的频率及相位，后者则杂乱无章。
锁相放大器便是利用所谓”相位灵墩侦测(phase-sensitive detection, PSD)”的技术以取得具有特定频率与相位的信号，而不同于此频率的噪声则被抑制下来，使输出讯号不受噪声影响。
实验方案：实验原理锁相放大器的基本结构如图所示，包括信号通道、参考通道、相敬检测器(PSD)和低通滤波器(LPF)等。
信号通道对调制正弦信号输入进行交流放大，将微弱信号放大到足以推动相敬检测器工作的平台，并且要滤除部分干扰和噪声，以提高相敬检测的动态范圉。
实验报告实验名称：锁相放大实验班级：物理学131班学号：13180118姓名：葛法熙指导老师：斯老师锁相放大实验报告一．实验目的1.了解相关器的原理，测量相关器的输出特性；2.了解锁相放大器的原理及典型框图；3.根据典型框图，组装锁相放大器，熟悉锁相放大器的使用方法二．实验原理锁相放大器是一种检测非常弱小信号的仪器，利用信号和外加参考信号的相干特性来去除噪声的影响，锁相放大器由信号通道、参考通道和相关器三部分组成。
信号通道把微弱信号放大到足以推动相关器工作的电平，并兼有抑制和过滤掉部分干扰和噪声，扩大仪器的动态范围。
参考通道是产生与被测信号同步的参考信号输出给相关器。
微弱信号检测的基础是被测信号在时间上具有前后相关性的特点。
相关反映了两个函数有一定的关系，如果两个函数的乘积对时间的积分不为零，则表明这两个函数相关。
相关按概念分为自相关和互相关，微弱信号检测中一般都采用抗干扰能力强的互相关检测。
设信号f1(t)为被检信号Vs(t)和噪声Vn(t)的叠加，f2(t)为与被检信号同步的参考信号Vr(t)，二者的相关函数为：[]dt r t V t V t V Tdt t f t f TR rTTnsT TTT )()()(21lim)()(21lim)(2112-+=-=⎰⎰-∞→-∞→ττ)()(ττnr sr R R +=由于噪声)(τn V 和参考信号)(τr V 不相关，故0)(=τnr R ，所以)()(12ττsr R R =。
锁相放大器通过直接实现计算相关函数来实现从噪声中检测到被淹没信号。
当输入信号为)(t V A ，参考信号为)(t V B 则)cos(2)(A A A A t w V t V ϕ+=)cos(2B B B B t w V V ϕ+=[][])()(cos )()(cos ()()(1B A B A B A B A B A B A B A t w w V V t w w V V t V t V t V ϕϕϕϕ-+-++++∙=∙=）而由低通滤波器组成的积分器会过滤到高频段，也就是说积分器会取出差频段的分量来检测信号。
（实验报告） 锁相放大【摘要】随着科学技术的发展，需要测量许多物理量的微小变化。
其中锁相放大器是目前最常见的仪器，适用于对淹没在噪声背景中的正弦波或方波信号的检测。
通过对本实验的演练以及相关知识的了解，了解相关检测原理、锁相放大器(LOOK-IN)的基本组成，掌握锁相放大器的正确使用方法及在检波上的应用。
【关键词】弱信号检测、相关器、锁相放大、互相关函数、抗干扰【引言】随着科学技术和生产的发展，在很多时候我们需要测量许多物理量的微小变化。
特别是极端条件下的微弱信号的测量，是深化认识自然、开拓新材料、创造新器件的基础。
对上述微小变化的测量，通常我们可以用传感器将其转化为相应的电信号，然后对这些电信号进行发达，然后进行检测。
但是这些微小的变化通过传感器转换成的电信号十分微弱，而且各种条件下的噪声和干扰很可能将这些微弱信号淹没，因此单纯的使用放大器将其放大，并不能将这些信号正确地检测出来，因为一般放大器会将信号与噪声一起放大，被测信号因被噪声覆盖而使放大失去了意义。
因此去掉上述信号中的噪声与干扰成为了解决弱信号测量问题的关键。
一般，去除噪声和干扰有同步积累、相关接受等方法。
【正文】锁相放大器的基本原理是相关接收原理，由互相关函数1()lim()()2T TT R xy x t y t dtTττ-→∞=-⎰知道，若x(t)，y(t)互相没有关系，互相关函数将是一个常数，等于两个随机函数的平均值的积，由于电噪声函数一般符合高斯正态分布，其平均值为零，因此我们认为信号和噪声的互相关函数为零。
令1()()()s x t V t n t =+ 2()()()r y t V t n t =+其中1()n t 和2()n t 分别代表了待测信号()s V t 及参考信号()r V t 混在一起的噪声，则211221121()lim()()()()()()()()2()()()()T xy s r s r TT sr s r R V t V t V t n t V t n t n t n t dtTR R R R τττττττττ-→∞=-+-+-+-=+++⎰其中，()sr R τ，2()s R τ，1()r R τ，12()R τ分别是两信号之间，信号与噪声，噪声与噪声之间的相关函数，由于信号与噪声不相关，所以2()s R τ，1()r R τ，12()R τ为零。
则1()lim()()2T xy s r TT R V t V t dtTττ-→∞=-⎰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后，可将信号从噪声中检出，噪声被抑制，不影响输出，根据此原理，设计出了相关检测器。
图1 相关检测器通常相关检测器由乘法器和积分器构成，乘法器有两种：一种是模拟式，另一种是开关式。
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，若待测信号为正弦波，()cos s s V t e tω=[]()cos ()r r V t e t τωωφ-=+∆+即由原来以ω为中心频率的频谱变换成以△ω及2ω为中心的频谱，通过低通滤波器后，和频信号被滤去。
0()cos()s r V t K e e t ωφ=∆+若两信号频率相同，则0ω∆=，上式变为0()cos s r V t K e e φ= （K 为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，同它们之间的相差余弦成反比。
对于()r V t 是方波的情况，相应采用开关式乘法器，称为相敏检波器（PSD ）。
()cos s s V t e tω=[]0,1,241()cos (21)21r r n V t n t n τωφπ=-=+±+∑当r sωω=时，0()cos s r V t K e e φ=。
这表明，输出仅与待测信号的幅度se 成正比，与良心好的相差φ成正比。
以上我们假设噪声与信号不相关，通过相关检测器后噪声被抑制，但由于低通滤波器的积分时间不可能无限大，实际上仍有噪声输出，它与时间常数有关，通过加大时间常数可以改善信噪比。
锁相放大器实际上是一个模拟的傅立叶变换器。
锁相放大器的输出是一个直流电压，正比于是输入信号中某一特定频率（参数输入频率）的信号幅值，而输入信号中的其他频率成分将不能对输出电压构成任何贡献。
这样我们可以利用参考信号把有用信号从待测信号中分离出来。
锁相放大器主要有三大部分组成：信号通道、参考通道、相关器。
如下图所示：信号通道包括低噪声前置放大器、有源滤波器、主放大器，它的作用是把微弱信号放大到足以推动乘法器的工作电平，并兼顾抑制噪声的功能。
参考通道是指从参考信号输入到乘法器输入之前的部分，它的作用是产生于被测信号同步的参考信号，通常参考通道输出的是与被测信号同步的对称方波，用以驱动乘法器工作。
锁相放大器的频率变换是通过乘法运算来进行的。
一般的乘法运算模拟电路，其线性程度和温度稳定性都存在问题。
所以在实际的锁相放大器中，采用开关元件进行同步检波，由此实现频率变换。
由开关元件所进行的同步检波电路，称作PSD（相敏检波器，Phase Sensitive Detector），这是组成锁相放大器的心脏部分。
实际电路存在各种噪声会影响实验的精确度。
锁相放大器对于噪声的抑制能力，是由上图中低通滤波器（LPF）的截止频率来确定的。
实验步骤：（一）相关器的PSD波形观察及输出电压测量1.按下图连接好实验线路。
2. 接通电源后预热二分钟，调节旋钮，使多功能信号源输出频率为1kHz 左右的正弦波。
3.调节相关器直流放大倍数×10，交流放大倍数×1。
用示波器观察PSD 的输出波形，并用交流、直流噪声电压表测量相关器的输出直流电压，相关器低通滤波器的时间常数置于1秒。
调节宽带相移旋钮观察不同相位下PSD 的输出波形并记录数据。
4.把实测结果与理论公式02cos A C D C A V K K V ϕπ=相对比。
其中V o ——相关器输出的直流电压；KAC ——交流放大倍数；KDC ——直流放大倍数；AV ——输入信号的幅值；ϕ为参考信号与输入信号之间的相位差。
图一图二图三图四（二）相敏检波特性的测量与观察将待测信号改为方波，重复上述步骤。
图五图六（三）相关器谐波响应的测量与观察实验仪器同实验（1）相同，连接电路作一处变动，断开多功能信号源由正弦波输出插座输出到宽带相移器输入端的信号，多功能信号源1/n输出插座连接到宽带相移器，此时，可以改变待测信号和参考信号的频率之比，使n＝１，２，3…（四）相关器对不相干信号的抑制按上图连好线路。
多功能信号源Ⅰ的输出正弦信号为相关器的输入信号，由相关器的“信号输入”，多功能信号源Ⅱ的输出信号作为相关器的干扰信号。
由相关器的“噪声输入”端输入。
同时由信号源Ⅰ输给宽带相移器，相移器输出作为相关器的参考信号，由相关器的“参考信号”端输入。
由示波器观察相关器的“加法器输出”波形与“PSD输出”波形。
用交流、直流、噪声电压表测量输入信号，干扰信号的交流电压，测量相关器输出的直流电压，由频率计测量信号和干扰电压的频率。
选择相关器的直流放大倍数为10，交流放大倍数为1，时间常数1秒，调节多功能信号源的频率和电压，调节多功能信号源Ⅱ的输出电压为0（即相关器输入信号不混有干扰信号），调节宽带相仪器的相移量，使相关器的参考信号与输入信号相同，即输出的直流电压最大，可以用示波器观察PSD输出的波形，同时也有电压表指示、两者一致。
记下“加法器输出”，“PSD输出”波形及相关器输出的直流电压（正比于输入信号的有效值）。
调节多功能信号源Ⅱ的输出电压，即干扰电压为待测量信号的3倍。
任选一工作频率。
由示波器观察“加法器输出”“PSD输出波形”，很显然被侧信号已经被干扰信号淹没。
同时测量相关器的输出直流电压。
可以发现输出直流电压与没有干扰信号时几乎一样。
表明相关器具有很强的抑制干扰能力。
改变干扰信号的频率，将发现干扰信号频率逐渐接近输入信号的奇次谐波时，抑制干扰能力下降，（输出直流电压发生周期性的变化），等于奇次谐波时，不具有抑制干扰能力（即同频干扰）。
在信号各奇次谐波处形成带通特性，通带宽度由低通滤波器的时间常数决定。
改变积分时间常数为0.1秒或10秒。
将发现抑制干扰的能力不一样，即通带带宽不同。
根据上述不同参数测出各组数据进行总结与分析。
实验总结：1.实验中，接线非常重要，为了得到最清晰的波形，接线应该尽量简洁，尽量少地使用多向的接线头，以免加大噪声影响实验结果；同时，在手动要调节的地方，不可以接有大量的线。
2.在相位器的使用中，必须耐心的调节，否则就得不到正确的读数。
3.在连接线路时，频率计可以先不接入，要测量频率时再接入线路。
4.读数时，应保证失锁指示灯未亮起。
如果失锁指示灯亮起，触碰一下接线，等指示灯灭后，再进行读数测量。
