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什么是相位敏感检测?

  • 发布日期:2022-11-03      浏览次数:47
    •   锁定测量需要一个频率参考。通常,一个实验以一个固定的频率被激发(从一个振荡器或函数发生器),而锁定装置在参考频率下检测到来自实验的响应。在下图中,参考信号是一个频率为ωr的方波。这可能是来自函数生成器的同步输出。如果使用函数发生器的正弦输出来激发实验,则响应可能是如下图所示的信号波形。信号为Vsigsin(ωr t + θsig),其中Vsig为信号振幅。

        SR830产生它自己的正弦波,如下图中的锁定参考所示。锁定引用是VLsin(ωLt + θref)。

      1.png

        SR830放大信号,然后使用相位敏感检测器或乘法器来增加锁定参考值。PSD的输出仅仅是两个正弦波的乘积。

        Vpsd = VsigVLsin(ωr t + θsig)sin(ωLt + θref)

        = 1/2 VsigVLcos([ωr - ωL]t + θsig - θref) -

        1/2 VsigVLcos([ωr + ωL]t + θsig + θref)

        PSD输出是两个交流信号,一个在差分频率(ωr - ωL),另一个在求和频率(ωr + ωL)。如果PSD输出通过低通滤波器传递,则交流信号将被删除。剩下什么?一般情况下,没有。但是,如果ωr等于ωL,则差频分量将为直流信号。在这种情况下,过滤后的PSD输出将为

        Vpsd = 1/2 VsigVLcos(θsig - θref)

        这是一个非常好的信号-它是一个与信号幅度成正比的直流信号。

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