锁相放大器设计
锁定放大器的设计
目录1.摘要与系统方案选择2.设计原理与理论分析3.交流放大器4.有源带通滤波器5.硬件设计6.加法器7.二阶带通滤波器8.参考通道9.实验数据10.软件程序11.参考文献锁定放大器的设计摘要本系统以TI公司超低功耗MSP430G2553作为处理核心，进行控制和测量。
信号通道对调制正弦信号输入运用加法电路以后，先进行衰减10000倍，然后进行交流放大10000倍（一级放大100倍，二级放大100倍），让信号通过信号通道，一级放大用高精度仪表放大器 INA114对信号进行初步的放大，进一步提升系统的噪声抑制比，二级放大应用TI通用双运放OPA2237实现。
相敏检波模块（相敏检波器,低通滤波器和直流放大器）由数字电路用单片机来实现，参考信号通过自制的电阻分压网络降压和TI公司的LM324电压比较器实现移相器，调理后汇总进入数字检波模块最后显示出结果，顺利完成了题目要求。
关键词：微弱信号放大精密仪表放大器放大器数字检波一、系统方案与选择1.放大电路的选择方案一：选用普通运算放大器，价格便宜，技术成熟，操作难度小。
但是会将内部严重的噪声放大，共模抑制比一般，测量会存在很大的误差。
方案二：采用高精度仪表放大器INA114是一种通用的仪表放大器，尺寸小精度高，价格低廉，应用广泛。
对于系统的前端放大电路用INA114只需要一个外部电阻就可以设置,电路简单。
由于被测信号小，就要求前置放大器必须具备低噪声的特点，否则将由于放大器本身的噪声将使放大器的本身噪声将使信号淹没的更深。
另外，还要考虑前置放大器具备足够的放大倍数，强的共模抑制比。
综上，放大器信号通道要求具有低噪声和高效益的性能，而TI公司的仪表放大器IN114完美的达到了要求。
增益在1--10000之间的任意增益值, 共模抑制比高（G＝1000时为50dB）,失调电压低，漂移小（0.25uV∕°C）测量精准。
2.相敏检测装置的选择方案一：输出前的低通滤波器和直流放大器运用模拟电路来实现，电路简单操作容易，但是考虑到全局都用模拟来实现会带来较大误差。
锁相放大器
锁相放大器————————————————————————摘要锁定放大器（LIA）是一种检测微弱信号的专用电路。
它能在较强干扰背景条件下，对特定频率信号进行有效测量。
系统是以平衡调制器AD630构成的相敏检波电路为核心，由纯电阻分压模块、被测微弱信号与背景噪声叠加的加法器及交流放大器模块、参考信号整形移相模块、具有锁相功能的微弱信号检测模块、单片机有效值检测显示模块等组成。
被测微小信号与背景噪声叠加后，进行交流放大和带通滤波器与具有参考信号在相敏检波器中叠加，相敏检波器可以在背景噪声中获取与参考信号同频率的有用信号并整流输出，然后对该输出信号进行低通滤波和直流放大后，由单片机AD检测并在液晶上显示出来。
整形移相模块可以用来调整参考信号与被测信号的相位，使之同相。
该系统具有灵敏度高、测量较准确等优点。
关键字：锁相放大器，相敏检波器，移相，有效值检测目录一、系统方案选择与论证............... 错误!未定义书签。
1.2设计思路与框图 0二、系统分析与计算 (1)2.1 纯电阻分压电路 (1)2.2 加法器 (1)2.3 交流放大器 (2)2.4 带通滤波器 (3)2.5 相敏检波器 (4)2.6 低通滤波器 (4)2.7 参考通道 (5)2.8 输出显示.................... 错误!未定义书签。
2.8.2 程序流程图........... 错误!未定义书签。
三、测试方案与测试结果 (6)3.1检测方法与结果 (6)3.2测试结果分析 (9)四、实物演示......................... 错误!未定义书签。
六、参考文献 (9)于负半周时，场效应管导通，差分放大器相当于一个反相比例放大电路，输出为-S(t)，这样在输出端看到的就是一个直流信号，类似于S(t)经过整流后的效果。
方案二：数字相敏检波器图3 数字相敏检波该方案其实质相当于一个乘法器和一个积分器（如图3）。
基于DSP的多通道锁相放大器设计与实现
基于DSP的多通道锁相放大器设计与实现摘要：锁相放大器是一种用于测量微弱信号的高精度仪器。
本文基于数字信号处理（DSP）技术，设计并实现了一种多通道锁相放大器。
通过使用DSP芯片进行信号的采集、处理和控制，实现了对多通道信号的同时测量和分析。
实验结果表明，该锁相放大器具有较高的精度和稳定性，适用于多种实际应用场景。
1. 引言锁相放大器是一种广泛应用于科学研究和工程实践中的测量仪器。
其基本原理是通过将待测信号与参考信号进行相位比较，并进行放大和滤波，从而提取出微小的信号成份。
然而，传统的锁相放大器在多通道测量中存在一些局限性，如仅能同时处理有限数量的通道信号，处理速度较慢等。
为了解决这些问题，本文提出了一种基于DSP的多通道锁相放大器设计方案。
2. 设计与实现本文所设计的多通道锁相放大器主要由DSP芯片、模数转换器、放大器和滤波器等组成。
首先，通过模数转换器将待测信号和参考信号转换为数字信号。
然后，使用DSP芯片进行信号的采集、处理和控制。
在DSP芯片中，采用了高效的算法和优化技术，以提高信号处理的速度和精度。
最后，通过放大器和滤波器对信号进行放大和滤波，得到所需的测量结果。
3. 实验结果与分析本文所设计的多通道锁相放大器在实际实验中取得了较好的效果。
通过对多个通道的信号进行同时测量和分析，可以快速获取各通道的相位差和幅度差等信息。
实验结果表明，该锁相放大器具有较高的精度和稳定性，能够满足多种实际应用场景的需求。
4. 结论本文基于DSP技术设计并实现了一种多通道锁相放大器。
通过使用DSP芯片进行信号的采集、处理和控制，实现了对多通道信号的同时测量和分析。
实验结果表明，该锁相放大器具有较高的精度和稳定性，适用于多种实际应用场景。
本文的设计方案为锁相放大器的进一步研发和应用提供了有益的参考。
关键词：锁相放大器；DSP技术；多通道测量；信号处理；精度与稳定性。
简易锁相放大器的设计-TIE2E中文社区
锁相放大器的原理锁相放大器L队(Lock．in Amplifier，简称L队)就是利用互相关的原理设计的一种同步相干检测仪。
它是一种对检测信号和参考信号进行相关运算的电子设备。
在测量中，噪声是一种不希望的扰乱信号，它是限制和影响测量仪器的灵敏度的白噪声和1／f噪声的低频噪声。
这些噪声是无法用屏蔽等措施消除的。
为了减少噪声对有用信号的影响，常用窄带滤波器滤除带外噪声，以提高信号的信噪比。
但是，由于一般滤波器的中心频率不稳，而且带宽和中心频率以及滤波器的Q值有关等原因，使它不满足更高的滤除噪声之要求。
根据相关原理，通过乘法器和积分器串联，进行相关运算，除去噪声干扰，实现相敏检波，锁相放大器采用互相关接受技术使仪器抑制噪声的性能提高了好几个数量级。
另外，还可以用斩波技术，把低频以至直流信号变成高频交流信号后进行处理，从而避开了低频噪声的影响。
锁相放大器抑制噪声的性能如下：国内外生产的锁相放大器的等效噪声带宽厶在103Hz数量级，少数的可以达到4×104Hz，信号带宽2．55×106Hz，可见，仪器具有非常窄的信号和噪声带宽，通常带通滤波器由于Q值的定义，常规滤波器很难达到一些性能。
而锁相放大器被测信号和参考信号是同步的，它不存在频率稳定性问题，所以可以把它看成为一个“跟踪滤波器"。
它的等效Q值由低通滤波器的积分时间常数决定，所以对元件和环境的稳定性要求不高。
研究表明，锁相放大器使信噪比提高一万多倍即信噪比提高了80dB以上。
这足以表明，采用相关技术设计的锁相放大器具有很强的抑制噪声能力。
目前锁相放大器有如下特点：极高的放大倍数，若有辅助前置放大器，增益可达101l(即220dB)，能检测极微弱信号交流输入、直流输出，其直流输出电压正比于输入信号幅度及被测信号与参考信号相位差，满刻度灵敏度达pV、nV甚至于pV量级。
由此可见，锁相放大器具有极强的抗噪声性能。
它和一般的带通放大器不同，输出信号并不是输入信号的放大，而是把交流信号放大并变成相应的直流信号。
锁相放大器
锁相放大器实验锁相放大器实验（Lock-in amplifier）,简称LIA。
它是一个以相关器为核心的检测微弱信号仪器，它能在强噪声情况下检测微弱正弦的幅度和相位。
学习本实验的目的是使同学了解锁相放大器的基本组成,掌握锁相放大器的正确使用方法。
一、锁相放大器的基本组成结构框图如图1所示。
它有四个主要部分组成:信号通道、参考通道、相关器（即相关检测器）和直流放大器。
图1 锁相放大器的基本结构框架1.信号通道信号通道包括:低噪音前置放大器、带通滤波器及可变增益交流放大器。
前置放大器用于对微弱信号的放大，主要指标是低噪音及一定的增益（100～1000倍）。
可变增益放大器是信号放大的主要部件，它必须有很宽的增益调节范围，以适应不同的信号的需要。
例如，当输入信号幅度为10nV，而输出电表的满刻度为10V时，则仪器总增益为10V/10nV =109若直流放大器增益为10倍，前置放增益为103，则交流放大器的增益达105。
带通滤波器是任何一个锁相放大器中必须设置的部件，它的作用是对混在信号中的噪音进行滤波，尽量排除带外噪音。
这样不仅可以避免PSD（相敏检波器）过载，而且可以进一步增加PSD输出信噪比，以确保微弱信号的精确测量。
常用的带通滤波器有下列几种：（1） 高低通滤波器图2为一个高通滤波器和一个低通波滤波器组成的带通滤波器，其滤波器的中心频率f 0及带宽B 由高低滤波器的截止频率f c1决定和f c2决定。
锁相放大器中一般设置几种截止频率，从而根据被测信号的频率来选择合适的频率f 0及带宽B 。
但是带宽滤波器带宽不能过窄，否则，由于温度、电源电压波动使信号频谱离开带通滤波器的通频带，使输出下降。
为了消除电源50Hz 的干扰，在信号通道中常插入组带滤波器。
（2）同步外差技术上述高低通滤波器的主要缺点是随着被测信号频率的改变，高低通滤波器的参数也要改变，高低通滤波器的参数也要改变，应用很不方便。
为此，要采用类似于收音机的同步外差技术，原理框图如图3所示。
数字锁相放大器设计笔记
数字锁相放大器设计笔记现代主流锁相放大器设计一般分为三种：模拟锁相放大器，基于正交相关性的经典数字锁相放大器，和改进型数字锁相放大器。
这里只讨论数字型。
1 经典数字锁相放大器1.1 准备知识 1.1.1 互相关检测原理互相关检测的抗干扰性能优于自相关检测。
在待测信号频率一致的情况下，可借助与待测信号频率一致的无噪声干扰信号作为参考信号，与混有噪声的待测信号做互相关运算，提高信噪比。
设存在加性噪声的信号()()()x t s t n t =+()x t 作为待测信号输入乘法器，()y t 作为已知的参考信号经延时后与待测信号相乘、积分，得到互相关信息。
1()lim[()()]()()2Txy sy ny TT R x t y t dt R R Tττττ-→∞=-=+⎰因为只有有用信号与参考信号存在相关性，而噪声与草考信号不存在相关信息，因此()0ny R τ=，则得到()()xy sy R R ττ=，从而滤去噪声提出有用信号，提高信噪比。
1.1.2 相敏检波原理相敏检测一般使用混频器对输入信号进行频移，可以提取出输入信号与参考信号间的相位差，相敏检波原理框图如下所示：设待测输入信号为：()()()sin()()s s x t s t n t A t n t ωϕ=+=++式中()s t 为待测信号的有用信号，()n t 为噪声。
参考信号为：()sin()s y y t B t ωϕ'=+经过混频器后输出信号为：frequency-shift ()()()sin()sin()()sin()11cos[()()]cos[()()]22()sin()s s s y s y s s s y s s s y s y x t x t y t AB t t Bn t t AB t AB t Bn t t ωϕωϕωϕωωϕϕωωϕϕωϕ'''''==++++=-+--+++++g 经过低通滤波器后，则可以滤除高频分量为：1()cos[()()]{()sin()}2filter s s s y s y x t AB t LPF Bn t t ωωϕϕωϕ''=-+-++ 其实，由于()sin()s y Bn t t ωϕ'+在频域上相当于高斯噪声与冲激进行卷积，因此()sin()s y Bn t t ωϕ'+可以视为一个新的高斯噪声。
锁相放大器设计解析
C题：锁定放大器的设计摘要：本设计对于检测微弱信号的锁存放大器进行论述，锁定放大器主要包括交流放大器、带通滤波器、相敏检波器、低通滤波器、直流放大器及液晶显示等几个部分。
其中，交流放大器以INA128为主要构成部件，实现交流信号的放大从而作为带通滤波器的输入；带通滤波器用UAF42构成，实现对900Hz到1100Hz频带范围的滤波过程，其误差小于20%；相敏检波器的主要部件采用乘法器MPY634，得到的信号在输入低通滤波器经直流放大器放大后输入显示电路，显示出被测信号的幅度及有效值。
另外，在相敏检波器部分的方波驱动信号由参考信道的参考信号经触发整形、移相、比较而来。
同时，为了更好的检测出锁定放大器的性能，在信号的输入端增加加法器电路，实现被测信号与干扰信号的1:1叠加，当干扰信号的频率为1050Hz—2100Hz时，输出端的测量误差小于10%。
锁定放大器在实际应用中用途广泛，尤其对于微弱信号检测方向站着主导地位，随着科技的发展已渐渐的融入人类的生活之中，拥有很好的发展前景。
关键词：带通滤波器；相敏检波器；显示；方波驱动1 总体方案设计1.1方案比较与选择1.1.1微弱信号检测模块方案比较方案一：采用滤波电路检测微弱信号，通过滤波电路将微弱信号从强噪声中检测出来，但滤波电路中心频率是固定的，而信号的频率是可变的，无法达到要求，由此可见该方案不满足要求。
方案二：采用取样积分电路检测小信号，采用取样技术，在重复信号出现的期间取样，并重复N次，则测量结果的信噪比可改善√N倍，但这种方法取样效率低，不利于重复频率的信号恢复。
方案三：采用锁相放大器检测小信号，锁相放大器由信号通道、参考通道和相敏检波器等组成，其中相敏检波器(PSD)是锁相放大器的核心，PSD把从信号通道输出的被测交流信号进行相敏检波转换成直流，只有当同频同相时，输出电流最大，具有良好的检波特性。
由于该被测信号的频率是指定的且噪声强、信号弱，正好适用于锁相放大器的工作情况，故选择方案三。
锁相放大器
锁相放大器锁相放大器是一种高性能的通用测量仪器,它能精确地测量被掩埋在噪音中的微弱信号。
随着科学技术的飞速发展,在电子学、信息科学、光学、电磁学、低温物理等许多领域,越来越需要测量深埋在噪音中的微弱信号。
本文介绍了一种低成本,灵活性高的缩相器。
特别在系统检测精确、性能指标、稳定性与抗干扰方面,达到理想效果。
一、锁相放大器锁相放大器是检测淹没在噪声中的微弱信号的仪器。
它作为一种信号恢复仪器,在弱信号测量中的重要作用,已经引起人们越来越广泛的重视。
1·锁相放大器的研究背景锁相放大器(Lock- in Amplifier, LIA)不仅能像选频放大器那样利用信号的频率特性,还抓住了信号的相位特点,即“锁定”了被测信号的相位。
它的等效噪声带宽非常窄,一般可以做到1mHz,远比选频放大器的带宽窄。
因此,基于锁相放大器所具有的输出稳定性、强有力滤除噪声的能力以及能将深埋在噪声中的微弱信号提取出来并加以放大的优良特性,应当选用锁相放大器。
2·锁相放大器的理论分析与设计要求(1)锁相放大器的工作原理锁相放大器采用的是外差式振荡技术,它把被测量的信号通过频率变换的方式转变成为直流。
即利用锁相放大器中的信号相关原理,对两个混有噪声的周期信号进行相乘和积分处理后,将信号从噪声中检测出来,并达到通过互相关运算削弱噪声影响的目的。
设是伴有噪声的周期信号,即X(t)=S(t)+N(t)=Asin(ωt+φ)+N(t)其中,N(t)为随机噪声,S(t)为有用信号,A为其幅值,角频率为ω,初相角为φ。
参考正弦信号为:Y(t)=Bsin(ωt+τ)+M(t)其中,B为其幅值,τ是时间位移,M(t)为随机噪声。
则两者的相关函数为:由于在被测量的信号里所包含的各种信号分量中,参考信号Y(t)的频率只与输入的有用信号频率相关,与随机噪声N(t)的频率不相关,且有用信号S(t)与随机噪声M (t)之间及噪声与噪声之间的频率也均相互独立,所以它们的相关函数为零,即Rny(τ)=0于是,就有从而,令锁相放大器实现了从噪声中提取有用信号的目的。
研究为导向之物理实验技术课程设计——以自制学生级锁相放大器教学课程之设计为例
必 须客 观地 评 定 开 课 的 目标 为何 ？ 他 依 据 Ｊ ｓ— ｏｅ ｐ ｙ １ ８ ）所 提 出 的见 解 ， 为 专 科 普 物 实验 目 ｈ （９ ６ 认 标 应为 ：（ ）培养 科 学 能 力 ：能 正 确 利 用 科 学 方 １
搜 集 与 测 试 理 论 ． 此 的 安 排 从 小 学 到 大 学 几 乎 如
一
课程 的方 向 ， 即是 以个 人 电脑 为基 础 的课 程 设 计 ，
将是未 来 物理实 验 的展望 与方 向． 在 台 湾 ， 照 许 荣 富 （ ９ ９ 在 进 行 普 通 物 理 依 １８ ） 学 实 验 教 学 改 进 时 ， 出 理 念 认 为 改 进 课 程 首 先 提
平 行 ， 就 是 教 室 中 的 教 学 内 容 ， 实 验 室 再 进 行 也 到
一
论文 ， 搜集 １ ７篇相 关论 文 ， 以旁 观 的角度 诠 他 ３ 并
释 过 去 不 同 研 究 者 的 意 见 ， 点 出 未 来 物 理 实 验 并
次 ， 是 方 法 从 理 论 的 推 导 、 明 换 成 了 数 据 的 只 证
行 物 理 实 验 教 学 所 必 要 的 观 念 元 素 ． 学 探 究 能 科
练学 习者 的 阅读 与 照 着 做 的 能 力 ， 科 学 的 本 质 对
物理与 工程
Ｖｏ． １ Ｎｏ １ ２ １ １２ ． ０ １
力与 创新思 维 的教 学 目标 需 要仰 赖改 革 性实 验课 程与创 意化 的教学模 式． ”
摘 要 实验 物理 教 学课 程 的 内涵 与成 效在 过去数 十年 中一直 是 受到 学者们 的质 疑． 而其 改进
基于AD630的双相锁相放大器设计
Ｔｈ ｓｇ ｆＤｕ ｌ Ｐ ａ ｅＬｏ ｋ Ｉ ｅＤｅ ｉ ｎ ｏ ａ － ｈ ｓ ｃ － ｎ Ａｍｐ ｉ ｅ ｓ ｄ ｏ ｌ ｒＢａ ｅ ｎ ＡＤ６ ０ ｉ ｆ ３
ｓｇ ａ ａ ｒ ｉ ｇ ｉ ａ ． ｅｗｅ ｋ ｓ ｇ ａ ｓｓ ｂ ｒ ｅ ｎ ｓｒ ｎｇｂａ ｋ ｒ ｕ ｏ ｓ ｎ ｔ ｅ ｔ ｒｅ ｅ ｃ ． ｔｍｕ ｔ ｅｔ ｅｌ ｃ — ｎ ａ ｌ ｉ ｒ ｉ ｎ ｌｃ ｒｙ ｎ ｓｗｅ ｋ Ｔｈ ａ ｉ ｎ ｌｉ ｕ ｍｅ ｇ ｄ ｉ ｔｏ ｃ ｇ ｏ ｎｄ ｎ ｉ ｅ ａ ｄ ｏｈ ｒｉ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ Ｉ ｓ ｈ ｏ ｋ ｉ ｍｐ ｉ ｅ ｎ ｕｓ ｆ ｗｈ ｃ ｅ ｏ ｇ ｈ ａ ｉ ａ ｅｅ ｔ ｎ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｏ ａ ｈ ｅ ｅ ｔ ｅ ｅ ｔａ ｔ ｎ ｏ ｓ ｆ ｌｓｇ ａ ． ｈｉ ｐａ ｅ ｅ ｃ ｉ ｅ ａ ｉ ｎ ｌｄ ｔｃ ｉ ｎ ｉ ｈ ｂ ｌ ｎ ｓ ｔ ｅ ｗｅ ｋ ｓｇ ｌｄ ｔ ｃ ｉ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｔ ｃ ｉｖ ｈ ｘ ｒ ｃ ｉ ｆｕ ｅ ｕ ｉ ｎ １ Ｔ ｓ ｐ ｒｄ ｓ ｒｂ ｓｗｅ ｋ ｓｇ ａ ｅ ｅ ｔ ｎ ｏ ｏ ｏ ｔｅ ｒ ｈ ｏ ｙ， ａ ｄ ｃ ｍｐ ｒ ｓ ｔ ｅ ｐ ｏ ｎ ｏ ｓ ｏ ｈ ｉ ｇ ｅ ａ ｄ ｄ ａ — ｈ ｎ ｅ ｏ ｋ ｉ ｍｐ ｉｉ ｒ ｉ ａ ｌ ｎ ｏ ａ ｅ ｈ ｒ ｓ ａ ｄ ｃ ｎ ｆｔ ｅ ｓｎ ｌ － ｎ ｕ ｌ ｃ ａ ｎ ｌｌ ｃ — ｎ ａ ｌ ｅ ．Ｆ ｎ ｌ ｆ ｙ， ｄ ｓｇ ｅ ｕ ｌ ｈ ｓ ｏ ｋ ｎ ｅ ｉ ｎ ｄ ａ ｄ ａ —ｐ ａ ｅ ｌ ｃ —ｉ
锁相放大器的设计
锁相放大器的设计【摘要】本系统以超低功耗MSP430G2553作为处理核心，用OPA244、OPA2237、LM324N、LM3119等实现对微弱信号的检测。
该电路由信号调理模块、移相器模块、相敏检波器和数码管四个模块组成。
信号调理模块包括加法器，交流放大器，四阶带通滤波器，信号调理电路子模块，其具有微弱信号放大和调理、抑制干扰和噪声的作用。
移相器模块由多个比较器，积分器组成，实现与被测信号的同步，产生可180°移相的方波传输给MCU，由数码管显示被测信号的幅度。
【关键词】微弱信号;移相器;msp430;相敏检波器1.锁相放大器设计原理根据相关接收原理，在相关接收中，可以把两个信号的函数f1（t）和f2（t）的相关函数定义为：它是度量一个随机过程在时间t和两时刻线性相关的统计参数，如果f1（t）和f2（t）完全没有关系，则相关函数将是一个常数。
下面我们设有两个信号x（t）、y（t）为：其中n1（t）、n2（t）为噪声，Vs（t）为待测信号，Vr（t）为参考信号。
则相关函数为：展开得：因为信号和噪声不相关，且噪声的平均值为零，所以都为零。
故：这样我们可以看到，两个信号经过相乘和积分处理后就可以把噪声抑制，锁相放大器的核心就是根据这个原理设计的。
2.设计方案的论证如图1所示，该方案将数字脉冲电位器用模拟移相器取代，其中移相器是由多个小模块依次作为输入产生不同的波形，最终实现将正弦信号调整为相位不同的方波信号。
且该处采用模拟器件容易实现，便于分级检测输出的波形，及时对硬件电路进行修正和改进。
图13.硬软件设计3.1 硬件的总体设计通过理论分析，该系统主要由由三部分组成，即：信号通道，参考通道和其他相关器。
加法器将被测信号S（t）和噪声信号n（t）以1：1叠加后通过电阻分压网络将叠加后的信号进行衰减。
信号通道由放大器和带通滤波器组成，其作用是把微弱信号放大到足以推动相关器的工作电平，并兼有抑制和滤掉部分干扰和噪声，扩大仪器动态范围的性能;参考通道由触发整形和移相器组成，其作用是产生与被测信号同步的对称方波，再由方波驱动给相关器;相关器由数字相敏检波器组成，是锁定放大的核心部件，具有动态范围大、漂移小、时间常数可调等性能。
锁定放大器的设计
摘要本系统是基于锁相放大器的微弱信号检测装置，由信号通道电路，参考通道电路，相敏检波器，输出显示部分组成。
其号经电阻分压网络生成微小信号，再经过放大和参考通道的方波输入到AD630,AD630再输出直流量给单片机采样显示。
经测试，本系统能准确测量出强噪声背景下围为10uf-1mV的微弱信号，并在液晶准确显示，基本完成了题目要求。
本系统分压网络由精密电阻搭建的π型分压网络，简单快捷，稳定性高，移相运用了有源移相网络，实现了0到360度连续调节。
检测显示模块利用高性能MSP430单片机和高精度模数转换器ADS1118进行采样并经12864显示，美观大方。
关键词微弱信号相敏检波器MSP430目录1. 设计任务 (1)1.1任务 (1)1.2基本要求 (1)2. 方案论证 (2)2.1交流放大器 (2)2.2带通滤波器 (2)2.3相敏检波器 (2)2.4移相器 (2)2.5软件方案选取 (3)2.6系统整体方案 (3)2.7系统总体框图 (3)3. 理论分析计算 (3)3.1硬件电路的设计原理 (3)3.1.1信号通道电路的设计 (3)3.1.2参考通道触发整形电路的设计 (4)3.1.3相敏检波器的设计 (5)3.1.4低通滤波器的设计 (6)3.2单片机控制与系统任务的设计与选取 (6)4. 测试结果与误差分析 (7)4.1测试仪器： (7)4.2测试分析 (7)4.2.1 衰减器测试 (7)4.2.2 移相器测试 (7)4.2.3带宽测试 (7)4.2.4 微弱信号的测量 (7)4.2.5 结论与误差分析 (8)5. 结论、心得体会 (8)6.参考文献 (8)1 设计任务1．1任务设计制作一个用来检测微弱信号的锁定放大器（LIA）。
锁定放大器基本组成框图见图一。
信号通道4图一: 锁定放大器基本组成结构框图4.11．2基本要求（1）外接信号源提供频率为1kHz的正弦波信号，幅度自定，输入至参考信号R(t)端。
锁相放大器原理图
提取微弱小信号的锁相放大器所有原理图
首都师范大学物理系蒋鹏
论坛ID70120662 friend_bird@
图1 总模块图
图2 前放
图3 1.5K Hz带通滤波器
图4 锁相放大
图5 低通滤波器后转换为差分模式
图6 Power
图7 0-180°模拟相移器
图8 24位ADC
图9 430单片机接口图
图10 MSP430无线数传模块开发板
图11 LIA PCB
图12 430板子的PCB
设计小信号模拟电路，需要注意，走线尽量宽，双面覆铜接地，数字地与模拟地隔开，每单个芯片加去耦电容，有些接口需要接匹配电阻，仪表放大器有时需要接上一些防RF干扰电路。
按照ADI官方DATAsheet，AD7190接口最好接上些匹配电阻。
锁相放大器
1.1 比较与选择 （1）白噪声发生器方案论证 方案一：采用FPGA产生数字随机序列作为白噪声源；LFSR和CASR组合可 以产生均匀分布的随机数，其具有周期长、相关性低和分布均匀等特点，在很宽 频带内为白噪声。使用一阶RC低通滤波电路，将噪声等效带宽设为10MHZ，用 运放将白噪声放大，调节电位器以调节放大倍数，从而实现噪声有效值在0.2V— 2V内连续可调。 方案二：采用二极管反向击穿时载流子随机地通过势垒引起的散粒噪声作为 噪声源，散粒噪声功率谱密度与频率无关，属于白噪声，利用三极管将噪声放大。 方案选择：方案一产生的噪声为宽带白噪声，实现方便、可靠；而方案二实 现复杂，不确定因素大，故选择方案一。 （2）混频器方案论证 方案一：使用DAC做混频器；将加噪信号接在DAC7811的电压参考端，利 用FPGA产生与信号频率相近的数字正弦信号，驱动DAC7811的控制字，从而实 现混频。 方案二：使用有使能端的运放做混频器；将加噪信号接在运放的输入端，运 用FPGA产生与信号频率相近的方波信号去驱动运放的使能端。根据傅里叶分解， 方波信号的基频为与信号频率相近的正弦波，从而实现混频。 方案选择：方案二中方波信号含有基频及各级谐频，混频后信号频率多且杂， 低通滤波效果不良好。方案一中混频器的输入信号只有一个频率，故混频后信号 频率成分少，易于区分，低通滤波效果良好。故选择方案一。 1.2 系统方案描述 锁相放大器整体方案如图1所示，FPGA产生的随机序列经过隔直、放大后得 到宽带白噪声V1，与信号Vref通过信号混合网络电路后产生加噪信号V2。使用 OPA132做跟随并将加噪信号同相放大5倍，再通过20kHz低通滤波器，然后送到 DAC7811的参考电压端；将信号通过LM311整形成方波后送入FPGA，计算其频 率，并通过DDS模块输出一个与其频率相近的数字正弦信号，通过SPI总线驱动
锁相放大电路的设计
电信学院毕业设计任务书题目锁相放大电路的设计学生姓名班级学号题目类型工程设计，自拟指导教师系主任一、毕业设计的技术背景和设计依据：本设计是作为电子信息科学与技术专业本科学生毕业设计题目。
近几十年来，在研究宏观和微观世界的过程中，科学家们不断开发能把淹没在噪声中的大量有用信息检测出来的理论和方法，通过不断的系统化，完整化，从而形成了一门新的微弱信号检测的学科分支。
锁相放大器的出现使得微弱信号检测步入了一个新的台阶。
锁相放大技术在物理、化学、激光、电子、生物医学等方面有着极为广泛的应用。
它主要是利用噪声、信号的时间特性不同,设法得到抑制噪声和干扰发现微弱信号的检测方法。
锁相放大电路可以使仪器抑制噪声的性能提高好几个数量级，具有极强的抗噪声性能。
它是把待检测的信号中与参考信号同步的信号放大并检测出来。
鉴于现在的锁相放大器体积过大，成本高等因素，可以设计一个基于AD630芯片的锁相放大电路，用来实现一些微弱信号检测，并且可以应用到某些系统当中。
二、毕业设计的任务1、熟悉题目要求，查阅相关科技文献2、方案设计（包括方案论证与确定、技术经济分析等内容）3、硬件和软件设计（其中还包括理论分析、设计计算、实验及数据处理、设备及元器件选择等）4、撰写设计说明书，绘制图纸5、指定内容的外文资料翻译6、其它三、毕业设计的主要内容、功能及技术指标1、毕业设计的主要内容锁相放大器电路的组成一般分为四部分：信号通道，参考通道，同步积分器和相关器。
(1) 相关器是一种完成被测信号与参考信号互相关函数运算的电子线路。
他必须具有动态范围大，漂移小，时间常数可调，线性好，增益稳定和频率范围宽等性能。
它包括乘法器和积分器两部分。
该部分使用平衡调制解调芯片AD630，可以有效地抑制了噪声和干扰(2) 信号通道主要由输入变压器，低噪声前置放大器，各种功能的有源滤波器和主放大器组成。
其作用是将弱信号放大到足以推动相关器工作的电平，并兼有抑制和滤除部分干扰及噪声的功能从而扩大仪器的动态范围。
信号检测锁相放大器设计
信号检测锁相放大器设计 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020信号检测理论课外作业锁相放大器的Simulink仿真设计姓名：潘世强学号： 096学院：光电工程学院重庆大学光电工程学院二0一一年十一月锁相放大器的Simulink仿真设计1.锁相放大器的原理光声信号的幅度一般较小，通常是在微伏数量级，伴随的噪声可能是光声信号的数十倍。
这里我们运用锁相放大器实现相关运算，从而抑制非相关噪声来提高信噪比。
锁相放大器的基本构成锁相放大器的基本结构如下图所示。
由信号通道、参考通道、相敏检测器（PSD）和低通滤波器组成。
其中，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敏检测器工作电平，滤除并抑制干扰信号；参考通道一般是输入等幅度的正弦信号或方波信号，它可以是从外部输入的某种周期信号，也可以是系统内原先用于调制的载波信号或用于斩波的信号；PSD以参考信号R(t)为基准，对有用信号X(t)进行相敏检测，从而实现频谱迁移过程，实现信号检测。
锁相放大器的信号处理 ①被检测信号()x t ：000()cos()()cos()n n n x t U t n t U t ωφωφ=++++其中，0U 、0ω、0φ分别为有用信号的幅度、频率和相位；()n t 为杂乱无章的白噪声；nU 、n ω、n φ 为其他频率的噪声所对应的幅度、频率和相位，在理想情况下，0n ωω≠。
②参考信号1()r t 为正弦信号：1()cos()r r r r t U t ωφ=+其中nU 、n ω、n φ均为已知。
③相敏检测器输出信号：100000000()()()cos()cos()()cos()cos()cos()1{cos[()()]cos[()()]}+()cos()21{cos[()()]cos[()2P r r r r r r n r n n r r r r r r r r r r n r n r n r n r V t x t r t U U t t n t U t U U t t U U t t n t U t U U t t ωφωφωφωφωφωωφφωωφφωφωωφφωω==+++++++=++++-+-++++++-+()]}n r φφ-当有用信号频率与参考信号的频率相等，即0r ωω=时，100000()()()11cos[()()]cos()221()cos()cos[()()]21cos[()()]2P r r r r r r r r n r n r n r n r n r V t x t r t U U t U U n t U t U U t t ωωφφφφωφωωφφωωφφ==++++-+++++++-+-除了与参考信号和被检测信号两者相位差相关的直流信号001cos()2r r U U φφ-外，其余信号都是频率较高的交变信号。
锁定放大器的设计(最全)word资料
nullnull测信号为 1mV 时的显示值噪声信号为 1mV，频率为 2kHz，待测显示值为1.032mV，误差为 3.2% 信号为 1mV 时的显示值噪声信号为 10mV，频率为1050Hz，待显示值为 1.122mV，误差为 12.2% 测信号为 1mV 时的显示值噪声信号为 10mV，频率为 2kHz，待测显示值为 1.092mV，误差为 9.2% 信号为 1mV 时的显示值 4.3 测试结果分析测试结果表明本系统采实现了在有干扰信号的情况下的已知频率和幅度微小信号的测量。
误差基本在 10%以内，能够较好的达到要求的功能。
5 结束语本系统能够很好地完成基础部分和大部分发挥部分，系统电路中相敏检波器能够工作在信号频率缓慢变化时有效检测出有用信号。
但由于时间仓促，没有时间进一步改进系统，不过这三天依然学到了很多东西，我们付出了很多，也收获了不少。
福州大学物信学院《模拟电子技术课程设计》设计报告组别：第2组姓学号：111000833 同组姓名：石泽伟专年级：10级指导老师：屈艾文实验时间：《模拟电子技术课程设计》音响放大器设计一、设计目的满足技术指标的音频放大器，实现话筒扩音和音频放大的功能。
二、设计指标额定功率Po≥0.3W(γ <3%)；负载阻抗RL=8Ω；截止频率fL=50Hz，fH=20kHz；音调控制特性 1kHz处增益为0dB，125Hz和8kHz处有±12dB的调节AVL=AVH≥20dB；话放级输入灵敏度 5mV；输入阻抗Ri>>1KΩ。
三、设计器材小喇叭扬声器8Ω/0.5w，LM386，LM324，咪头，单面万能板单孔100mm×150mm，YB4325示波器，EE1641B1型函数信号发生器，DA—16B交流毫伏表，+9V电《模拟电子技术课程设计》音响放大器设计四、电路图及原理分析1、功率放大器设计Av4=2R7/(R5+R6//R)=31.22、音调控制器设计f（Lx）=125Hz，f(Hx)=8k，x=12Dbf(l2)=f(Lx)*2^(x/6)=500Hz，f(L1)=f(L2)/10=50Hz；f（H1）=f（Hx）/2^(x/6)=2kHz；f（H2）=10f（H1）=20kHz。
基于FPGA的数字锁相放大器的设计
10 | 电子制作 2021年02月渠道等各种原因产生的噪声，设信号X(t)是伴有噪声的周期信号，即：()()()X t S t N t =+()()Asin t N t ωφ++(1)式(1)中()X t 为输入信号，由有用信号S(t)和随机噪声()N t 组成，有用信号的幅值为A，角频率为ω，相位为φ；参考正弦信号为：()()Y t Bsin t ωτ =+(2)其中τ是参考正弦信号的相位，则两者的相关函数为： ()()0lim TXY T R Bsin t τωτ→∞ =+∫ ()()()()cos 2NY AB Asin t N t dt t R ωφωφτ++=++ (3)由于参考信号()Y t 与随机噪声()N t 互不相关，所以()0NY R τ=，于是就有：()()cos 2XY AB R t τωφ=+ (4)从而得出()XY R τ正比于有用信号的幅值的结论。
由以上分析可知，利用参考信号与有用信号相关的同时与噪声互不相关这一点，可以通过相关运算提高信噪比。
2 数字锁相放大器设计本数字锁相放大器主要用于采集接收微弱信号系统中，整个系统主要分为两个部分：模拟部分和数字部分，数字部分基于FPGA 开发，最终在硬件中进行实现，具体结构如图1所示。
图1中的FPGA 模块即为数字锁相放大器部分，主要由移相器，相关检测，低通滤波和矢量运算等部分构成。
在接收到前级AD 模块的数字信号后，锁相放大器会将信号进行移相，移相后的数据和接收数据分别于参考信号进行乘法操作，经过低通滤波后，两路信号的比值反映了原始信号对应时刻的相位，而两者的模值反映了原始信号的幅度，从而实现了将小信号从噪声中提取出来的功能。
在整个数字部分中，功能主要在FPGA 内实现，这需要考虑到硬件系统与理论上的不同。
移相器主要参考工作频率，按照参考信号的频率将接收到的信号延迟半个周期，从而达到移相90°的功能；相关检测部分主要实现的是参考信号与接收信号的相乘，利用FPGA 内自带的乘法器模块进行实现，以便满足时序与资源上的平衡；低通滤波器模块实现滤波，在硬件中实现需要大量的乘法器与加法器，考虑到芯片内部乘法器资源的有限性，这里采用了分布式算法，避免了乘法器的使用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
C题：锁定放大器的设计摘要：本设计对于检测微弱信号的锁存放大器进行论述，锁定放大器主要包括交流放大器、带通滤波器、相敏检波器、低通滤波器、直流放大器及液晶显示等几个部分。
其中，交流放大器以INA128为主要构成部件，实现交流信号的放大从而作为带通滤波器的输入；带通滤波器用UAF42构成，实现对900Hz到1100Hz频带范围的滤波过程，其误差小于20%；相敏检波器的主要部件采用乘法器MPY634，得到的信号在输入低通滤波器经直流放大器放大后输入显示电路，显示出被测信号的幅度及有效值。
另外，在相敏检波器部分的方波驱动信号由参考信道的参考信号经触发整形、移相、比较而来。
同时，为了更好的检测出锁定放大器的性能，在信号的输入端增加加法器电路，实现被测信号与干扰信号的1:1叠加，当干扰信号的频率为1050Hz—2100Hz时，输出端的测量误差小于10%。
锁定放大器在实际应用中用途广泛，尤其对于微弱信号检测方向站着主导地位，随着科技的发展已渐渐的融入人类的生活之中，拥有很好的发展前景。
关键词：带通滤波器；相敏检波器；显示；方波驱动1 总体方案设计1.1方案比较与选择1.1.1微弱信号检测模块方案比较方案一：采用滤波电路检测微弱信号，通过滤波电路将微弱信号从强噪声中检测出来，但滤波电路中心频率是固定的，而信号的频率是可变的，无法达到要求，由此可见该方案不满足要求。
方案二：采用取样积分电路检测小信号，采用取样技术，在重复信号出现的期间取样，并重复N次，则测量结果的信噪比可改善√N倍，但这种方法取样效率低，不利于重复频率的信号恢复。
方案三：采用锁相放大器检测小信号，锁相放大器由信号通道、参考通道和相敏检波器等组成，其中相敏检波器(PSD)是锁相放大器的核心，PSD把从信号通道输出的被测交流信号进行相敏检波转换成直流，只有当同频同相时，输出电流最大，具有良好的检波特性。
由于该被测信号的频率是指定的且噪声强、信号弱，正好适用于锁相放大器的工作情况，故选择方案三。
1.1.2移相网络模块方案比较方案一：数字法：采用数字相移的方法势必增加电路的难度，所以此法不可取。
方案二：模拟法：由于电路用的是锁相放大，所以要保持输入信号相位的一致，故需要对参考信号做移相处理，移相采用简单的RC电路搭成，可以很容易得到所需效果。
所以采用方案二。
1.1.3电阻分压模块方案比较电阻分压网络有串联分压和π型网络，π型网络的性能较好，适合在高频的条件下工作，而本设计要求的电压范围较小，故采用简单电路串联来作为分压网络就可以达到要求。
1.1.4显示模块方案方案一：采用数码管显示。
数码管只能显示简单的数字，其电路复杂，占用资源较多，显示信息少，不宜显示大量信息。
方案二：采用液晶显示。
液晶显示增加了显示信息的可读性，看起来更方便。
而QC12864B字符点阵液晶模块有明显的优点：微功耗、尺寸小、显示信息量大、显示清晰、易控制，抗干扰能力强。
选择方案二，用液晶显示所需的数据，显示的信息量大而且方便。
1.2 总体方案论述对于幅度较小的直流信号或满编信号，为了防止1/f 噪声和直流放大的直流漂移（例如运算放大器输入失调电压的温度漂移）的不利影响，一般都使用调制器或斩波器将其变换成交流信号后，在进行放大和处理，用带通滤波器抑制宽带噪声，提高信噪比，之后再进行解调和低通滤波，以得到放大了的被测信号。
对于微弱的直流和慢变信号，调制后的正弦信号也必然微弱。
要达到足够的信噪比，用于提高信噪比的带通滤波器的带宽必须非常窄，Q 值必须非常高，这在实际上往往很难实现。
而且Q 值太高的带通滤波器往往不稳定，温度、电源电压的波动均会是滤波器的中心频率发生变化，从而导致其通频带不能覆盖信号频率，使得测量系统无法稳定可靠地进行测量。
在这种情况下，利用锁定放大器可以很好地解决上述问题。
本设计为制作一个用来检测微弱信号的锁定放大器。
首先，交流放大器部分采用INA128作为主要部件，将信号放大后输入带通滤波器，带通滤波器由UAF42构成，可以实现950Hz 到1050Hz 频带范围的滤波过程，其误差小于10%；然后，带通滤波后的信号和同频同相的方波参考信号送入乘法器，乘法器采用MPY634；再者，乘法器输出的信号送入低通滤波器，再经直流放大器放大后，由显示电路显示出被测信号的幅度有效值。
另外，在相敏检波器部分的方波驱动信号由参考信道的参考信号经触发整形、移相、比较而来。
同时，为了更好的检测出锁定放大器的性能，在信号的输入端增加加法器电路，实现被测信号与干扰信号的1:1叠加，当干扰信号的频率为1050Hz —2100Hz 时，输出端的测量误差小于10%。
1.3 锁定放大器的流程框图锁定放大器的流程框图如图1.1所示，主要由交流放大器、带通滤波器、相敏检波器、低通滤波器、直流放大器、触发整形、移相器及方波驱动等模块构成。
图1.1锁定放大器的流程框图交流放大器相敏检波器 直流放大器低通滤波器带通滤波器触发整形移相器方波驱动参考 输出r (t ) 信号x (t ) 信号通道 参考通道 S (t ) 显示R (t )1.4总体电路图总体电路图如图1.2所示。
2 各部分指标的分析与计算2.1 交流放大器交流放大器部分采用INA128三级同相放大电路放大。
根据公式GB=1+50K/R，第一级放大16倍，第二级放大为26倍，第三级放大为26倍，三级相乘最终的放大倍数可达10816倍，满足设计要求；由此每一级的电阻选择分别为3.3K、2K、2K。
INA128的外围电路简单，输入阻抗高，同时能有效的抑制共模干扰，其电路图如图2.1所示。
图2.1交流放大器电路2.2 带通滤波器带通滤波器部分的核心部件为UAF42芯片。
UAF42是一款通用有源滤波器，可配置为低通、高通、带通滤波器。
它使用了一种经典的状态可调的模拟结构，通过一个反向放大器和两个积分器。
积分器包含上1nF电容。
这种结构解决了有源滤波器设计的一个重要的难题——获得紧密对准公差、低损耗电容。
它是一种单片集成电路，其中包含了运算放大器、匹配电阻和状态可调双极滤波极对所需的精密电容，以及四个独立的精密运放。
对于带通滤波器的设计，采用Filter42软件计算出外围电阻R F1=R F2=158K，达到中心频率为1000Hz，频带范围为950Hz—1050Hz的滤波要求。
其电路如图2.2所示。
图2.2带通滤波器电路2.3相敏检波器相敏检波器主要部件为MPY634，其电路如图2.3所示。
图2.3相敏检波器电路2.4低通滤波器低通滤波器同样采用UAF42构成，其外围电阻分别为44K、470K。
电路图如图2.4所示。
图2.4低通滤波器电路2.5直流放大器直流放大器电路如下图2.5所示。
图2.5直流放大器电路2.6显示部分单片机最小系统设计。
本设计电流源通过键盘模块输入给定的电流值传送给单片机，单片机在接收到信号后进行处理运算，并显示其给定的电流值，然后经过D/A转换以输出电压，驱动恒流源电路实现电流输出，并将采样电阻上的电压经过A/D转换输入单片机系统，通过补偿算法进行数值补偿处理，调整电流输出并驱动显示器当前的电流值。
最小系统核心为MSP430，将单片机的引脚用接口引出，电路图如图2.6中单片机最小系统模块所示。
图2.6单片机最小系统A/D转换器选用具有16位分辨率高精度模数转换器ADS1115。
ADS1115具有一个板上基准和振荡器，数据通过一个I2C兼容型串行接口进行传输，可以选择4个I2C从地址。
如图2.7所示电路中，ADS1115的SDA与单片机P1.2口相接，SCL与单片机P1.3口相接。
上接上拉电阻通过编程模拟ADS1115的通信时序实现对ADS1115的操作。
图2.7 A/D转换器液晶显示电路设计如图2.8所示。
图2.8 液晶显示电路2.7参考通道部分参考通道部分采用LM324及外围电阻搭建而成，整个通道分为触发整形、移相、方波驱动三个部分。
其电路图如图2.9所示。
图2.9 参考通道部分整体电路VSS 1VDD 2Vo 3Rs 4R/W 5E 6DB07DB18DB29DB310DB411DB512DB613DB714PSB 15NC 16RST 17Vout 18A 19K 20D11234567891011121314151617181920J4P2.0P2.1P2.22.8自制电源设计本设计共用到电源有2种：即±15V 、 +5V 。
电源原理：稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路组成，整流作用是将交流电压变换成脉动电压。
滤波电路一般由电容组成，其作用是脉动电压中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压输出。
图2.10所示的电源电路图由L7815和L7915组成，输出±15V 电压给压控恒流电路中的OP07等器件供电。
图2.11所示为+5V 电源电路。
图2.10 ±15V 电源电路图2.11 +5V 电源电路ON 3T1TR A3 软件设计3.1 软件流程设计软件流程图如图3.1所示图3.1 软件流程图4测试结果与数据分析4.1测试仪器为了确定系统与题目要求的符合程度，对系统中的关键部分进行了实际测试。
使用仪器设备见表4—1。
表4—1 测试使用的仪器设备4.2各部分电路测试结果1）锁定放大器的设定要求与测试结果如下：（1）外接信号源提供频率为1kHz的正弦波信号，幅度自定，输入至参考信号R(t)端。
R(t)通过自制电阻分压网络降压接至被测信号S(t)端，S(t)端幅度有效值为10μV~1mV。
结果：外接信号源的频率为1kHz的正弦波信号，幅度0.25v，通过分压网络470倍，S(t)端幅度有效值为0.5mV，满足设计要求。
（2）参考通道的输出r(t)为方波信号，r(t)的相位相对参考信号R(t)可连续或步进移相180度，步进间距小于10度。
结果：参考通道输出r(t)为方波信号，r(t)的相位相对参考信号R(t)可实现连续或步进移相180度，步进间距小于10度，满足设计要求。
（3）信号通道的3dB频带范围为900Hz~1100Hz。
误差小于20%。
结果：带通滤波器的中心频率为1000 Hz，信号通道的3dB频带范围为900Hz~1100Hz，满足设计要求。
（4）在锁定放大器输出端，设计一个能测量并显示被测信号S(t)幅度有效值的电路。
所测量的显示值与S(t)有效值的误差小于10%。
结果：所设计的锁定放大器的输出端能测量被测信号S(t)幅度的有效值，所测量的显示值与S(t)有效值的误差为9%，满足设计要求。
（5）在锁定放大器信号S(t)输入端增加一个运放构成的加法器电路，实现S(t)与干扰信号n(t)的1:1叠加。
结果：锁定放大器信号S(t)输入端的加法器电路可以实现S(t)与干扰信号n(t)的1:1叠加，满足设计要求。