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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

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。设计锁相放大电路，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。

国内外研究现状

1962年美国egg parc(signal recovery公司的前身) 的第一台锁相放大器(lock-in amplifier，简称lia)的发明，使微弱信号检测技术得到标志性的突破，极大地推动了基础科学和工程技术的发展。目前，微弱信号检测技术和仪器的不断进步，已经在很多科学和技术领域中得到广泛的应用，未来科学研究不仅对微弱信号检测技术提出更高的要求，同时新的科学技术发展反过来促进了微弱信号检测新原理和新方法的诞生。早期的lia是由模拟电路实现的，随着数字技术的发展，出现了模拟与数字混合的lia，这种lia只是在信号输入通道，参考信号通道和输出通道采用了数字滤波器来抑制噪声，或者在模拟锁相放大器（简称alia）的基础上多了一些模数转换（adc）、数模转换（dac）和各种通用数字接口功能，可以实现由计算机控制、监视和显示等辅助功能，但其核心相敏检波器(psd)或解调器仍是采用模拟电子技术实现的，本质上也是alia。直到相敏检波器或解调器用数字信号处理的方式实现后，就出现了数字锁相放大器（简称dlia），dlia比alia有许多突出的优点而倍受青睐，成为现在微弱信号检测研究的热点，但是在一些特殊的场合中，alia仍然发挥着dlia不可替代的作用。

2. 研究的基本内容

设计出了一种基于相敏检波的锁定放大器，在分析和掌握锁相放大器的基础上，根据提取微弱信号的需求，设计了锁定放大器的各模块电路，最终通过放大信号、分离噪声、改善信噪比等步骤实现了基本要求。

第一章：首先介绍锁定放大器的研究背景以及研究目的，其次介绍锁定放大器在国内外的发展状况。

第二章：首先介绍了锁定放大器电路的工作原理，其次介绍了其在信号检测方面的使用方法。本系统利用的是相敏检波，并基于此相敏检波设计出了锁定放大器的大致结构框图。从结构框图中，可以将系统分为信号通道、参考信道和相敏检波，整个系统的核心部分是应用了相敏检波。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

第一阶段：阅读锁相放大器的相关资料，了解锁相放大器的工作原理。

第二阶段：熟悉设计软件，如protel,autium design,protues。

第三阶段：对组成锁相放大器的各部分进行电路设计。

4. 参考文献

[1] 曾庆勇《微弱信号检测》，南京大学出版社 1986

[2] 康华光 《电子技术基础》，高等教育出版社2006.01年第五版。