鎖相放大器使用了 PSD（Phase Sensitive Detector）——相位敏感檢測器的技術(shù)，只有存在于特定參考頻率的信號可以被挑選出來，而其他頻率的噪聲及干擾信號則不會被檢出。它是用來檢測極微弱的 AC 信號的高靈敏數(shù)據(jù)采集器，即使在噪聲高于信號數(shù)千倍的情況下也可得到精確的測量。
傳統(tǒng)的鎖相放大器利用了模擬變頻混頻器和 RC 濾波器，它需要大量的模擬電路設(shè)計和優(yōu)化模擬信號解調(diào)?，F(xiàn)今，鎖相放大器自身正在變革，*的集成電路技術(shù)和快速數(shù)字信號處理（DSP）的應(yīng)用替代了傳統(tǒng)的模擬器件，可使其靈敏度及可靠性提高了數(shù)百倍。
昕虹的鎖相解調(diào)板是以當今FPGA +ARM單片機的業(yè)界主流配置而設(shè)計。浮點數(shù)數(shù)字信號處理的計算任務(wù)由 FPGA硬件加速完成，而結(jié)果數(shù)據(jù)采集和上位機交互由ARM單片機處理。為了提高性價比，系統(tǒng)以獨立雙輸入輸出通道為原則設(shè)計，從而在單板上實現(xiàn)雙路鎖相通道的應(yīng)用。比如，一路通道可用作測量信號，而另一路可用作參考信號；亦或一路做一次諧波解調(diào)，而另一路做二次諧波解調(diào)。雙路低噪聲模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號采樣，轉(zhuǎn)換成了兩路獨立的數(shù)字數(shù)據(jù)流，緊接著由 FPGA 運算結(jié)果。FPGA 的計算結(jié)果能夠被傳送到ARM單片機做進一步的低速信號處理，然后通過串行通訊端口傳送至上位機或PC機。鎖相解調(diào)結(jié)果也可直接通過輔助數(shù)模轉(zhuǎn)換器（AUX_DACs）轉(zhuǎn)換為模擬信號輸出。而直接數(shù)字合成器（DDS）則被用來產(chǎn)生模擬信號輸出給兩路高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DACs），對激光器或其他發(fā)射器進行外部調(diào)制。
| 綜述 | |
| 尺寸大小 | 15.4x15.4x7.6cm3 |
| 重量 | 670 g |
| 電源供應(yīng) | DC 5V/2A （含電源板） |
| 模擬輸入 | |
| 頻率范圍 | AC–0.5MHz |
| 輸入阻抗 | 50 ohm |
| 輸入噪聲 | 10nV/Hz1/2 (>10 kHz) |
| 電壓范圍 | -1V to +1V |
| 輸入增益 | 1, 10 |
| 模/數(shù)轉(zhuǎn)換 | 14 bit; 4 MSa/s |
| 模擬輸出 | |
| 輸出 | 2 channels; -1V to +1V |
| 頻率范圍 | DC–0.5MHz |
| 數(shù)/模轉(zhuǎn)換 | 16 bit; 4 MSa/s |
| 鎖相解調(diào)器 | |
| 解調(diào)器數(shù)量 | 2 channels |
| 時間常量 | 10ms, 1ms（可依用戶需求制定） |
| 過濾帶寬（Hz） | 1000, 100（可依用戶需求制定） |
| 諧波 | 1F, 2F, 3F, 4F |
| 參考相位分辨率 | 1.0 degree |
| 輔助輸出(AUX_DAC) | |
| 輸出通道數(shù)量 | 2 channels; -10V to +10V |
| 數(shù)/模轉(zhuǎn)換器 | 16 bit; 4 Msa/s |
| 數(shù)/模模擬帶寬 | 10 kHz |
| 上位機接口 | USB虛擬串口 |
| PID控制 | 可依用戶需求定制 |
? 參考頻率內(nèi)部同步，無需外部參考信號輸入；
? 可解調(diào)低至10nV，中心頻率500kHz微弱信號；
? 兩路獨立輸入端，實現(xiàn)雙通道鎖相放大解調(diào)方案；
? 兩路調(diào)制輸出端，輸出信號頻率、幅度、偏置獨立可調(diào)；
? 兩路低速輔助模擬通道，實時輸出解調(diào)運算結(jié)果；
? USB虛擬串口連接上位機，極簡鎖相控制界面；
? 尺寸小巧，易于便攜及系統(tǒng)集成；
? 可根據(jù)用戶需求，靈活定制FPGA算法。
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