[发明专利]一种模拟数字混合结构的锁相放大器及其锁相放大方法

摘要

本发明公开了一种模拟数字混合结构的锁相放大器及其锁相放大方法，该锁相放大器包括输入信号处理系统、参考信号产生系统、模拟处理系统、模数转换系统及数字处理系统，参考信号产生系统的第一输出端和第二输出端输出两路相互正交的正弦波参考信号，模拟处理系统包括两个模拟乘法器和模拟低通滤波器，数字处理系统包括两个数字低通滤波器和数字运算器。本锁相放大器在检测信号过程中允许混叠信号的存在，然后通过模拟低通滤波器和数字低通滤波器的组合，可以有效滤除输入信号中的干扰信号，并滤除高频干扰信号和混叠信号，可以实现对各种频率信号的检测，有效地提高了信噪比，降低了硬件要求，生产成本较低，可广泛应用于弱信号测量领域中。

主权项

一种模拟数字混合结构的锁相放大器，其特征在于，包括输入信号处理系统（100）、参考信号产生系统（200）、模拟处理系统（300）、模数转换系统（400）及数字处理系统（500），所述参考信号产生系统（200）的第一输出端和第二输出端输出两路相互正交的正弦波参考信号；所述模拟处理系统（300）包括第一模拟乘法器（31）、第二模拟乘法器（32）、第一模拟低通滤波器（41）及第二模拟低通滤波器（42），所述模数转换系统（400）包括第一模数转换器（51）及第二模数转换器（52），所述数字处理系统（500）包括第一数字低通滤波器（61）、第二数字低通滤波器（62）及数字运算器（7）；所述输入信号处理系统（100）的输入端接输入信号，输出端分别与第一模拟乘法器（31）的第一输入端和第二模拟乘法器（32）的第一输入端连接，所述参考信号产生系统（200）的第一输出端与第一模拟乘法器（31）的第二输入端连接，所述参考信号产生系统（200）的第二输出端与第二模拟乘法器（32）的第二输入端连接；所述第一模拟乘法器（31）的输出信号依次通过第一模拟低通滤波器（41）、第一模数转换器（51）及第一数字低通滤波器（61）输入到数字运算器（7），所述第二模拟乘法器（32）的输出信号依次通过第二模拟低通滤波器（42）、第二模数转换器（52）及第二数字低通滤波器（62）输入到数字运算器（7）；所述数字运算器（7）包括幅值计算模块（71）、相位计算模块（72）、误差校正模块（73）和反馈模块（74），所述第一数字低通滤波器（61）和第二数字低通滤波器（62）所输出的信号均分别输入到幅值计算模块（71）、相位计算模块（72）、误差校正模块（73）及反馈模块（74），所述反馈模块（74）的输出端与参考信号产生系统（200）的输入端连接。