鎖相" title="鎖相">鎖相（lock-in）放大器對信號幅度與相位的測量是一種有用的工具。數(shù)據(jù)采集卡可以對放大器的輸出信號作數(shù)字化，軟件可以計(jì)算幅度與相位。DSP或通用處理器也可以用來計(jì)算幅度與相位。本文中的電路在一個(gè)低價(jià)的鎖相放大器中集成了兩只Analog Devices公司的AD9954 DDS（直接數(shù)字綜合器）和AD630平衡調(diào)制器/解調(diào)器（圖1）。

　　一只AD9954產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)信號" title="基準(zhǔn)信號">基準(zhǔn)信號，以及針對目標(biāo)的測量信號。然后AD630調(diào)制這個(gè)基準(zhǔn)信號與目標(biāo)信號。低通濾波器消除從信號調(diào)制計(jì)算而來的2t分量。不過，當(dāng)AD630調(diào)制器功能工作在高于50 kHz頻率時(shí)，AD630的輸出波形會(huì)產(chǎn)生一個(gè)測量誤差，從而在相位測量中有一個(gè)信號分析誤差。

　　當(dāng)基準(zhǔn)信號和測量信號為同相時(shí)，調(diào)制結(jié)果為最大值。最大值搜索方法可提高AD630調(diào)制功能的工作頻率。通過一個(gè)流程圖，可以控制兩只AD9954，去生成基準(zhǔn)信號和目標(biāo)信號（圖2）。然后，AD630調(diào)制兩個(gè)信號，對結(jié)果做數(shù)字化，并將它們保存在寄存器內(nèi)。接下來，對基準(zhǔn)信號移相，重復(fù)上述步驟，直到電路掃過所有可能的相位差。

　　然后，在數(shù)據(jù)集搜索最大值。當(dāng)調(diào)制不同相位信號時(shí)，基準(zhǔn)信號的相移指示著目標(biāo)信號的相移。表1是基準(zhǔn)信號與目標(biāo)信號之間30°相移時(shí)的真實(shí)情況。在50 kHz時(shí)，鎖相計(jì)算的誤差為19%，大于10 kHz時(shí)5%的相移值。這些結(jié)果表明峰值性能出現(xiàn)在高頻處。使用搜索結(jié)果，可以將10 kHz精度提高到3%，50 kHz精度提高到7%。