为什么要使用锁定锁相放大器，有什么作用？

锁定放大器用于检测和测量非常小的交流信号，即使被噪声源(比其大上许多倍)遮蔽，也可以进行准确的测量。锁定放大器使用一种称为相敏检测的技术，以单独选出特定参考频率和相位的信号分量。其他频率的噪声信号会被拒绝，不会影响测量结果。

下面举一个例子。假设信号是一个频率为10kHz的10nV正弦波。显然需要一些放大才能将信号提高到噪声水平之上。一个好的低噪声放大器的输入噪声大约为5nV/√Hz。如果放大器的带宽是100kHz，增益为1000，我们可以期望输出为10µV的信号(10nV × 1000)和1.6mV的宽带噪声(5nV/√Hz × √100kHz × 1000)。如果我们不单独选出感兴趣的频率，测量输出信号的成功几乎为零。

如果我们在放大器后面接一个品质因子为100的带通滤波器(一个非常好的滤波器)，中心频率为10kHz，在100Hz的带宽内会检测出任何信号(10kHz/Q)。在滤波器通带内的噪声将为50µV(5nV/√Hz × √100Hz × 1000)，而信号仍然为10µV。输出噪声远大于信号，无法进行准确的测量。进一步增益也无法解决信噪比问题。

现在尝试在放大器后面接一个相敏检测器(PSD)。相敏检测器可以以0.01Hz的带宽检测到10kHz的信号!在这种情况下，检测带宽内的噪声将为0.5µV(5nV/√Hz × √.01Hz × 1000)，而信号仍然为10µV。信噪比现在为20，可以进行对信号的准确测量。