锁相放大器 一次谐波及二次谐波

锁相放大器可以提取出输入信号在参考信号频率上的幅度和相位信息，如果输入信号包含谐波分量，可以通过改变参考信号频率，提取出一定次数的谐波分量。一般来说，锁相放大器可以提取的谐波次数取决于参考信号频率和锁相放大器的带宽等因素。

对于一次谐波和二次谐波，可以选择参考信号频率为输入信号频率的两倍或者四倍，这样可以分别提取出输入信号的二次谐波和四次谐波。以下是一个示例代码，演示如何提取输入信号的一次谐波和二次谐波：

import numpy as np

# 生成参考信号和输入信号
t = np.linspace(0, 1, 1000)
f_in = 10  # 输入信号频率
ref_freq = [f_in * 2, f_in * 4]  # 参考信号频率
ref_signal = [np.sin(2 * np.pi * freq * t) for freq in ref_freq]
input_signal = np.sin(2 * np.pi * f_in * t)

# 相乘并积分
products = [input_signal * ref for ref in ref_signal]
integrals = [np.trapz(product, t) for product in products]

# 计算幅度和相位
amplitudes = [2 * np.abs(integral) / len(t) for integral in integrals]
phases = [np.angle(integral) for integral in integrals]

print('Amplitude of 1st harmonic: ', amplitudes[0])
print('Phase of 1st harmonic: ', phases[0])
print('Amplitude of 2nd harmonic: ', amplitudes[1])
print('Phase of 2nd harmonic: ', phases[1])

以上代码生成了参考信号和输入信号，并将参考信号设置为输入信号的两倍和四倍频率。将输入信号和参考信号相乘并积分，然后计算出一次谐波和二次谐波的幅度和相位信息。需要注意的是，提取谐波时需要选择合适的参考信号频率，并且参考信号的相位应该与输入信号相同。