微弱信号双锁相检测电路设计与应用

"微弱信号的双锁相检测电路研究" 本文主要探讨了在薄膜厚度监控系统中的光电检测技术，特别是针对微弱信号处理的一种创新方法——双锁相检测技术。作者们提出并实现了一种结合多级放大器和双锁相放大器的电路设计，以提高信号检测的精度和稳定性。 在光电极值法监测光学薄膜厚度的过程中，四光路透镜成像系统被广泛使用，但这种系统需要高精度的信号处理电路来检测微弱的光电信号。为此，研究者针对四光路信号的特性，提出了一种新的双锁相检测理念。通过这一理念，设计出的电路能够有效检测两个信号，同时具备抗干扰能力，从而提供更高的信噪比、更高的精度和更稳定的漂移性能。 电路系统由两个硅光电池产生的33Hz测试路和383Hz参考路解调信号，以及光电倍增管输出的33Hz测试信号和383Hz参考信号组成。这些信号存在不同类型的干扰，例如383Hz的方波干扰和33Hz的脉冲干扰。为了克服这些问题，电路设计包括多级放大器以增强微弱信号，并采用双锁相放大器来滤除噪声，确保信号的纯净度。 在实际应用中，经过调试后的电路表现出优异的性能，两路输出信号的信噪比大于500，静态漂移率小于或等于7% öh。这意味着电路具有非常高的稳定性，适合于数字采集和数据处理。在膜厚监控测试实验中，采用该设计后，膜厚监控的稳定性从1.25%的膜厚标准差显著提升至0.72%，验证了该电路设计的有效性。 微弱信号的双锁相检测电路为薄膜厚度监控系统提供了一种高效、高精度的解决方案。它不仅增强了信号处理能力，降低了噪声影响，还提高了系统的整体性能，对于光学薄膜测量领域具有重要的实践意义。