鎖定測量需要一個頻率參考。通常，一個實驗以一個固定的頻率被激發(從一個振蕩器或函數發生器)，而鎖定裝置在參考頻率下檢測到來自實驗的響應。在下圖中，參考信號是一個頻率為ωr的方波。這可能是來自函數生成器的同步輸出。如果使用函數發生器的正弦輸出來激發實驗，則響應可能是如下圖所示的信號波形。信號為Vsigsin(ωr t + θsig)，其中Vsig為信號振幅。
SR830產生它自己的正弦波，如下圖中的鎖定參考所示。鎖定引用是VLsin(ωLt + θref)。
SR830放大信號，然后使用相位敏感檢測器或乘法器來增加鎖定參考值。PSD的輸出僅僅是兩個正弦波的乘積。
Vpsd = VsigVLsin(ωr t + θsig)sin(ωLt + θref)
= 1/2 VsigVLcos([ωr - ωL]t + θsig - θref) -
1/2 VsigVLcos([ωr + ωL]t + θsig + θref)
PSD輸出是兩個交流信號，一個在差分頻率(ωr - ωL)，另一個在求和頻率(ωr + ωL)。如果PSD輸出通過低通濾波器傳遞，則交流信號將被刪除。剩下什么?一般情況下，沒有。但是，如果ωr等于ωL，則差頻分量將為直流信號。在這種情況下，過濾后的PSD輸出將為
Vpsd = 1/2 VsigVLcos(θsig - θref)
這是一個非常好的信號-它是一個與信號幅度成正比的直流信號。
點擊交流