鎖定放大器（LIA）在微弱信號檢測領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用，本質(zhì)上它是一種實現(xiàn)互相關(guān)檢測的儀器，模擬LIA一般用開關(guān)式乘法器和低通濾波器來實現(xiàn)模擬相敏檢波，數(shù)字LIA是通過ADC將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號再由DSP或微處理器來進行數(shù)字解調(diào)運算。數(shù)字LIA比模擬LIA有許多優(yōu)點，如諧波抑制能力強、無直流漂移、實行數(shù)字處理有很好的靈活性等。陳佳圭對早期實現(xiàn)數(shù)字LIA的5種主要方法進行了介紹，它們的一個共同特點是算法簡單、易行，基本上只需做累加運算就可得出檢測結(jié)果，但它們不能很好地抑制諧波。左營喜等提出的分段累加相關(guān)法有一定的靈活性，可在抑制諧波和提高處理速度之間進行折衷。SR850是國外近幾年推出的第一代數(shù)字LIA產(chǎn)品，其工作原理是通過ADC以256 kHz的固定采樣率把被測模擬信號轉(zhuǎn)換為信號序列，由DSP合成正弦參考序列，在DSP中將參考序列和采樣得到的信號序列相乘，再進行數(shù)字低通濾波得到解調(diào)輸出。
　　本文給出了一種利用DSP和采樣ADC實現(xiàn)數(shù)字鎖定放大器的方法，與SR850類似，通過采樣ADC將被測模擬信號轉(zhuǎn)換為信號序列，由DSP合成參考序列，但不同的是，這里要控制采樣頻率以實現(xiàn)整周期采樣，這樣不僅使得DSP可以精確地合成參考序列，而且能建立簡潔、有效的數(shù)字互相關(guān)運算。文中對這種方法進行了分析，并給出了實際設(shè)計的數(shù)字LIA。
　　1　工作原理
　　在互相關(guān)檢測中有一個參考信號，設(shè)參考信號頻率為fr，可以通過一定方法控制采樣頻率fs，使得fs＝N·fr，N≥3，N由DSP來確定。設(shè)被測信號x（t）＝Asin（2πfrt＋φ），A＞0為信號幅度，φ為信號初相位，在q個參考信號周期對x（t）進行M＝q·N
　　
　　不用對實際的參考信號進行采樣，而由DSP根據(jù)N來合成正弦參考序列rs（k）和余弦參考序列rc（k）
　　
　　rs（k）和rc（k）分別相當于對正弦參考信號sin（2πfrt）和余弦參考信號cos（2πfrt）進行同步采樣所得。按式（3，4）來計算x（k）和rs（k）的互相關(guān)Rxrs，x（k）和rc（k）的互相關(guān)Rxrc
　　
　　式（3，4）分別表示同相輸出和正交輸出，對于由式