隨著電子學、信息論、物理學、計算機技術的發(fā)展，為滿足現(xiàn)代科學研究和技術開發(fā)的需要，微弱信號的處理方法得到不斷的發(fā)展。微弱信號檢測技術可以分為兩類：1)用硬件電路實現(xiàn)微弱信號的調理和采集，其方法主要有：濾波技術、相關檢測技術、同步積累法、開關電容網(wǎng)絡及光子計數(shù)法等；2)利用計算機技術和信息處理技術從噪聲中提取微弱信號。這里主要從硬件方面提出一種新的微弱信號檢測電路設計方案，利用開關電容網(wǎng)絡和積分器相結合實現(xiàn)檢測，在降低噪聲的同時，對微弱信號進行放大。

1 鎖定放大器工作原理
鎖定放大器是基于互相關原理設計的一種同步相干檢測儀，能夠對檢測信號和參考信號進行相關運算。按照互相關的數(shù)學表達式，相關器包括乘法器和積分器2部分?？紤]到線性范圍和動態(tài)范圍，通常相關器不采用模擬乘法器，而采用線性好、動態(tài)范圍大、電路簡單的開關式乘法器。鎖定放大器的參考信號不是一個任意函數(shù)，而是和待測信號同步的方波。鎖定放大器的工作原理如圖1所示。圖中乘法器和積分器實現(xiàn)互相關運算，積分器在同步方波的控制下以充放電形成方波信號，以便后續(xù)電路處理；帶通濾波器(BPF)的功能是選頻和放大，根據(jù)放大倍數(shù)的需要，采用適當級數(shù)的BPF；相敏檢波器(PSD)把放大后的調制信號再和載波信號相乘，利用低通濾波器(LPF)濾出高頻分量，輸出直流電平的大小與被測微電流成正比。

圖2為鎖定放大器采用的相關原理。

由此可知，相關器輸出為直流電壓，其值正比于輸入信號的基波振幅，并與參考信號之間的相位差的余弦成正比。