使用同步检测进行精密低电平测量

简单的集成式替代方案

图4的电路要求使用运算放大器、模拟开关和一些分立组件，另外还需要微处理器提供参考时钟。该电路的替代方案是使用集成式同步解调器，如ADA2200。图6展示了ADA2200的内部模块，包括缓冲输入、可编程IIR滤波器和乘法器。它还包括可对参考信号进行90°相移的模块，从而可轻松测量或补偿在参考时钟和输入信号之间的相移。后面将详细说明这样做的好处。

要利用ADA2200实现锁定检测电路，只需施加比所需参考频率高64倍的时钟频率。可编程滤波器的默认配置针对带通响应，因而无需如图4中的电路对信号进行交流耦合。ADA2200的采样模拟输出将以采样速率的倍数生成图像。您可以使用RC滤波器后接Σ-Δ ADC以移除这些图像，并且仅测量信号的解调直流组分。

改善方波锁定电路

图8展示了对方波调制电路的改进。如果您通过方波激励传感器，现在将测量信号与相同频率和相位的正弦波相乘，则只有基波频率的信号内容才会移至直流，而所有其他谐波将移至非直流频率。这样使用低通滤波器就很轻松，并且除测量信号直流组分外，其他一切皆不需要。