数字锁相环会生成锁定为激励信号(可以是外部信号或FPGA内部生成的信号，并且不必是正弦波)的正弦波。参考正弦波中的任何谐波也将与输入信号相乘，将谐波频率中存在的噪声和其他无用的信号解调，正如两个方波相乘的情况(见图5)。以数字方式生成此参考正弦波的一个优势是，这样只需调整数字精度，即可相对轻松地生成失真度极低的信号。例如，图12展示了四个使用4、8、16和32位精度以数字方式生成的正弦波。显然，使用4位精度所获得的性能与图5中的情况差别不大，但是该情况会在使用更高精度数字后很快得以改善。在16位精度条件下，需要付出一些努力才能生成具有如此低总谐波失真(THD)的模拟信号，在32位精度时THD超过–200 dB，这是不可能与模拟电路相匹配的。此外，由于这些是以数字方式生成的信号，因此它们可以很好地重复。将数据转换到数字域并输入FPGA后，就无需考虑其他噪声或漂移。
在乘法器后，低通滤波器将除去任何高频成分并输出信号的同相和正交组分。继续假定滤波器的等效噪声带宽仅为50 Hz，没有理由按原始采样速率250 kSPS传输数据。低通滤波器可包括抽取滤波器级，以降低输出数据速率。该流程的最后一步是计算输入信号同相和正交组分的幅度和相位。
小结
嵌入噪底的低频小信号难以测量，但是应用调制和锁定放大器技术可以获得高精度的测量。最简单的锁定放大器可以是在两个增益之间切换的运算放大器。虽然这不会带来最好的噪声性能，但是与简单的直流测量相比，简单的低成本电路仍然非常具有吸引力。此电路的一项改进是使用正弦波参考和乘法器，但是在模拟域中实现会比较难。为获得终极性能，可考虑使用低噪声、高分辨率的Σ-Δ ADC(例如AD7175-2)，以便将输入信号数字化，然后生成参考正弦波以及数字域中锁定放大器的所有其他要素。
