在灵敏伏安特性和电阻值的丈量中,测验设备一般由两部分组成:电流源以及电压测验设备。研究人员运用锁定扩大器测验法时一般挑选传统电源,由于精细沟通电流源在这里无法简略运用。
锁定扩大器[1]测验法。锁定扩大器能够用来丈量细小沟通信号,有时可达纳伏[2]级。经过运用这种设备,即便噪声信号大于有用信号也可进行准确丈量。锁定扩大器运用一种叫做相敏检波的技能来选出具有某一特定频率的信号。其他频率的噪声信号大部分都被疏忽。由于锁定扩大器只会处理测验频率上或与之挨近的沟通信号,热电效应[3](直流与沟通)的影响也都会被削弱。
图1是一个锁定扩大器在低功率条件下检测元件电压的简化框图。经过在测验目标和串联电阻RREF上施加电压(A sin[2π fot])来取得一个电流。一般挑选的电阻RREF都会比测验目标阻值大许多倍,这样这种电路能够看作是驱动测验目标的近似电流源。
图1锁定扩大器丈量设置的简化框图
扩大后的测验目标电压会别离与外加源同频同相位的正交参阅信号相乘,然后再别离经过低通滤波器。这其间的乘法器和滤波器可经过模仿电路来完成,但现在更遍及的办法是在锁定扩大器内部进行数字化,然后选用数字办法完成。
在频率点fo,低通滤波器[4]的输出是电压的实部(同相位)和虚部(90度相位)。研究人员根据预设的电流和测得的电压值来别离核算测验目标的阻值。
运用锁定扩大器[5]的研究人员一般使仪器作业在相对较低的频率上,比方50Hz以下。挑选低频有许多原因:(1)得到远低于测验目标和互联的衰减频率以进行准确丈量;(2)避免电源频率处的噪声;和(3)取得远低于电磁搅扰滤波器的截止频率,该滤波器用于避免环境噪声影响测验目标。