屈云飞（广东轻工职业技术学院 广东 广州 510300）

太赫兹时域光谱仪中的锁相放大器研究

屈云飞
（广东轻工职业技术学院 广东 广州 510300）

锁相放大器是太赫兹时域光谱仪中完成微弱信号检测的重要组成部分，本文基于对模拟放大器和数字放大器的比较与研究，设计了一种基于DSP的数字锁相放大器并应用于太赫兹时域光谱仪中。实验结果表明，与模拟锁相放大器相比，数字锁相放大器测得的时域太赫兹波形信噪比更高，且测量速度更快，更有利于实现系统的实时性。

DSP；锁相放大器；太赫兹；信噪比

1.引言

太赫兹时域光谱技术是20世纪80年代发展起来的一种有效光频测试技术，能够对生物的物质结构和成份进行无损、非接触式鉴定。太赫兹时域光谱仪通过测量出太赫兹脉冲透过样品或经样品反射的太赫兹时域波形，经过傅里叶变换得出样品的太赫兹波段吸收光谱，通过分析样品在太赫兹波段的特征光谱吸收峰，实现样品成分的非接触式鉴定。透射式太赫兹时域光谱仪的工作原理图如图1所示，待测样品放置于太赫兹发射探头和接收探头之间，接收探头检测到电压信号通常在uV量级的微弱信号，时域光谱仪需要对此微弱信号进行有效检测。

锁相放大器是微弱周期信号检测的一种有效手段，可分为模拟锁相放大器和数字锁相放大器。太赫兹时域光谱仪，数字锁相放大器的应用使其信噪比更高、检测速度更快[1]。

图1 太赫兹时域光谱仪检测部分示意图