熊显名，张海申，韩家广，杜亮亮

（1.桂林电子科技大学 电子工程与自动化学院，广西 桂林 541004；2.天津大学 精密仪器与光电子工程学院，天津 300072）

0 引 言

锁相放大器作为一种精密的测量仪器，被广泛用于科研领域，尤其是在检测微弱信号方面。但是小型便于携带的锁相放大器市场上罕有，在太赫兹时域光谱仪（TDS）中，要测量的太赫兹信号淹没在背景噪声中，需要小型锁相放大器，其已经在各种材料的检测领域应用广泛，如水微电导和光信号的检测等。在TDS系统发展中遇到了一些瓶颈，进口锁相放大器不便于携带且价格昂贵，因此，研究携带方便、功能相当的锁相放大器有重大的实用价值。

文章正是通过对太赫兹测试系统中太赫兹脉冲信号特点的分析，基于互相关原理设计了这款锁相放大器提取微弱太赫兹脉冲信号［1］。设计的锁相放大器由前置放大模块、移相电路模块、相敏检波模块和低通滤波模块等构成，使用的锁相放大芯片AD630可精准检测有用信号且线性度好，所检测的微弱信号的幅度可达微伏级［2］。

1 工作原理

1.1 设计锁相放大器应用到的THz-TDS系统组成

太赫兹-时域光谱仪系统主要由飞秒激光器、太赫兹的发射和探测元件、时间延迟控制系统（计算机控制）、泵浦光斩波器和数据采集与处理系统锁相放大器等组成（见图1）。

图1 THz-TDS系统组成框图Fig.1 THz-TDS system component block diagram

来自超快飞秒激光器的具有飞秒脉宽的激光脉冲被分为两路，一路作为泵浦光激发THz发射元件产生THz辐射波，另一路作为探测光与THz脉冲汇合共线后通过光电导元件可产生与THz驱动电场成正比的周期光生电流。……