锁相放大器在电子束测量中的应用

图1 直流叠加在变压器上，会产生2次谐波

制作变压器所使用的铁心材料由于磁饱和呈现出如图19所示的B-H特性(实际的铁心中存在磁滞，这里省略)。

为了测定B—H特性，如图1所示使交流流过铁心，再进一步叠加上直流，这时在次级一侧就会产生2次谐波(在这个图中，为了便于理解，用三角波说明驱动的交流。使用正弦渡时也有同样的现象)。

应用这个原理，如图2所示，用锁相放大器的2F模式检测2次谐波。如果将此作为反向的直流反馈给变压器，这个系统就总能够对锁相放大器进行修正使其不产生2次谐波。所以，锁相放大器的修正直流电流与流过的直流相等，通过测量锁相放大器的输出，就能够测量电流。

图2 基于变压器和锁相放大器的电子束测量

由于锁相放大器变成了反馈环的一部分，所以如果存在有2次迟滞的因素，系统将变得不稳定。所以，PSD后面的LPF(低通滤波器)应该在6dB/oct下使用，使得锁相放大器中不产生90o以上的滞后。

也许想在滤波器和二极管的检波电路中进行这样的应用，但是由于一般的检波电路中得不到有关正、负的信息，所以无法工作。在这里，相敏检波电路的特性得到有效的利用。

当直流电流流过导体时，不需要这么复杂的系统。不过在测量电子、质子、离子等的粒子束的场合，这是一种有用的方法。

审核编辑 黄宇