题目：微弱信号检测——锁定放大器的设计与实现

微弱信号检测所针对的检测对象，是常规和传统方法不能检测到的微弱物理量，例如弱光、弱磁、弱声、微温差、微压差以及微电导、微电流等。微弱信号检测技术正大量应用于通讯、雷达、声纳、光谱学、生物医学等多个领域中，对微弱信号检测理论与系统的研究已经成为目前检测技术领域的一个热点。 锁定放大器（Lock-in Amplifier）是完成正弦信号幅度及相位检测的相关检测装置。这种仪器是微弱信号检测仪器中一个十分重要的品种，它能够测量到输入信噪比低达-100dB的微弱正弦量，具有极强的抗噪声性能，在科研的各个领域得到了广泛的应用。 本论文主要包括了三方面内容，第一方面是模拟锁定放大器的设计与实现。介绍了微弱信号检测的相关原理及发展现状，以及锁定放大器的基本工作原理。着重说明了模拟锁定放大器的硬件系统设计，以及相关性能测试的具体方案和实验结果。 第二方面是基于可编程片上系统PSoC（Programmable System-on-a-chip）的采样及PC通信系统的硬件设计与软件开发。 第三方面是该微弱信号检测系统在表面等离子体生物检测和光微弱信号检测中的具体应用方案。 最后，论文对本系统设计进行了总结。该系统的可测频率范围为5Hz-100kHz，可检测最低至3μV的信号幅度。并说明了该系统在光传感等应用领域的广阔前景，以及使用PSoC将带来的更大优越性。