一、课题研究背景及意义 在采用显微红外技术进行红外气体检测时，有效信号的能量十分微弱，常常淹没在噪声中。

噪声一直是在提取有效信号的过程中的最大的障碍，由于各种噪声影响，导致检测器检测的信号信噪比较低。

近年来，随着锁相放大技术的发展，在一定程度上解决了微弱信号难以提取的问题。

锁相放大技术是能够锁定有效信号的频率，能够对交变信号进行相敏检波的放大器，它利用了和被测信号同频率、同相位的参考信号作为比较基准，支队被测信号本身和那些与参考信号同频率、同相位的噪声分量有响应，因此采用锁相放大器是一种非常有效的抑制噪声、提高信噪比的方法，在微弱信号的检测中具有非常广泛的应用[1]。

传统的锁相放大器采用模拟混频器和RC滤波器实现解调，受模拟器件特性随时间和温度变化的影响，模拟锁相放大器存在谐波抑制能力差、动态范围受限、增益误差大等问题[2]。

随着数字信号处理技术的发展，数字锁相放大器在频带宽度、输入噪声、稳定性和动态范围等方面的性能优势逐渐凸显并受到越来越多的研究和关注。

根据实现结构不同，锁相放大器主要包括单通道锁相放大器和双通道锁相放大器。

单通道锁相放大器的输出结果与参考信号和载波信号间的相位差有关，相位差的微小变化都会导致测量结果不准确，引起测量误差。

双通道锁相放大器解决了单通道锁相放大器对相位差依赖的问题，可有效避免由相位差变化引起的测量误差，提高系统的可靠性和抗干扰能力[3]。

利用锁相放大技术进行气体浓度检测的形式有两种。