双参考锁定检测器制造技术

本发明专利技术提供了一种用于利用双参考锁定检测器对感兴趣的复杂信号进行相位敏感的检测和恢复的方法、电路和系统。双参考锁定检测器可以具有两个或更多的参考信号源，该信号源的信号首先被结合，产生复合的（例如，互调）参考信号。然后将该信号与输入信号混频，产生在感兴趣的频率上的所希望的选择性。第二个实施例在结合所述参考信号之前使用了与内部参考信号同步的外部参考信号。这种检测器可以被用在用于恢复预定的感兴趣的信号的手性检测系统，在其中所述感兴趣的信号与正在被检测的样品的手性属性相关联。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及接收系统和方法中的参考锁定装置，特别涉及锁定放大器/检测器中使用双参考配置进行信号恢复的系统和方法。相关申请本专利申请对由Phillip R.Gibbs博士与2004年5月4日提交的名为“A Double Reference Lock-in Detector”的临时专利申请60/568104主张优先权。该临时申请的内容在此引用作为参考。
技术介绍
锁定放大器是这样一种检测器，其特别适合于从宽带噪声提取低强度窄带信号。由于这种锁定放大器对相位敏感，通过使参考信号与宽带输入信号相乘，能够提取在特定的频率和相位的输入信号分量。参考信号可以取自振荡器或函数发生器中的任何适当的波形(例如，正弦波、方波等)。图1示出了现有技术中的一种典型的单参考锁定放大器110，其中，来自VCO(可变晶体振荡器)的参考信号在混频器120中与输入信号混频，所产生的信号还可以被窄带滤波，在所示情况下，在混频器120之后采用低通滤波器(LPF)125。有时希望在锁定放大器中采用外部参考。在典型的情况下，锁定放大器的VCO被锁相到外部参考，并且图2示出了一种将内部参考信号锁定到外部参考的方法。当采用一个外部参考信号和一个内部参考信号两个参考信号时，仍然仅是将一个锁定信号加到混频器220以从输入信号中提取感兴趣的信号。除了单锁定放大器之外，还推荐采用双锁定放大器以最小化在想要的频率上的噪声问题。在J.Goree的文章“Double lock-in detection forrecovering weak coherent radio frequency signals”，Rev.Sci.lnstrum.，Vol.56，No.8(Aug.1985)中阐述了一种这样的方法。在这种情况下，人们发现重要的和有问题的射频拾波(RF pick-up)通过锁定装置而未衰减，说明锁定检测是无用的。通过在第一锁定装置之前引入第二锁定装置，人们发现第二个锁定装置与系统调制(例如，机械调制盘)同步，因而将在想要的频率上的未调制的射频拾波贡献最小化。然而是，上述这些方法，在将单参考信号用于锁定感兴趣的信号时还存在着共有的局限性。在有些情况下，希望用更复杂的，即，复合参考信号来提取想要的信号。这样就可以提取多个感兴趣的信号，或者避免特定的单一频率和各单独参考的谐波(例如，复合是指两个参考信号的结合，从而产生互调和/或其边带/谐波分量)。在这些情况下，现有技术的单参考锁定方法不能提供用于锁定的合适的信号。因而，存在对改进的锁定检测器或放大器的需要，其使得经由复合的参考实现锁定变得灵活且容易。
技术实现思路
依照本专利技术，在这里对该专利技术的各个方面进行描述。一般而言，本专利技术提供了一种用于相位敏感的检测和对感兴趣的复杂信号的恢复的方法、电路和系统。在示例性实施例中，双参考锁定检测器可以具有两个或更多的参考信号源，其中该信号源的信号先被结合，生成复合的(例如互调的)参考信号。然后该信号被与感兴趣的信号混频，在想要的频率上产生所期望的放大。第二个实施例使用了外部参考信号，在将参考信号结合之前使内部参考与这些外部参考信号同步。本专利技术的一个方面，提供了一种用于从输入信号中恢复感兴趣的信号的方法。这种方法是从接收第一参考信号和接收第二参考信号开始的。第一和第二参考信号可以是与输入信号相关联的调制信号。该方法接着产生具有所述第一参考信号和所述第二参考信号的互调产物(inter-modulationproduct)的复合参考信号。该复合参考信号可被滤波从而得到单边带或者互调分量，该复合参考信号被与所述输入信号相乘以提供乘积信号(product signal)。所述感兴趣的信号是从所述输入信号和所述复合参考信号的乘积恢复的。所述恢复步骤可以进一步包括将所述输入信号和所述复合参考信号混频以形成作为乘积的混频信号。所述恢复还包括对所述混频信号进行滤波以检测和恢复所述感兴趣的信号。所述方法可实现这样的步骤，即通过从内部信号源获得在第一调制频率的所述第一参考信号来接收该第一参考信号。同样地，所述方法可实现这样的步骤，即通过从另一个内部信号源获得在第二调制频率的所述第二参考信号来接收该第二参考信号。可选地，所述方法可以实现这样的步骤，通过从外部信号源获得在第一调制频率的所述第一参考信号来接收该第一参考信号，以及通过从另一个外部信号源获得在第二调制频率的所述第二参考信号来接收该第二参考信号。进一步，该方法可以包括这样的步骤基于所述第一参考信号提供第一锁相环信号以及基于所述第二参考信号提供第二锁相环信号。所述生成步骤还可以包括将所述第一和第二锁相环信号结合在一起作为所述复合参考信号。在本专利技术的另一方面，提供了一种用于恢复感兴趣的信号的检测电路。该电路包括参考源以及混频器，其中所述参考源具有多个参考信号发生器以及组合器(combiner)。参考信号发生器可以是内部信号源，例如，VCO或其它类型的合成装置或振荡器。组合器与每个参考信号发生器相连，并且能够响应于来自参考信号发生器的信号提供复合参考信号。该复合参考信号是在第一相位条件下的所述参考源的输出。所述混频器与所述参考源的输出相连，并且能够响应于接收的输入信号，提取具有与所述第一相位条件基本上相同的相位条件的所述感兴趣的信号。为了有选择地提供所述感兴趣的信号，所述检测电路还可以包括被连接到所述混频器的输出的窄带滤波器。所述参考信号发生器可以分别响应于多个外部信号源。进一步，每一个外部信号源可以以锁相关系与各自的一个参考信号发生器有效地连接。所述参考信号发生器还可以分别与所述输入信号的多个调制信号相关联。在本专利技术的再一方面，提供了一种用于恢复与手性混合(chiralmixture)的属性相关联的感兴趣的信号的检测系统。该检测系统包括被第一参考信号调制的第一信号源和被第二参考信号调制的磁场源。该系统还具有对所述第一信号源和所述磁场源作出响应并且维持所述手性混合的样品管(sample cell)。最后，该系统包括至少一个多参考锁定放大器或检测器，其被连接到与所述样品管的结果输出相关联的输入信号。这种多参考锁定检测器使用所述第一参考信号和所述第二参考信号来产生互调复合参考信号并用其来提取所述感兴趣的信号。锁定检测器可以进一步包括对所述第一参考信号和所述第二参考信号作出响应的参考源。为了提供复合参考信号，所述参考源可以包括与所述第一参考信号和所述第二参考信号的每一个相连接的组合器。该复合参考信号是所述参考源的输出。进一步，所述锁定检测器可以包括被连接到所述参考源的输出的混频器。该混频器可以有效地响应于接收的输入信号来提取所述感兴趣的信号。所述检测系统还可以包括被连接到所述混频器的输出的窄带滤波器以有选择地提供所述感兴趣的信号。同样，所述第一参考信号可以以锁相关系被连接到第一参考信号发生器，而且所述第二参考信号可以以锁相关系被连接到第二参考信号发生器。需要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述仅为示例性和解释性的，不对本专利技术进行限制。本专利技术的其它优点的一部分将在以下描述中阐明，并且其它部分可以从描述中明显得出或通过实施本专利技术予以掌握。附图被并入且构成了本说明书的一部分，其示出了本专利技术的多个实施例，并连同描述一起用于解释本专利技术的原理。附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于恢复感兴趣的信号的方法，包括以下步骤：接收第一参考信号；接收第二参考信号；生成具有所述第一参考信号和所述第二参考信号的互调产物的复合参考信号，以及通过将所述复合参考信号与输入信号相乘来提供乘积信号；以及从所述输入信号和所述复合参考信号的乘积来恢复所述感兴趣的信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：PR吉布斯，
申请(专利权)人：斯埃诺公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]