为使相敏检波器工作稳定、开关CA5260AM效率高，参考信号采用间隔相等的双极性方波信号，中心频率锁定在被测信号频率上。这种相敏检波器也称为开关混频器。检波后的低通滤波器用来滤除差频信号。原则上，滤波器的带宽与被测信号的频率无关，因为在频率跟踪的情况下，差取丁o =RC= 30s，有Afe=0.008Hz。对于这种带宽很小的噪声，似乎可以用窄带滤波器加以消除。但是带通滤波器的频率不稳定限制了滤波器的带宽Afe =fr/2Q值（式中Q为品质因数Z为中心频率），使可能达到的Q值最大限值只有100。因此，实际上单纯依靠压缩带宽来抑制噪声是有限度的。但是，由于锁相放大器的同步检相作用，只允许和参考信号同频同相的信号通过，所以它本身就是一个带通滤波器。它的Q值可达l08，通频带宽可达0. OIHz。因此锁相放大器有良好的改善信噪比的能力。对于一定的噪声，噪声电压正比于噪声带宽的平方根。式中，( SNR)。和(SNR)i是锁相放大器的输出、输入信噪比；Alfi和Afo是对应的噪声带宽。

   例如，当Alfi= lOkHz和ro=ls时，有Afo=0.25 Hz，则信噪比的改善为200倍(46dB)。目前锁相放大器的可洌频率从十分之几赫兹到1MHz，电压灵敏度达10-9V，信噪比改善可达1000倍以上。

   综上所述，锁相放大技术包括下列四个基本环节：

   (1)通过调制或斩光，将被测信号由零频范围转移到设定的高频范围内，检测系统变成交流系统；

   (2)在调制频率上对有用信号进行选频放大；

   (3)在相敏检波器中对信号解调，同步调制作用截断了非同步噪声信号，使输出信号的带宽限制在极窄的范围内；

   (4)通过低通滤波器对检波信号进行低通滤波。

   锁相放大器的特点：

   (1)要求对入射光束进行斩光或光源调制，适用于调幅光信号的检测；

   (2)是极窄带高增益放大器，增益可高速1011( 220dB)，滤波器带宽可窄到0.0004Hz，品质因数Q值达108或更大；

   (3)是交流信号一直流信号变换器，相敏输出正比于输入信号的幅度和与参考电压的相位差；

   (4)可以补偿光检测中的背景辐射噪声和前置放大器的固有噪声，信噪比改善可高达1000倍。