鎖相放大器簡稱LIA,又稱相位檢測器,是一種基于利用正弦函數的正交性原理,可以從信噪比極低的環境(信噪比可低至-60dB,甚至更低)中分離出特定載波頻率信號的放大器。鎖相放大器主要由鎖相環、乘法器、移位器、低通濾波器、輸出放大器等部件組成。
鎖相放大器具有高靈敏度、高穩定性、低噪聲、高精度等特點,可達到檢測微弱信號的目的。根據新思界產業研究中心發布的《
2024-2028年中國鎖相放大器(LIA)行業市場供需現狀及發展趨勢預測報告》顯示,鎖相放大器可搭配在原子力顯微鏡、核磁共振陀螺、掃描隧道顯微鏡、激光光譜儀、頻譜分析儀、量子計算機、無損檢測儀等設備上,應用在醫療、傳感、量子計算、通信、工業、國防、空間引力波探測等領域中。
鎖相放大器于上世紀20世紀中期進入商業化應用階段,截止至目前,全球已有多家企業具有其生產供應能力,包括美國斯坦福儀器、瑞士蘇黎世儀器、德國Anfatec、日本NF Corporation、英國Scitec Instruments、德國femto等公司。由于核心技術不足,我國高端鎖相放大器市場仍由美國斯坦福儀器、瑞士蘇黎世儀器等國外企業占據主導地位,國產替代空間較大。
隨著市場發展,鎖相放大器也逐漸從模擬鎖相放大器向數字鎖相放大器、多功能數字鎖相放大器迭代。目前數字鎖相放大器已成為主流鎖相放大器,與模擬鎖相放大器相比,其具有無溫度漂移、誤差更小、檢測精度更高等優勢。
我國鎖相放大器研究起步于上世紀70年代,相關研究單位有中科院物理研究所、南京大學、中山大學、信息產業部電子四十一所、中國科學技術大學等。經過不斷研究,國產鎖相放大器技術、性能得到不斷提升,如中科院物理研究所陸俊團隊研發的“翠鳥”新型鎖相放大器,在帶寬指標(最高20GHz)、測頻指標(1ppb)、動態范圍(140dB)三大單項指標上均處于國際領先水平。
新思界
行業分析人士表示,我國鎖相放大器商業化企業有廣州賽恩科學儀器、合肥國儀量子、海澳達科技、上海索相科技等,與國際先進企業相比,我國鎖相放大器企業在技術方面還存在較大進步空間,高端鎖相放大器國產替代空間大,但隨著國內技術突破,國內外差距正不斷縮小,高端鎖相放大器自主可控能力也將持續增強。