要恢復(fù)圖1中的信號，您只需設(shè)計窄帶帶通濾波器，以去除其它頻率信號僅保留目標(biāo)頻率信號，然后測量信號的幅度。在實踐中，設(shè)計具有分立組件的極窄(高Q)帶通濾波器非常具有挑戰(zhàn)性。如果規(guī)格要求極窄的濾波器，則更不可能辦到。此外，您可以使用同步解調(diào)將已調(diào)制的信號移回直流，同時濾除與參考信號不同步的其他信號。運用此技術(shù)的儀器稱作鎖相放大器。

要簡單介紹鎖定放大器，不妨首先描述圖2中所示的應(yīng)用。一個調(diào)制為1 kHz的光源照亮測試表面，一個光電二極管測量表面反射的光量，反射光量與累積的污染量成正比。假設(shè)參考信號和測量均為正弦波(頻率和相位均相同，但是幅度不同)。假設(shè)參考信號以固定的幅度驅(qū)動光電二極管，則測量的幅度會隨著反射的光量而變化(在其他應(yīng)用中，這與測量的物理參數(shù)相對應(yīng))。

將兩個正弦波相乘的結(jié)果是頻率組分在兩個輸入正弦波之和以及之差上的一個信號。在此情況下，兩個正弦波具有相同的頻率，公式1顯示的結(jié)果表明一個直流信號，另一個信號是原始頻率兩倍(負(fù)號指示180°的相移)。低通濾波器會移除信號直流組分以外的所有組分。

如果您考慮噪雜的輸入信號，則運用這項技術(shù)的優(yōu)勢會非常明顯。多乘法級輸出仍會導(dǎo)致只有調(diào)制頻率下的信號才會移回到直流，所有其他頻率組分會移至其他非直流頻率。例如，圖3介紹了具有50 Hz和2.5 kHz強噪聲源的系統(tǒng)，以及使用1 kHz正弦波調(diào)制的非常弱的目標(biāo)信號。