弱信号检测是现代测试科学中一个重要的科学门类，是目前人类认识和改造自然的核心手段之一，并于上世纪中叶就展开对其研究，已形成了同步积累、相干检测、匹配滤波等多种检测方法。本文采用相干检测的原理设计制作了一款功能较全面的弱信号电路检测仪--锁定放大器，并实现和尝试了其在弱信号检测方面的应用。　　 所设计的仪器由电源系统、信号检测系统和控制显示系统三部分组成，整体结构相对简单，主要由基本的电子元件和集成运算放大器组成，为模拟信号检测系统。电源系统是以低价格和适用性为选择标准，择优从自行研发设计的多款低噪声电源中选取的，其电路结构是以三端稳压器件LM317/LM337、LM7805/LM7905为核心的拓扑优化电路，可以提供±15V和±5V的稳定直流电压输出，能够满足检测电路系统和控制显示电路系统的供电要求；信号检测系统的电路则是以试验为基础，对多种不同芯片进行电路尝试、仿真和检测，并依据最终的测试参数和电路实际尝试中的问题进行优化处理而成，整个信号检测系统电路包含有前级放大电路、带通滤波器电路、50Hz陷波电路、程序控制放大电路、开关式相关器电路和直流放大电路、任意波形输入的可移相方波输出电路等；控制显示系统是以单片机控制电路为核心，实现对模拟开关进行控制、信号检测系统电路的放大倍数显示及其特定节点处的电平指示、输出显示等，并将原本设计在信号检测系统中的继电器驱动电路移植过来，实现对继电器的驱动和控制，消除了其原来对检测电路系统的干扰。仪器的最终检测结果由三位半表直观的显示出来。设计出的锁定放大器输入阻抗为7.5kΩ/20pf，能实现幅值在1nVrms～80mVrms、频率在1Hz～100kHz范围内的信号定量检测；信号输入端口允许单端和双端差分式两种输入方式；相干参考信号电路采用锁相环移相，使其输入能够适应更为广泛的要求，允许任意波形信号的输入。　　 在仪器的设计制作过程中，对现有的部分滤波器技术、接地屏蔽技术等进行了尝试、思考和一些较深入的创新性研究。滤波器技术方面，对电路中的高通、低通及带通等滤波器，特别是巴特沃斯滤波器进行了较为系统的研究分析及电路试验和仿真。在分析和讨论其噪声等效带宽与频带宽度的关系时，通过系统的计算和讨论，总结出了其在数值大小上与滤波器阶次的对应规律；在对组合的带通滤波器和直接带通滤波器进行试验和分析时，得到了其实际应用中的适合电路，并比较了他们的优缺点；接地屏蔽技术方面，运用手头已有的精密仪表，对仪器各部分进行辐射噪声的测试，全面了解其辐射场的分布规律方便进行更好的屏蔽等。这些工作和得出的一些新结论为仪器电路设计和处理实际电路问题提供了很好的指导意义。　　 最后用仪器分别检测了激光照射在矿泉水、自来水、生活污水上散射光强的分布，依据所获得的数据对其各分布特性进行了分析和比较，较成功的实现了弱信号检测的应用尝试。　　 论文共分六章，第一章引言部分，从弱信号检测入手，简述了现代弱信号检测方法，介绍了目前锁定放大器的研究使用及存在的问题，提出本文的目的和意义。第二章为噪声简述，讲述有关噪声特性及现代研究弱信号检测中噪声有关特性的描述和对应的减噪消噪的方式方法。第三章为滤波器，用理论上的推导出的用于信号定量检测的滤波器--巴特沃斯滤波器等效噪声带宽与其通带宽度随其阶次的变化关系，来指导实际滤波器的设计。第四章则对仪器电路的设计进行详细说明，从仪器的基本结构入手，以实验中的尝试检测为基础，对所设计电路的电路图原理进行说明并探讨了实验中一些特殊现象。第五章为弱信号检测的应用，先对设计的仪器设备的各项性能参数进行测量并与国内已有产品进行比较，再将其运用于弱信号检测，进行一项科研工作并检测仪器的实用价值；第六章为全文总结，对所设计的锁定放大器进行总评性说明，指出还存在的问题。