微弱信号有两层含义，其一是信号本身非常微弱，是一个绝对意义上的微弱；其二是相对意义上的微弱，也就是相对于强背景噪声而言，信号是非常微弱的，即信噪比极低，有用的待检测信号被大量的噪声和干扰所淹没。微弱信号用常规的测量方法通常是无法进行检测的。在众多微弱信号检测方法中，相关检测是最为常用且有效的方法之一。该方法利用待测信号的周期性和背景噪声的随机性的特点，采用自相关和互相关的计算方法去除噪声。以相关器为核心的锁定放大器（lock-in amplifier），是应用相敏检波器（PSD）进行微弱信号检测的专用仪器。它相当于一个非常窄的带宽和Q值非常高的一个带通滤波器，它可以检测纳伏（nV）量级的信号，甚至更低。以相关器为核心的锁定放大器也被称为锁相放大器。
世界上第一部用于商业领域的锁相放大器是由当时的美国EG&G PARC公司于上世纪六十年代初推出的，它是微弱信号测量技术突破性发展的标准，推动了基础学科研究和应用工程的迅猛发展。
早期的锁相放大器的混频器和滤波器都是由运算放大器加上外围的电容电阻等器件构成的，称为模拟锁相放大器。随着数字电路技术的快速发展，锁相放大器开始利用数字电路进行数据的显示和通道信号切换的控制，但是锁相放大器的核心部分混频器和滤波器仍然采用模拟电路去实现，所以在这个阶段的锁相放大器依然被称为模拟锁相放大器。后来，数字信号处理技术得到发展，使得混频器、滤波器、压控振荡器等锁相放大器核心部件都可以用数字算法来实现，逐渐发展出数字锁相放大器。对比数字锁相放大器和模拟锁相放大器的性能，数字锁相放大器的测量结果会更加的稳定和精确。原因是由于数字电路算法不会像模拟电路一样受到电子系统内部的噪声和电路温漂的影响，而且在数字信号处理器里可以很容易实现高Q值的窄带滤波器，而在模拟电路里，要实现同样的滤波器需要设计非常高阶的滤波器，用到的运算放大器和外围的电阻的数目会大大增加，引入到电子系统的等效噪声就会成倍增加。鉴于这些原因，目前市场上通用的锁相放大器基本上都是数字锁相放大器。
信号与噪声，相位，滤波，相关测量；
噪声的统计特性；
数字电路，电子系统；
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