先让微弱信号按一个节奏变化
让一束很暗的光周期性地变亮、变暗，光探测器就会送出相同节奏的小电压。探测器还会收到环境光和电路噪声。把屏幕上的电压放大，想找的起伏和那些杂乱起伏一起变大，细小节奏依旧难认。
现在给仪器另送一根参考线，告诉它光源何时变亮。参考只提供时序，不提供未知信号有多强。仪器要找的是输入里跟得上这个节奏的那一部分。
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相乘以后，合拍分量变慢了
先想两个完全合拍的正弦电压。它们同时为正，也同时为负；相乘后的电压大多为正，反复振荡之上便留下一个稳定平均数。换成一个频率差得很远的起伏，正负乘积轮流出现，平均后就小了。
仪器里的乘法器负责这一步，后面的低通滤波器负责缓慢取平均：快变化被压小，稳定或缓慢变化的部分留下。一个正弦乘积还含有更快的起伏，滤波也会衰减它。这样，原来藏在快速电压里的信息，转到一个容易读出的慢电压上。
合拍还牵涉峰值来得早还是晚，这个周期间的位置差叫相位。若信号恰好比参考错开四分之一周，单路乘积的正负面积相等，平均读数会接近零。信号明明存在，一路检波却可能看不见。
再放一个错开四分之一周的参考
第二个乘法器用错开四分之一周的参考。第一路变小时，第二路能够接住那部分信号。两路称为同相与正交分量，通常记作和；它们像平面上一根箭头的水平、竖直投影。箭头转向，两个投影跟着变，长度仍可保持。
例如一个有效值三毫伏的正弦，领先参考三十度。按有效值标度，两路分别约为二点六毫伏和一点五毫伏。两者合起来仍是三毫伏。有效值是一种电压标度：同样数值的直流通过同一电阻，会给出相同平均发热功率。
把两个分量合成幅值，可以消去参考相位选择对读数的影响。同频、相位稳定的正弦经过充分等待后，这个幅值就是它的有效值。
等久一点，读数更稳，也更迟
低通滤波器会记住刚才的输入。时间常数描述它忘掉旧值、跟上新值有多快。时间常数较长，短暂噪声对输出的影响较小；信号真的变强或变弱时，读数也得慢慢追上。一个简单的单级RC滤波器等到五个时间常数，才完成约百分之九十九点三的阶跃变化。
接收噪声的频带可以用等效噪声带宽描述。单级RC的时间常数为十分之一秒、采样足够快时，这个带宽约二点五赫兹。这里的带宽按噪声功率计算，与振荡信号降到半功率处的频率含义不同。把同一份噪声分别送进短、长滤波器，才能直观看出读数起伏与等待时间怎样交换。
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节奏相近，会留下一次次慢拍
信号每秒比参考多走一点，两者的峰值便逐渐错开，又重新对齐。乘法后留下的是它们的差频，也就是拍频。两个输出会缓慢绕圈，相位始终在转。此时某个时刻的角度，只描述当时的输出方向；滤波器还会把这个拍频压小、拖后。
若另一个干扰与目标同频、相位也稳定，它同样会留下来。仪器接收的是两者相加的结果。继续延长平均，无法告诉我们各占多少；要分开它们，得改变调制方式、实验条件或增加别的测量。
即使只接噪声，合成幅值也总是非负，平均后通常仍大于零。接近噪声底时，应一起看两个有正负号的分量怎样起伏。锁相测量的力量来自已知节奏和有限频带，读懂它也要留意信号是否真正合拍、是否已经等到稳定。
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