Kĩ thuật khuếch đại lọc lựa được sử dụng để phát hiện và đo các tín hiệu xoay chiều rất nhỏ. Một khuếch đại lọc lựa có thể đo chính xác các tín hiệu nhỏ thậm chí khi tín hiệu bị đè lấp bởi nhiễu lớn hơn hàng trăm lần. Đó là một thiết bị điện tử có hai chức năng: lọc lựa và khuếch đại tín hiệu. Với chức năng lọc lựa, nó chỉ “mở cổng” tiếp nhận tín hiệu đầu vào theo một tần số nhất
chọn tín hiệu cần đo được thực hiện bởi một tín hiệu so sánh (có thể theo chế độ sóng sin hoặc sóng vuông) có tần số bằng tần số của tín hiệu. Pha của tín hiệu so sánh có thể được hiệu chỉnh để hoàn toàn trùng pha với tín hiệu bằng cách điều chỉnh cho đến khi thế lối ra là lớn nhất. Một thủ thuật tốt hơn để làm việc này là chọn pha của tín hiệu so sánh sao cho thế lối ra bằng không, sau đó dịch đi 90o. Trong các khuếch đại lọc lựa hiện đại, động tác này có thể được thực hiện tự động. Chức năng khuếch đại được thực hiện qua hai bước: trước hết là khuếch đại tín hiệu đầu vào, bước hai là khuếch đại thế lối ra một chiều. Thế lối ra của khuếch đại lọc lựa là thế một chiều. Một khuếch đại lọc lựa có thể có hằng số thời gian lên đến 1 giây nên có thể làm việc với tần số thấp đến 0,25 Hz.
Một khuếch đại lọc lựa được chế tạo riêng cho VSM có thể có cấu tạo
đơn giản hơn nhiều vì tần số dao động của mẫu thường là 38 Hz hoặc 76 Hz. Sơ đồ khối của một khuếch đại lọc lựa điển hình được trình bày trong hình 1.12.
Hình 1.12. Sơđồ khối của một khuếch đại lọc lựa (lock-in amplifier)