Есть входной сигнал в виде смеси синусоид + шум. Этот сигнал получается воздействием на какую-то систему синусоидальным сигналом известной частоты, потом с выхода снимается отклик системы - это и есть наш сигнал.

1. Нужно в реальном времени определять амплитуду той самой частоты, что на входе системы в выходном сигнале системы (детектор амплитуды).

2. Нужно в реальном времени определять разность фазы между входным и выходным сигналами системы (детектор фазы).

Насколько я понимаю, это что-то типа классических задачек, решение которых зависит от конкретных задач и других параметров, но должны быть какие-то подходы к этому, типовые случаи.

Подскажите, где об этом можно узнать более подробно. Может есть примеры?

Измерение фазового сдвига Sin...

На эту тему действительно есть куча литературы (несмотря на то, что подход действительно вроде бы классический).
Может лучше задачку конретизировать?
Диапазон частот, амплитуд?.. Реализация в цифре, аналоге?..

1. пиковый детектор
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%B7%...%B5:PeakDet.svg

Литературы-то куча, но не очень пока понятно, как подойти к задаче. Реализация, естественно, в цифре. Опорная частота (возбуждающая) до 500 КГц. Амплитуда +-5V (могут быть варианты).

Пока не очень понятно, как генерировать частоту. Варианты:
- генерить программно внутри DSP, выводить через ЦАП, затем получать сигнал с объекта через АЦП, вычислять амплитуду и фазу (учитывая задержку прохода через тракт).
- поставить DDS, управлять им DSP. Тогда не особо понятно как быть со входным сигналом: 2 АЦП (опорный сигнал и выход)?
- другие варианты?

Можно и так и так. Я бы выбрал первый путь.
Если мерять амплитуду синуса, то может замерять СКО и умножать его на корень из 2-х?