DSP单相锁相放大器

所属分类：美国斯坦福测试仪
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发布日期：2021-02-03

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产品概述
性能特点
技术参数

SR810锁相放大器和SR830锁相放大器以合理的成本提供了高性能。SR830同时显示信号的幅度和相位，而SR810仅显示幅度。两种仪器都使用数字信号处理（DSP）来代替常规锁定中的解调器，输出滤波器和放大器。SR810和SR830在1 mHz至102 kHz的工作范围和100 dB的无漂移动态储备中提供了无与伦比的性能。

输入通道

SR810和SR830锁定放大器的差分输入具有6nV /√Hz的输入噪声。输入阻抗为10MΩ，最小满量程输入电压灵敏度为2 nV。输入也可以配置为电流测量，其可选电流增益为10 6和10 8 V / A。提供线路滤波器（50 Hz或60 Hz）和2倍线路滤波器（100 Hz或120 Hz）以消除与线路相关的干扰。但是，与传统的锁相放大器不同，在输入端不需要跟踪带通滤波器。常规锁定使用此过滤器来增加动态储备。不幸的是，带通滤波器还会引入噪声，幅度和相位误差以及漂移。这些锁定的基于DSP的设计具有固有的大动态储备，因此无需跟踪带通滤波器。

扩展动态储备

在给定的满量程输入电压下，锁相放大器的动态储备是强大干扰信号与满量程输入电压之比（dB）。强大干扰信号定义为在锁定无法以其指定的精度测量信号之前可以应用于输入的任何频率的强大信号的幅度。

传统的锁相放大器使用模拟解调器将输入信号与参考信号混合。动态储备限制在60 dB左右，这些仪器稳定性差，输出漂移，增益和相位误差过大。SR810锁定放大器和SR830锁定放大器中的解调是通过使用高精度A / D转换器对输入信号进行采样，并将数字化的输入乘以合成的参考信号来完成的。这种数字解调技术可产生超过100 dB的真实动态保留（无预滤波），并且没有与模拟仪器相关的误差。

数字滤波

数字信号处理器还处理输出滤波任务，允许10 sec至30,000 s的时间常数，并可选择6、12、18和24 dB / oct滚降。对于低频测量（低于200 Hz），可以使用同步滤波器来陷波参考频率的倍数。由于已消除了基准的谐波（特别是2F），因此可以以更短的时间常数实现有效的输出滤波。

数字移相

模拟相移电路也已被DSP计算所取代。相位以0.01°分辨率测量，X和Y输出正交于0.001°。

频率合成器

内置的直接数字合成（DDS）源产生非常低的失真（-80 dBc）参考信号。可以产生1 mHz至102 kHz的单频正弦波，分辨率为4½位。频率和幅度都可以从前面板或计算机上进行设置。当使用外部基准时，合成源被锁相到基准信号。

自动功能

自动功能允许经常调整的参数由仪器自动设置。一次按一下即可快速优化增益，相位，偏移和动态储备。偏移和扩展功能在检查测量中的小波动时非常有用。输入信号通过自动偏移功能快速置零，并且通过围绕相对值扩展达100倍来提高分辨率。谐波检测不再仅限于2F分量。现在可以在不更改参考频率的情况下测量高达102 kHz的任何谐波（2F，3F，... nF）。

模拟量输入和输出

两种仪器都有用户定义的输出，用于测量X，R，X噪声，辅助1，辅助2或输入信号与外部电压的比率。SR830具有用户定义的第二个输出，该输出测量Y，Θ，Y噪声，辅助3，辅助4或比率。SR810和SR830均具有以256 kHz更新的X和Y模拟输出（后面板）。提供了四个辅助输入（16位ADC）以用于通用用途，例如将输入归一化为光源强度波动。四个可编程输出（16位DAC）可提供-10.5 V至+10.5 V的电压，并可通过前面板或计算机接口进行设置。

内部存储器

SR810锁定具有8,000点存储缓冲区，用于以高达512个样本/秒的速率记录测量的时间历史记录。SR830具有两个16,000点缓冲器，可同时记录两次测量。使用计算机接口从缓冲区传输数据。还提供了一个触发输入以外部同步数据记录。

操作简便

SR810锁定放大器和SR830锁定放大器易于使用。所有仪器功能均通过前面板键盘进行设置，并提供一个旋钮可快速调整参数。多达九种不同的仪器配置可以存储在非易失性RAM中，以便快速，轻松地进行仪器设置。标准的 RS-232和GPIB （IEEE-488.2）接口允许与计算机进行通信。所有功能均可通过界面进行控制和读取。

1 mHz至102.4 kHz范围
> 100 dB动态保留
5 ppm /°C稳定性
0.01度相位分辨率
时间常数从10 µs到3 ks
（高达24 dB / oct滚降）
自动增益，相位，储备和偏移
参考资料
GPIB和RS-232接口

SR810和SR830规格
信号通道
电压输入	单端或差分
灵敏度	2 nV至1 V
电流输入	10 6或10 8 V / A
输入阻抗
电压输入	10MΩ+ 25 pF，交流或直流耦合
电流输入	接地1kΩ
增益精度	±1％（典型值±0.2％）
噪声	1 kHz时为6 nV /√Hz1 kHz（10 6 V / A）时为0.13 pA /√Hz100 Hz（10 8 V / A）时为0.013 pA /√Hz
线路滤波器	50/60 Hz和100/120 Hz（Q = 4）
CMRR	在10 kHz时为100 dB，在10 kHz以上时降低6 dB /八度
动态储备	> 100 dB（不带前置滤波器）
稳定性	<5 ppm /°C
参考频道
频率范围	0.001 Hz至102.4 kHz
参考输入	TTL或正弦（最小400 mVpp）
输入阻抗	1MΩ，25 pF
相位分辨率	0.01°前面板，0.008°通过计算机接口
绝对相位误差	<1°
相对相位误差	<0.001°
正交性	90°±0.001°
相位噪声
诠释参考	合成的，<0.0001°rms在1 kHz
分机参考	1 kHz，100 ms，12 dB / oct时为0.005°rms
相位漂移	<0.01°/°C低于10 kHz， <0.1°/°C，10 kHz至100 kHz
谐波检测	2F，3F，... nF至102 kHz（n <19,999）
采集时间	（2个周期+ 5毫秒）或40毫秒，以较大者为准
解调器
稳定性	数字输出和显示：无漂移。模拟输出：对于所有动态储备设置，<5 ppm /°C。
谐波抑制	-90分贝
时间常数	10 µs至30 ks（6、12、18、24 dB / oct滚降）。低于200 Hz的同步滤波器可用。
内部振荡器
范围	1 mHz至102 kHz
准确性	25 ppm + 30 µHz
频率解析度	4½位数字或0.1 mHz中较大的一个

失真	-80 dBc（f <10 kHz），-70 dBc（f> 10 kHz）@ 1 Vrms
振幅	0.004至5 Vrms转换为10kΩ（2 mV分辨率）， 50Ω输出阻抗，最大50 mA 电流进入50Ω
幅度精度	1％
振幅稳定性	50 ppm /℃
产出	正弦波，TTL（使用外部基准时，两个输出均锁相到外部基准。）
展示架
渠道	4½位LED显示屏，带40段LED条形图。X，R，X噪声，辅助1或辅助2。显示值也可以是除以辅助1或辅助2的任何数量。
通道2（SR830）	4½位LED显示屏，带40段LED条形图。Y，Θ，Y噪声，辅助3或辅助4。显示还可以是除以辅助3或辅助4的任何这些量。
抵消	X，Y，R的最大偏移量为满量程的±105％。
扩大	X，Y，R可以扩展10倍或100倍。
参考	4½位LED显示屏
输入和输出
CH1输出	X，R，X噪声，辅助1或辅助2的±10 V输出。更新为512 Hz。
CH2输出（SR830）	Y，Θ，Y噪声，辅助3或辅助4的±10 V输出。更新为512 Hz。
X，Y输出	同相和正交分量
（后面板）	（±10 V），以256 kHz更新
辅助 A / D输入	4个BNC输入，±10 V，1 mV分辨率。以512 Hz采样
辅助 D / A输出	4个BNC输出，±10 V，1 mV分辨率
正弦输出	内部振荡器模拟输出
TTL输出	内部振荡器TTL输出
资料缓冲区	SR810具有8k点缓冲器。SR830具有两个16k点缓冲器。数据以512 Hz的速率记录，并通过计算机接口读取。
触发输入（TTL）	触发器同步数据记录
远端前置放大器	为可选的SR550，SR552和SR554前置放大器供电
一般
介面	IEEE-488.2和RS-232接口标准。可以通过IEEE-488.2或RS-232接口控制和读取所有仪器功能。
功率	40 W，100/120/220/240 VAC，50/60赫兹
外型尺寸	17英寸×5.25英寸×19.5英寸（WHL）
重量	23磅
保证	一年的零件和人工因材料和工艺上的缺陷

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