SR830 DSP鎖相放大器

SR830數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）鎖相放大器以合理成本實(shí)現(xiàn)高性能。該儀器可同步顯示信號(hào)幅值與相位，采用數(shù)字信號(hào)處理（DSP）技術(shù)替代傳統(tǒng)鎖相系統(tǒng)中的解調(diào)器、輸出濾波器及放大器。SR830在1 mHz至102 kHz的工作范圍內(nèi)提供無損性能，動(dòng)態(tài)儲(chǔ)備達(dá)100 dB且無漂移。

性能特點(diǎn)

· 1 mHz 至 102.4 kHz 范圍
· >100 dB 動(dòng)態(tài)儲(chǔ)備
· 5 ppm/°C 穩(wěn)定性
· 0.01 度相位分辨率
· 時(shí)間常數(shù)從 10 μs 到 3 ks
·（高達(dá) 24 dB/oct 滾降）
· 自動(dòng)增益、-相位、-reserve & -offset
· 參考來源
· GPIB 和 RS-232 接口

輸入通道

SR830具有差分輸入，輸入噪聲為6 nV/√Hz。輸入阻抗為10 MΩ，最小滿量程輸入電壓靈敏度為2 nV。輸入端還可配置為電流測(cè)量，可選擇106和108 V/A的電流增益。提供了一種線路濾波器（50 Hz或60 Hz）和一種2×線路濾波器（100 Hz或120 Hz），以消除線路相關(guān)干擾。然而，與傳統(tǒng)鎖相放大器不同，輸入端不需要跟蹤帶通濾波器。傳統(tǒng)鎖相放大器使用該濾波器以增加動(dòng)態(tài)儲(chǔ)備。遺憾的是，帶通濾波器也會(huì)引入噪聲、幅度和相位誤差以及漂移。這些鎖相放大器的DSP設(shè)計(jì)具有如此大的固有動(dòng)態(tài)儲(chǔ)備，因此不需要帶通濾波器。

擴(kuò)展動(dòng)態(tài)儲(chǔ)備

鎖定放大器在給定滿量程輸入電壓下的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)備是最大干擾信號(hào)與滿量程輸入電壓的比值（以 dB 為單位）。最大干擾信號(hào)定義為在鎖定無法以指定精度測(cè)量信號(hào)之前，可應(yīng)用于輸入的任何頻率的最大信號(hào)幅度。

傳統(tǒng)的鎖定放大器使用模擬解調(diào)器將輸入信號(hào)與參考信號(hào)混合。動(dòng)態(tài)儲(chǔ)備被限制在 60 dB 左右，這些儀器的穩(wěn)定性差、輸出漂移、增益和相位誤差過大。SR810鎖定放大器和 SR830鎖定放大器中的解調(diào)是通過使用高精度 A/D 轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣，并將數(shù)字化輸入乘以合成參考信號(hào)來完成的。這種數(shù)字解調(diào)技術(shù)產(chǎn)生超過 100 dB 的真實(shí)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)備（無預(yù)濾波），并且沒有與模擬儀器相關(guān)的誤差。

數(shù)字濾波

數(shù)字信號(hào)處理器還處理輸出濾波任務(wù)，允許從 10 μsec 到 30,000 s 的時(shí)間常數(shù)，可選擇 6、12、18 和 24 dB/oct 滾降。對(duì)于低頻測(cè)量（低于 200 Hz），可以使用同步濾波器來切出參考頻率的倍數(shù)。由于參考的諧波已被消除（特別是 2F），因此可以用更短的時(shí)間常數(shù)實(shí)現(xiàn)有效的輸出濾波。

數(shù)字相移

模擬相移電路也已被 DSP 計(jì)算所取代。相位以 0.01° 分辨率測(cè)量，X 和 Y 輸出與 0.001° 正交。

頻率合成器

內(nèi)置直接數(shù)字合成 (DDS) 源可生成極低失真 (-80 dBc) 的參考信號(hào)?？梢陨?1 mHz 至 102 kHz 的單頻正弦波，分辨率為 4? 位?？梢詮那懊姘寤蛴?jì)算機(jī)設(shè)置頻率和幅度。當(dāng)使用外部參考時(shí)，合成源被鎖相到參考信號(hào)。

自動(dòng)功能

自動(dòng)功能允許儀器自動(dòng)設(shè)置經(jīng)常調(diào)整的參數(shù)。增益、相位、偏移和動(dòng)態(tài)儲(chǔ)備都可以通過一個(gè)按鍵快速優(yōu)化。在檢查測(cè)量中的小波動(dòng)時(shí)，偏移和擴(kuò)展功能很有用。輸入信號(hào)通過自動(dòng)偏移功能快速歸零，并且通過將相對(duì)值擴(kuò)展至高達(dá) 100 倍來提高分辨率。諧波檢測(cè)不再僅限于 2F 分量?，F(xiàn)在可以在不改變參考頻率的情況下測(cè)量高達(dá) 102 kHz 的任何諧波（2F、3F、... nF）。

模擬輸入和輸出

兩種儀器都有一個(gè)用戶定義的輸出，用于測(cè)量 X、R、X 噪聲、Aux 1、Aux 2 或輸入信號(hào)與外部電壓的比率。SR830 具有第二個(gè)用戶定義的輸出，用于測(cè)量 Y、Θ、Y 噪聲、Aux 3、Aux 4 或比率。SR810 和 SR830 都有以 256 kHz 更新的 X 和 Y 模擬輸出（后面板）。提供四個(gè)輔助輸入（16 位 ADC）用于通用用途，例如將輸入標(biāo)準(zhǔn)化為源強(qiáng)度波動(dòng)。四個(gè)可編程輸出（16 位 DAC）提供 -10.5 V 至 +10.5 V 的電壓，并可通過前面板或計(jì)算機(jī)接口進(jìn)行設(shè)置。

內(nèi)部存儲(chǔ)器

SR810 Lock-In 有一個(gè) 8,000 點(diǎn)內(nèi)存緩沖區(qū)，用于以高達(dá) 512 個(gè)樣本/秒的速率記錄測(cè)量的時(shí)間歷史。SR830 有兩個(gè) 16,000 點(diǎn)緩沖器，可同時(shí)記錄兩個(gè)測(cè)量值。使用計(jì)算機(jī)接口從緩沖區(qū)傳輸數(shù)據(jù)。還提供觸發(fā)輸入以在外部同步數(shù)據(jù)記錄。

操作簡(jiǎn)單

SR810 鎖定放大器和 SR830鎖定放大器使用簡(jiǎn)單。所有儀器功能均通過前面板鍵盤設(shè)置，并提供旋轉(zhuǎn)旋鈕以快速調(diào)整參數(shù)。多達(dá)九種不同的儀器配置可以存儲(chǔ)在非易失性 RAM 中，以便快速輕松地進(jìn)行儀器設(shè)置。標(biāo)準(zhǔn) RS-232和 GPIB (IEEE-488.2)接口允許與計(jì)算機(jī)通信。所有功能都可以通過接口進(jìn)行控制和讀取。

技術(shù)參數(shù)

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