SR2124模擬式雙相位鎖相放大器


• 更寬的頻率范圍0.2Hz 到200KHz

半個(gè)多世紀(jì)以來，鎖定放大器一直是在有噪聲的情況下測(cè)量小型交流信號(hào)的shou.選儀器。早期的儀器設(shè)計(jì)有模擬電子設(shè)備，多位機(jī)械開關(guān)，指針指示器等，并且通常使用圖表記錄儀監(jiān)視測(cè)量結(jié)果。基于微處理器的設(shè)計(jì)出現(xiàn)在1980年代，到1990年代初期，連鎖的模擬解調(diào)器也被高分辨率ADC和數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）取代。實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)控制，數(shù)字讀數(shù)和用戶友好的前面板。

現(xiàn)代DSP鎖相放大器在穩(wěn)定性，動(dòng)態(tài)儲(chǔ)備和靈活性方面的功能具有革命性意義，使其成為跨多個(gè)領(lǐng)域的研究人員和工程師的支柱。但是在前進(jìn)時(shí)，留下了一些東西。對(duì)于核心用戶群，尤其是低溫研究人員來說，新儀器成為了潛在的高頻干擾源。好的體現(xiàn)是一種儀器PAR124A的持久性，該儀器在停產(chǎn)數(shù)十年后仍被許多研究人員積極使用。

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意識(shí)到一種尺寸并不一定適合所有尺寸，SRS自豪地推出SR124單相和SR2124雙相模擬鎖相放大器。SR124和SR2124受前一代好的鎖相軟件的啟發(fā)，但利用了當(dāng)今的低噪聲模擬組件和設(shè)計(jì)方法，是低噪聲，高性能模擬儀器中的重要產(chǎn)品。

建筑

SR124 / SR2124設(shè)計(jì)遵循兩個(gè)基本主題。首先，信號(hào)路徑wan全由低噪聲模擬電子設(shè)備構(gòu)建：非常好的JFET，晶體管，運(yùn)算放大器和分立元件。其次，配置控制由微控制器管理，該微控制器的系統(tǒng)時(shí)鐘僅在更改增益或?yàn)V波器設(shè)置所需的短暫時(shí)間內(nèi)振蕩。SRS在SR560電壓前置放大器中首先引入的這種“時(shí)鐘停止"架構(gòu)消除了與機(jī)械面板控制相關(guān)的不便和可靠性問題，并使這些鎖定的wan全遠(yuǎn)程操作成為可能。

不要讓數(shù)字顯示蒙騙您-SR124和SR2124確實(shí)會(huì)在運(yùn)行期間停止所有數(shù)字時(shí)鐘。數(shù)字顯示屏顯示精度設(shè)置信息，例如輸入濾波器頻率，解調(diào)器相移和源輸出幅度。驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備wan全是靜態(tài)的，沒有“掃描"或刷新，不會(huì)產(chǎn)生干擾。

只要微控制器處于活動(dòng)狀態(tài)，“ CPU活動(dòng)"指示燈就會(huì)點(diǎn)亮，清楚地顯示數(shù)字時(shí)鐘的運(yùn)行時(shí)間。發(fā)生這種情況是由于按下了前面板按鈕或遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)命令。

當(dāng)它真正重要時(shí)-運(yùn)行靜音！

有時(shí)，您需要確信您的實(shí)驗(yàn)將不受干擾：您已將樣品冷卻至幾毫克，所有接線仍然完好無損，并且您一年四季制造的非常好的設(shè)備已準(zhǔn)備好進(jìn)行測(cè)量。可以將前面板上的鎖定撥動(dòng)開關(guān)設(shè)置為“ LOCKED OUT"，即使您按下其他按鈕或旋鈕，也迫使數(shù)字時(shí)鐘保持關(guān)閉狀態(tài)。鎖定的模擬配置保持穩(wěn)定，使您可以根據(jù)需要長時(shí)間運(yùn)行數(shù)分鐘，數(shù)小時(shí)，數(shù)天。

低噪聲輸入放大器

SR124和SR2124具有電壓和電流輸入。電壓輸入是單端/差分FET前置放大器，具有2.5nV /√Hz的超低輸入噪聲。輸入阻抗為10MΩ，較小滿量程輸入電壓靈敏度為100 nV。電流輸入前置放大器的可選增益為10 6和10 8  V / A。提供了交流和直流耦合，并且儀器可以在接地或浮動(dòng)模式下運(yùn)行。

SRS還生產(chǎn)各種遠(yuǎn)程前置放大器，包括SR550  （FET輸入），SR551  （Hi-Z輸入），SR552  （BJT輸入）和SR554  （變壓器輸入），這些都可以直接由鎖定式后面板前置放大器供電。電源端口。這些前置放大器具有du特的特性，可針對(duì)各種實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行優(yōu)化。與SR124或SR2124一起使用時(shí)，它們通?？梢燥@著改善您的測(cè)量。

輸入過濾器

SR124和SR2124提供了幾種濾波器類型，可在信號(hào)到達(dá)相敏檢測(cè)器之前對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理。可以選擇平坦（無濾波），帶通，高通，低通和陷波濾波，并且濾波器的Q因子可以設(shè)置為1至100。

在帶通模式下，可調(diào)窄帶放大器可抑制通帶以外的信號(hào)，從而提供多達(dá)60 dB的動(dòng)態(tài)保留。

高通和低通濾波器允許您限制呈現(xiàn)給鎖定放大器的頻率帶，并抑制通帶之外的頻率。這些濾波器的衰減為每倍頻程–12 dB。

在陷波模式下，啟用了可調(diào)帶阻濾波器，該濾波器在特定頻率下提供高達(dá)80 dB的衰減。

動(dòng)態(tài)儲(chǔ)備

在給定的滿量程輸入靈敏度下，鎖相放大器的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)備是 max 干擾信號(hào)與滿量程輸入電壓之比。max干擾信號(hào)定義為在鎖定無法以其zhi定的精度測(cè)量信號(hào)之前可以應(yīng)用于輸入的任何頻率的max信號(hào)的幅度。

SR124和SR2124的動(dòng)態(tài)保留高達(dá)60 dB，具體取決于靈敏度設(shè)置和保留模式。與輸入帶通濾波器配合使用可以增加20至60 dB的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)備，使 max 可實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)備為100 dB。

輸出時(shí)間常數(shù)

鎖定提供兩個(gè)階段的輸出低通濾波。時(shí)間常數(shù)可以選擇較長300 s以 max 程度地降低噪聲，也可以選擇短至1 ms。每個(gè)倍頻程衰減可以選擇–6 dB或–12 dB。時(shí)間常數(shù)設(shè)置繞過輸出濾波器，輸出信號(hào)帶寬僅由內(nèi)部雜散電容確定。

抵消

偏移功能使評(píng)估滿量程信號(hào)存在時(shí)的微小變化變得容易。您可以在滿量程的±1000％（10×）之間手動(dòng)調(diào)整偏移，也可以使用自動(dòng)偏移功能通過按一下按鈕將偏移設(shè)置為等于信號(hào)值。調(diào)整偏移量后，您可以通過降低靈敏度設(shè)置來增加增益（*多10倍）。

汽車功能

便捷的自動(dòng)功能使您可以快速配置鎖定的設(shè)置。按下“增益"，“相位"或“偏移"按鈕將啟動(dòng)微控制器，然后微控制器將儀器調(diào)整為靈敏度（增益），相移以大信號(hào)（相位）或使輸出為零（偏移）。Ref Range（參考范圍）按鈕可打開和關(guān)閉頻率自動(dòng)量程功能，這使儀器在振蕩器解鎖時(shí)自動(dòng)設(shè)置適當(dāng)?shù)膮⒖挤秶?/span>

參考頻道

SR124和SR2124中有三種參考模式：內(nèi)部，外部和后VCO。在所有模式下，頻率范圍都shou先在前面板的參考區(qū)域中選擇-手動(dòng)或通過自動(dòng)參考范圍功能。

在外部參考模式下，儀器鎖定到幅度至少為100 mVpp的外部信號(hào)。參考振蕩器將鎖相到外部參考輸入的正零交叉點(diǎn)。支持鎖定為f，2f（二次諧波）或3f（三次諧波）。

在內(nèi)部模式下運(yùn)行時(shí)，可從前面板以±0.1％的精度設(shè)置參考頻率。除了內(nèi)部和外部參考模式外，SR124和SR2124還具有內(nèi)置壓控振蕩器（VCO），可以用作鎖定參考。后面板VCO輸入接受0至+10 VDC信號(hào)，該信號(hào)對(duì)應(yīng)于前面板設(shè)置范圍內(nèi)的較低和Highest 頻率。這項(xiàng)方便的功能使您可以鎖定可變或掃描控制電壓。

同步參考輸出信號(hào)始終存在于前面板Ref Out BNC連接器上。正弦波和方波均可選擇，并且輸出幅度可以設(shè)置在100 nV至10 V之間。后面板上也提供基準(zhǔn)。在0°，90°，180°和270°的四個(gè)相移1 Vrms輸出可用于多種應(yīng)用。

直流偏置

通過打開“ DC Bias"，可以將與AC參考幅度無關(guān)的雙極性DC偏置電壓添加到參考輸出。在進(jìn)行差分電導(dǎo)和相關(guān)傳輸測(cè)量時(shí)，此功能特別有用，在該測(cè)量中，必須在不同的偏置值范圍內(nèi)測(cè)量實(shí)驗(yàn)的小信號(hào)交流響應(yīng)。根據(jù)幅度，可以將偏置值設(shè)置為參考幅度的±1000倍。

相控

SR2124是一個(gè)雙相鎖定放大器，具有X和Y的顯示。SR124是單相鎖定放大器，僅具有一個(gè)X的顯示。通常需要調(diào)整參考相位。手動(dòng)將相位調(diào)零很容易-按下相位按鈕并旋轉(zhuǎn)大旋鈕直到信號(hào)調(diào)零，然后將相位偏移90°。或者，只需按自動(dòng)相位按鈕。在中頻帶，相位分辨率為0.01°，相位精度為±1° 。

交流電壓表模式

對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用程序，用戶通常將在鎖定模式下操作，但是可以將模式更改為交流電壓，從而允許鎖定操作為寬帶或頻率交流電壓表。在這種模式下，無需參考信號(hào)即可快速測(cè)量AC信號(hào)的平均絕.對(duì)值。

電腦控制

對(duì)于那些需要計(jì)算機(jī)控制鎖定放大器的用戶，后面板有一個(gè)RS-232接口。可以通過界面設(shè)置或讀取儀器的所有功能。向儀器發(fā)送命令時(shí)，微控制器將被激活，并且可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)字噪音。在這些時(shí)間內(nèi)，前面板的“遠(yuǎn)程活動(dòng)" LED會(huì)提醒您正在進(jìn)行通信。

為了實(shí)現(xiàn)wan全電氣隔離的遠(yuǎn)程接口，提供了一個(gè)后面板光纖接口。當(dāng)連接到SX199遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)接口單元時(shí)，它提供了用于通過GPIB （IEEE-488.2），以太網(wǎng)和RS-232控制鎖定的路徑。

SR124和SR2124模擬鎖相放大器