OE1022鎖相放大器 102kHz數(shù)字鎖相放大器

輸入信號通道

鎖相放大器OE1022中所采用的低噪聲模擬前端放大器能夠有效地處理差分信號或者單端信號，其等效輸入噪聲僅為5nV/√Hz。本通道的輸入阻抗為10MΩ，在滿量程輸出時(shí)能夠檢測到的輸入信號電平為1nV至1V。此外，OE1022能夠應(yīng)用于輸入電流信號的測量，其前端可變電流增益為10⁶ 或 10⁸ V/A。

參考信號通道

OE1022數(shù)字鎖相放大器可以選擇采用內(nèi)部參考模式或者外部參考模式。當(dāng)OE1022設(shè)定為內(nèi)部參考信號模式時(shí)，儀器內(nèi)部的高精度振蕩器和數(shù)字合成算法能夠產(chǎn)生用于和輸入信號相乘的正弦波信號，此時(shí)的內(nèi)部參考信號幾乎不會受到相位噪聲的影響。利用數(shù)字移相技術(shù)，內(nèi)部參考信號的相位能夠達(dá)到0.001°的分辨率精度。本儀器的內(nèi)部參考信號模式能夠在1 mHz至102 kHz的頻率范圍內(nèi)正常工作。在外部參考信號模式下，正弦波信號和TTL邏輯電平均可作為外部參考信號。外部參考信號的上升沿或者下降沿會觸發(fā)內(nèi)部的鎖相環(huán)(PLL)進(jìn)行鎖定動作。

顯示功能

OE1022選用的是5.6英寸的640×480分辨率的TFT彩色屏作為儀器的主顯示屏。本款鎖相放大器所能夠檢測到的數(shù)據(jù)，例如：信號的X值、Y值、R值、θ值，可以同時(shí)以數(shù)值、條形圖、XY坐標(biāo)圖、極坐標(biāo)顯示等來顯示。

多諧波同時(shí)測量

傳統(tǒng)的鎖相放大器中，同一時(shí)間只能測量基頻信號或者某個(gè)諧波信號分量。因此對于某些需要同時(shí)多個(gè)頻率分量的幅值及相位的情況，傳統(tǒng)鎖相放大器是無法滿足測量要求。OE1022的數(shù)字端將FPGA與ARM技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更高的處理帶寬及更靈活的數(shù)字架構(gòu)，數(shù)字處理精度可達(dá)到48位，可以同時(shí)進(jìn)行3種頻率的諧波的測量，使得1臺OE1022相當(dāng)于3臺傳統(tǒng)鎖相放大器。檢測到的諧波信號頻率可以到達(dá)基頻的32767倍，但諧波頻率不能超過儀器的工作頻率102 kHz。

PC軟件操作

本儀器所采用的內(nèi)部RS232轉(zhuǎn)USB接口保證用戶能夠在控制計(jì)算機(jī)上有效地使用OE1022的所有測試功能，包括設(shè)定儀器的合理控制參數(shù)和讀取儀器所測的數(shù)據(jù)。本款儀器配備有對應(yīng)的免費(fèi)LabVIEW程序，這使得OE1022能夠簡單地應(yīng)用于復(fù)雜的科學(xué)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中。在LabVIEW的程序界面上，用戶能夠看到所有的控制命令和儀器反饋的響應(yīng)。

信號通道
電壓輸入模式 單端或差分輸入
滿量程靈敏度 1 nV 至 1 V，以 1-2-5 的倍數(shù)順序步進(jìn)
電流輸入增益 10⁶ 或 10⁸ V/A
輸入阻抗
電壓 10 MΩ//25 pF，交流或直流耦合
電流 1 kΩ 到虛擬地
共模抑制比 >100 dB 至 10 kHz，以 6 dB/oct 減小
動態(tài)儲備 >120 dB
增益精度 標(biāo)準(zhǔn) 0.2%， 1%
電壓噪聲
997Hz時(shí) 5 nV/√ Hz
電流噪聲
97 Hz時(shí) 15 fA/√ Hz
997Hz時(shí) 13 fA/√ Hz
工頻濾波器 50 Hz 和 100 Hz
輸入屏蔽接地 BNC (A/I, B)屏蔽層可直接接地或者通過 10kΩ 電阻接至浮地

參考通道
輸入
頻率范圍 1 mHz 至 102 kHz
參考輸入 方波或正弦波
輸入阻抗 1 MΩ
方波參考電平 V_IH>3V， V_IL<0.5V
正弦參考信號 >1 Hz
> 400 mVpp
相位
分辨率 0.001°
相位誤差 <1°
相對相位誤差 <0.001°
正交性
內(nèi)部參考 在 1 kHz 時(shí)： <0.0001°rms
外部參考 在 1 kHz 時(shí)： 0.005°rms(時(shí)間常數(shù) 100 ms， 12 dB/oct)
溫漂
低于 10 kHz <0.01°/℃
高于 10 kHz <0.1°/℃

諧波檢測 2F, 3F, …nF 至 102 kHz (n<32,767)

采集時(shí)間

內(nèi)部參考 即時(shí)采集

外部參考 （2個(gè)周期+5ms）或者40ms

解調(diào)器

穩(wěn)定性

數(shù)字輸出 所有設(shè)置均無零點(diǎn)漂移

顯示 所有設(shè)置均無零點(diǎn)漂移

模擬輸出 所有動態(tài)儲備設(shè)置小于5 ppm/℃

諧波抑制 -90 dB

時(shí)間常數(shù) 10 us至3 ks (<200Hz). 6, 12, 18, 24 dB/oct陡降

10 us至30 s (>200Hz). 6, 12, 18, 24 dB/oct陡降

同步濾波器 低于200 Hz且18,24 dB/oct陡降有效

信號發(fā)生器

頻率

范圍 1 mHz至102 kHz

精度 2 ppm + 10 uHz

分辨率 1 mHz

失真 -80 dBc (f<10 kHz)，-70 dBc (f>10 kHz)

正弦幅值 0.001Vrms至5 Vrms (分辨率1 mVrms)

誤差 標(biāo)準(zhǔn)0.5% (f<10 kHz)，1%

溫度穩(wěn)定性 50 ppm/℃

正弦輸出 正弦信號，輸出阻抗50 Ω

TTL同步輸出 5V TTL/CMOS電平，輸出阻抗200Ω

顯示

屏幕 5.6英寸，640×480的TFT彩色液晶屏

屏幕格式 單通道或雙通道顯示

顯示值 每個(gè)通道均可顯示X,Y,R,θ值

顯示類型 數(shù)字顯示圖，條形圖，XY坐標(biāo)圖和極坐標(biāo)圖

顏色風(fēng)格 黃色，綠色

輔助輸入與輸出

CH 1 和 CH 2

功能 輸出X,Y,R,θ和諧波

幅值 ±10 V

驅(qū)動電流 ±30mA max

AUX Inputs

功能 4通道輸入

幅值 ±10 V，1 mV分辨率

阻抗 1 MΩ

AUX Outputs

功能 4通道輸出

幅值 ±10 V，1 mV分辨率

驅(qū)動電流 ±25mA max

Trigger Input

功能 TTL外部觸發(fā)用于數(shù)據(jù)存儲

Monitor Output

功能 信號放大器的模擬輸出

驅(qū)動電流 ±40mA max

通訊接口

RS-232 轉(zhuǎn)USB RS-232轉(zhuǎn)USB2.0接口控制和讀取儀器參數(shù)及數(shù)據(jù)

IEEE-488接口（可選配件）

其他

電源要求

電壓 220~240 V AC

頻率 50 Hz

功率 標(biāo)準(zhǔn)30W，不超過40 W

電源噪聲抑制 70dB@1MHz

重量 11 KG

尺寸

寬 448 mm

深

包括提手 513 mm

不包括提手 470 mm

高

包括支腳 148 mm

不包括支腳 133 mm

應(yīng)用領(lǐng)域

掃描顯微鏡 AFM、STM、SPM

材料科學(xué) 載流子遷移率、載流子密度、霍爾效應(yīng)、超聲材料

輸運(yùn)測量 電導(dǎo)測量，阻抗測量

噪聲表征 噪聲密度，互相關(guān)測量

光學(xué)實(shí)驗(yàn) 光譜分析、光譜測量、THz測量、TDLAS

傳感器測量 陀螺儀、光電傳感器、諧振器、加速度計(jì)

磁性傳感 SQUIDs, NV色心, 原子磁強(qiáng)計(jì)，VSM

生物醫(yī)療 微流控

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