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SR850 100 kHz DSP鎖相放大器

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SR850 100 kHz DSP鎖相放大器

詳細(xì)介紹

SR850 100 kHz DSP鎖相放大器

SR850是基于創(chuàng)新DSP（數(shù)字信號(hào)處理）架構(gòu)的數(shù)字鎖定放大器。與傳統(tǒng)的鎖相放大器相比，SR850具有許多顯著的性能優(yōu)勢(shì)-更高的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)備，更低的漂移，更低的失真以及顯著更高的相位分辨率。另外，平板顯示器和65,536點(diǎn)存儲(chǔ)器可以顯示和處理常規(guī)鎖定無(wú)法提供的各種格式的數(shù)據(jù)。

數(shù)字精度

SR850的輸入端是一個(gè)精密的18位A / D轉(zhuǎn)換器，它將256 kHz的輸入信號(hào)數(shù)字化。A / D轉(zhuǎn)換器與高速DSP芯片一起取代了傳統(tǒng)鎖相器中的模擬解調(diào)器（混頻器），低通濾波器和DC放大器。SR850不是使用模擬組件，而是通過(guò)一系列精確的數(shù)學(xué)計(jì)算實(shí)現(xiàn)的，這些數(shù)學(xué)計(jì)算消除了模擬組件固有的漂移，偏移，非線性和老化。相同的DSP芯片以數(shù)字方式合成參考振蕩器，從而提供了一個(gè)小于-80 dBc失真，100 mHz頻率分辨率和2 mV幅度分辨率的信號(hào)源。

數(shù)字靈活性

SR850的顯示屏支持多種選擇。可以以條形圖，極坐標(biāo)圖和帶狀圖格式以數(shù)字或圖形方式查看數(shù)據(jù)。憑借65,536點(diǎn)的內(nèi)存和高達(dá)512 Hz的數(shù)據(jù)采集速率，您可以準(zhǔn)確地看到數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化，而不僅僅是當(dāng)前的輸出值是多少。采集數(shù)據(jù)后，SR850提供了多種數(shù)據(jù)縮減選項(xiàng)，例如Savitsky-Golay平滑，曲線擬合和統(tǒng)計(jì)分析。標(biāo)準(zhǔn)的RS-232和GPIB接口可輕松將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。

帶條形圖的數(shù)值讀數(shù)

輸入通道

SR850具有6 nV /√Hz輸入噪聲的差分輸入。輸入阻抗為10MΩ，最小滿量程輸入電壓靈敏度為2 nV。輸入也可以配置為電流測(cè)量，其可選電流增益為10 6和10 8 V / A。提供了一個(gè)線路濾波器（50 Hz或60 Hz）和一個(gè)2倍線路濾波器（100 Hz或12 Hz）以消除與線路相關(guān)的干擾。但是，與傳統(tǒng)的鎖相放大器不同，在SR850的輸入端不需要跟蹤帶通濾波器。該過(guò)濾器由常規(guī)鎖定使用增加動(dòng)態(tài)儲(chǔ)備。不幸的是，帶通濾波器還會(huì)引入噪聲，幅度和相位誤差以及漂移。SR850的基于DSP的設(shè)計(jì)具有固有的大動(dòng)態(tài)儲(chǔ)備，因此無(wú)需跟蹤帶通濾波器。

參考頻道

SR850的參考源可以是外部應(yīng)用的正弦波或方波，也可以是其自己的數(shù)字合成參考源。由于內(nèi)部基準(zhǔn)源是從用于倍增輸入的同一數(shù)字信號(hào)中合成的，因此使用內(nèi)部基準(zhǔn)時(shí)幾乎沒(méi)有基準(zhǔn)相位噪聲。內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源可以固定頻率工作，或者可以在1 mHz至102.4 kHz的整個(gè)工作范圍內(nèi)線性或?qū)?shù)地掃頻。諧波檢測(cè)可以在參考頻率的任何整數(shù)諧波上執(zhí)行，而不僅僅是前幾個(gè)諧波。

當(dāng)使用外部基準(zhǔn)時(shí)，DSP方法也具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。獲取外部參考的時(shí)間僅為2個(gè)周期+ 5毫秒（或40毫秒，以較大者為準(zhǔn)），比常規(guī)鎖定快約十倍。

由于SR850使用數(shù)字移相技術(shù)而非模擬移相器，因此基準(zhǔn)相位可以以1毫米的分辨率進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外，X和Y輸出正交于一毫米以內(nèi)。

輸出和時(shí)間常數(shù)

SR850上的輸出時(shí)間常數(shù)以數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)。6、12、18和24 dB /倍頻程的低通濾波器衰減可用，其時(shí)間常數(shù)范圍為10 µs至30 ks。低于200 Hz時(shí)，SR850可以執(zhí)行同步濾波。同步濾波器對(duì)參考頻率進(jìn)行陷波處理，這是低頻的一個(gè)特別有用的功能，在這種情況下，2f分量的接近度可能需要很長(zhǎng)的時(shí)間常數(shù)才能有效濾波。SR850使得在低頻下工作成為一項(xiàng)耗時(shí)少得多的工作。

高動(dòng)態(tài)儲(chǔ)備

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

圖形，數(shù)字和條形圖顯示

SR850具有所有可用鎖定中的動(dòng)態(tài)保留（100 dB）。在傳統(tǒng)的鎖相放大器中，動(dòng)態(tài)儲(chǔ)備的增加是以穩(wěn)定性為代價(jià)的。由于SR850中濾波和增益處理的數(shù)字特性，因此無(wú)需犧牲穩(wěn)定性或準(zhǔn)確性即可獲得超高動(dòng)態(tài)儲(chǔ)備。此外，無(wú)需使用模擬帶通濾波器即可獲得SR850的高動(dòng)態(tài)儲(chǔ)備，從而消除了此類濾波器引入的噪聲和誤差。

痕跡和顯示

SR850采集的數(shù)據(jù)最多存儲(chǔ)在四個(gè)用戶定義的跡線中。每個(gè)跡線可以配置為（A×B）/ C，其中A，B和C從X，Y，R，Θ，噪聲，頻率或四個(gè)后面板輔助輸入中的任意一個(gè)中選擇。通過(guò)定義適當(dāng)?shù)能壽E，可以實(shí)時(shí)執(zhí)行諸如比例之類的常見(jiàn)操作。跟蹤值可以顯示為帶有相關(guān)的大型數(shù)字顯示的條形圖，也可以顯示為隨時(shí)間變化的跟蹤值的條形圖。此外，您可以顯示極坐標(biāo)圖，該極坐標(biāo)圖顯示由信號(hào)的同相和正交分量形成的相量。可以從前面板或通過(guò)計(jì)算機(jī)界面輕松縮放所有顯示器，并且可以使用自動(dòng)縮放功能來(lái)快速優(yōu)化顯示器。可以將屏幕配置為單個(gè)大顯示器，也可以配置為兩個(gè)水平拆分顯示器。

方便的自動(dòng)測(cè)量

通用測(cè)量參數(shù)可用作單鍵“自動(dòng)”功能。一次按下即可設(shè)置增益，相位，動(dòng)態(tài)儲(chǔ)備和顯示比例。對(duì)于許多測(cè)量，只需使用自動(dòng)功能就可以配置儀器。

輔助A / D和D / As

四個(gè)后面板A / D輸入允許您以毫伏分辨率測(cè)量外部信號(hào)。可以將測(cè)量值并入SR850的走線定義之一，或者可以將其顯示在前面板上，也可以通過(guò)任一計(jì)算機(jī)界面讀取。四個(gè)D / A輸出可提供固定的輸出電壓或與SR850的頻率掃描同步掃描的電壓電平。A / D輸入和D / A輸出均具有±10 V范圍。

分析功能

一旦獲取數(shù)據(jù)，SR850的性能就不會(huì)停止-還包括完整的數(shù)據(jù)處理功能。可以將多范圍Savitsky-Golay平滑應(yīng)用于任何跟蹤陣列，并且可以為選定的跟蹤區(qū)域計(jì)算統(tǒng)計(jì)信息（平均值，方差，和）。曲線擬合例程可為數(shù)據(jù)的任何部分計(jì)算與直線，指數(shù)曲線和高斯曲線的擬合。跟蹤“計(jì)算器”使您可以對(duì)跟蹤數(shù)據(jù)執(zhí)行各種簡(jiǎn)單的算術(shù)和三角運(yùn)算。

接口和復(fù)印件

SR850標(biāo)配RS-232和GPIB接口。可以通過(guò)接口查詢和控制所有儀器功能。為了方便調(diào)試，可以在前面板上查看通過(guò)接口接收和發(fā)送的字符。SR850提供了幾種硬拷貝選項(xiàng)。可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的Centronics打印機(jī)界面將屏幕轉(zhuǎn)儲(chǔ)到點(diǎn)矩陣或LaserJet兼容打印機(jī)。顯示器也可以通過(guò)GPIB或RS-232在任何HP-GL兼容繪圖儀上進(jìn)行繪圖。

極坐標(biāo)圖顯示

信號(hào)通道
電壓輸入	單端或差分
靈敏度	2 nV至1 V
電流輸入	10 6或10 8 V / A
輸入阻抗
電壓輸入	10MΩ+ 25 pF，交流或直流耦合
電流輸入	到虛擬地面1kΩ
增益精度	±1％（典型值±0.2％）
噪音	1 kHz時(shí) 為6 nV /√Hz1 kHz（10 6 V / A）時(shí)為0.13 pA /√Hz100 Hz（10 8 V / A）時(shí)為0.013 pA /√Hz
線路濾波器	50/60 Hz和100/120 Hz（Q = 5）
CMRR	10 kHz時(shí)為100 dB。在10 kHz以上降低6 dB / oct
動(dòng)態(tài)儲(chǔ)備	> 100 dB（不帶前置濾波器）
參考頻道
頻率范圍	0.001 Hz至102.4 kHz
參考輸入	TTL或正弦（最小400 mVpp）
輸入阻抗	1MΩ，25 pF
相位分辨率	0.001度
相位誤差	<1°
相對(duì)相位誤差	<0.001°
正交性	90°±0.001°
相位噪聲
詮釋參考	1 kHz時(shí)<0.0001°rms
分機(jī)號(hào) 參考	1 kHz，100 ms，12 dB / oct時(shí)為0.005°rms
相位漂移	<0.01°/°C（低于10 kHz）， <0.1°/°C，10 kHz至100 kHz
諧波檢測(cè)	2F，3F，... nF至102.4 kHz
采集時(shí)間	（2個(gè)周期+ 5毫秒）或40毫秒，以較大者為準(zhǔn)
解調(diào)器
穩(wěn)定
數(shù)字量輸出	沒(méi)有漂移
模擬量輸出	<5 ppm /°C，所有動(dòng)態(tài)儲(chǔ)備
諧波抑制	-90分貝
偏移/擴(kuò)展	±100％偏移，擴(kuò)展至256×
時(shí)間常數(shù)	10 µs至30 ks（6、12、18、24 dB / oct滾降）。 200 Hz以下可進(jìn)行同步濾波。
內(nèi)部振蕩器
范圍	1 mHz至102.4 kHz
準(zhǔn)確性	25 ppm + 30 µHz
解析度	0.01％或0.1 mHz （以較大值為準(zhǔn)）
失真	在1 Vrms時(shí)為-80 dBc（f <10 kHz）-70 dBc（f> 10 kHz）
振幅	0.004至5 Vrms轉(zhuǎn)換為10kΩ （2 mV分辨率）
輸出阻抗	50Ω
幅度精度	1％
振幅穩(wěn)定性	50 ppm /°攝氏度
產(chǎn)出	正弦和TTL（都可以鎖相到外部基準(zhǔn)）
輕掃	線性和對(duì)數(shù)

輸入和輸出
介面	IEEE-488.2，RS-232和Centronics接口標(biāo)準(zhǔn)。可以通過(guò)界面控制和讀取所有儀器功能。
X，Y輸出	±10 V，更新為256 ksamples / s
CH1輸出	X，R或跡線1至4的±10 V輸出
CH2輸出	Y，Θ或跡線1至4的±10 V輸出
輔助 A / D輸入	4個(gè)BNC輸入，1 mV分辨率，±10 V
輔助 D / A輸出	4個(gè)BNC輸出，1 mV分辨率，±10 V（固定或掃描幅度）
正弦輸出	內(nèi)部振蕩器模擬輸出
TTL輸出	內(nèi)部振蕩器TTL輸出
觸發(fā)進(jìn)入	TTL信號(hào)開(kāi)始內(nèi)部振蕩器掃描或觸發(fā)儀器數(shù)據(jù)采集（速率為512 Hz）。
遠(yuǎn)端前置放大器	為可選的SR550，SR552和SR554前置放大器供電
展示架
屏幕格式	單或雙顯示
顯示數(shù)量	每個(gè)顯示屏顯示一條軌跡。跡線定義為A×B / C或A×B / C 2，其中A，B，C從X，Y，R，Θ，X噪聲，Y噪聲，R噪聲，輔助1至4或頻率中選擇。
顯示類型	大數(shù)值讀數(shù)，條形圖，極坐標(biāo)圖或帶狀圖
資料緩沖區(qū)	64k數(shù)據(jù)點(diǎn)。可以將緩沖區(qū)配置為具有64k點(diǎn)的單條跡線，具有3k點(diǎn)的2條跡線或具有16k點(diǎn)的4條跡線。
采樣率	0.0625 Hz至512 Hz，在512 Hz外部
分析功能
平滑處理	5、9、17、21、25點(diǎn) （Savitsky-Golay）
曲線擬合	線性，指數(shù)或高斯
計(jì)算器	算術(shù)，三角和對(duì)數(shù)計(jì)算
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)	均值和標(biāo)準(zhǔn)差
一般的
硬拷貝	屏幕轉(zhuǎn)儲(chǔ)到點(diǎn)矩陣或LaserJet打印機(jī)。繪制到HP-GL繪圖儀（RS-232或GPIB）。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)	USB驅(qū)動(dòng)器。數(shù)據(jù)和儀器設(shè)置（二進(jìn)制或ASCII）的存儲(chǔ)。屏幕可以另存為PCX文件。
力量	60 W，100/120/220/240 VAC，50/60赫茲
方面	17英寸×6.25英寸×19.5英寸（WHL）
重量	40磅
保修單	一年的零件和人工因材料和工藝上的缺陷