鎖相放大器是一種對交變信號進(jìn)行相敏檢波的放大器。它利用和被測信號有相同頻率和相位關(guān)系的參考信號作為比較基準(zhǔn)，只對被測信號本身和那些與參考信號同頻(或者倍頻)、同相的噪聲分量有響應(yīng)。
因此，能大幅度抑制無用噪聲，改善檢測信噪比。此外，鎖相放大器有很高的檢測靈敏度，信號處理比較簡單，是弱光信號檢測的一種有效方法。而市面比較有名的鎖相放大器就是美國斯坦福SR810或者SR830。下面具體介紹下這兩款放大器。
SR810 鎖定放大器和 SR830鎖定放大器以合理的成本提供高性能。SR830 同時顯示信號的幅度和相位，而 SR810 僅顯示幅度。兩種儀器都使用數(shù)字信號處理 (DSP) 來代替?zhèn)鹘y(tǒng)鎖定中的解調(diào)器、輸出濾波器和放大器。SR810 和 SR830 具有 1 mHz 至 102 kHz 的工作范圍和 100 dB 的無漂移動態(tài)儲備。
一、輸入通道
SR810 和 SR830 鎖定放大器具有差分輸入，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。該輸入還可配置用于電流測量，可選擇電流增益為 10 6和 10 8 V/A。提供了一個線路濾波器(50 Hz 或 60 Hz)和一個 2× 線路濾波器(100 Hz 或 120 Hz)以消除線路相關(guān)干擾。然而，不同于傳統(tǒng)的鎖定放大器，輸入端不需要跟蹤帶通濾波器。傳統(tǒng)鎖定使用此過濾器來增加動態(tài)儲備。不幸的是，帶通濾波器還會引入噪聲、幅度和相位誤差以及漂移。這些鎖定的基于 DSP 的設(shè)計具有如此大的動態(tài)儲備，因此不需要跟蹤帶通濾波器。
二、擴展動態(tài)儲備
鎖定放大器在給定滿量程輸入電壓下的動態(tài)儲備是最大干擾信號與滿量程輸入電壓的比值(以 dB 為單位)。最大干擾信號定義為在鎖定無法以zhiding精度測量信號之前，可應(yīng)用于輸入的任何頻率的最大信號幅度。
傳統(tǒng)的鎖定放大器使用模擬解調(diào)器將輸入信號與參考信號混合。動態(tài)儲備被限制在 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)換器對輸入信號進(jìn)行采樣，并將數(shù)字化輸入乘以合成參考信號來完成的。這種數(shù)字解調(diào)技術(shù)產(chǎn)生超過 100 dB 的真實動態(tài)儲備(無預(yù)濾波)，并且沒有與模擬儀器相關(guān)的誤差。
三、數(shù)字濾波
數(shù)字信號處理器還處理輸出濾波任務(wù)，允許從 10 µsec 到 30,000 s 的時間常數(shù)，可選擇 6、12、18 和 24 dB/oct 滾降。對于低頻測量(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間常數(shù)實現(xiàn)有效的輸出濾波。
四、數(shù)字相移
模擬相移電路也已被 DSP 計算所取代。相位以 0.01° 分辨率測量，X 和 Y 輸出與 0.001° 正交。
五、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?？梢陨?1 mHz 至 102 kHz 的單頻正弦波，分辨率為 4? 位。可以從前面板或計算機設(shè)置頻率和幅度。當(dāng)使用外部參考時，合成源被鎖相到參考信號。
六、自動功能
自動功能允許儀器自動設(shè)置經(jīng)常調(diào)整的參數(shù)。增益、相位、偏移和動態(tài)儲備都可以通過一個按鍵快速優(yōu)化。在檢查測量中的小波動時，偏移和擴展功能很有用。輸入信號通過自動偏移功能快速歸零，并且通過將相對值擴展至高達(dá) 100 倍來提高分辨率。諧波檢測不再僅限于 2F 分量。現(xiàn)在可以在不改變參考頻率的情況下測量高達(dá) 102 kHz 的任何諧波(2F、3F、... nF)。
七、模擬輸入和輸出
兩種儀器都有一個用戶定義的輸出，用于測量 X、R、X 噪聲、Aux 1、Aux 2 或輸入信號與外部電壓的比率。SR830 具有第二個用戶定義的輸出，用于測量 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)化為源強度波動。四個可編程輸出(16 位 DAC)提供 -10.5 V 至 +10.5 V 的電壓，并可通過前面板或計算機接口進(jìn)行設(shè)置。
八、內(nèi)部存儲器
SR810 Lock-In 有一個 8,000 點內(nèi)存緩沖區(qū)，用于以高達(dá) 512 個樣本/秒的速率記錄測量的時間歷史。SR830 有兩個 16,000 點緩沖器，可同時記錄兩個測量值。使用計算機接口從緩沖區(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。
九、操作簡單
SR810 鎖定放大器和 SR830鎖定放大器使用簡單。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)接口允許與計算機通信。所有功能都可以通過接口進(jìn)行控制和讀取。
本公司經(jīng)營SR830和SR810鎖相放大器，F(xiàn)MEOT鎖相放大器，如有需要可以聯(lián)系我們。
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