SR830锁相放大器

SR810 和 SR830 DSP 锁定放大器

SR810 锁定放大器和 SR830锁定放大器以合理的成本提供高性能。SR830 同时显示信号的幅度和相位，而 SR810 仅显示幅度。两种仪器都使用数字信号处理 (DSP) 来代替传统锁定中的解调器、输出滤波器和放大器。SR810 和 SR830 具有 1 mHz 至 102 kHz 的工作范围和 100 dB 的无漂移动态储备，提供无与伦比的性能。

输入通道

SR810 和 SR830 锁定放大器具有差分输入，输入噪声为6 nV/√Hz 。输入阻抗为 10 MΩ，最小满量程输入电压灵敏度为 2 nV。该输入还可配置用于电流测量，可选择电流增益为 10 6和 10 8  V/A。提供了一个线路滤波器（50 Hz 或 60 Hz）和一个 2× 线路滤波器（100 Hz 或 120 Hz）以消除线路相关干扰。然而，不同于传统的锁定放大器，输入端不需要跟踪带通滤波器。传统锁定使用此过滤器来增加动态储备。不幸的是，带通滤波器还会引入噪声、幅度和相位误差以及漂移。这些锁定的基于 DSP 的设计具有如此大的动态储备，因此不需要跟踪带通滤波器。

扩展动态储备

锁定放大器在给定满量程输入电压下的动态储备是最大干扰信号与满量程输入电压的比值（以 dB 为单位）。最大干扰信号定义为在锁定无法以指定精度测量信号之前，可应用于输入的任何频率的最大信号幅度。

传统的锁定放大器使用模拟解调器将输入信号与参考信号混合。动态储备被限制在 60 dB 左右，这些仪器的稳定性差、输出漂移、增益和相位误差过大。SR810锁定放大器和 SR830锁定放大器中的解调是通过使用高精度 A/D 转换器对输入信号进行采样，并将数字化输入乘以合成参考信号来完成的。这种数字解调技术产生超过 100 dB 的真实动态储备（无预滤波），并且没有与模拟仪器相关的误差。

数字滤波

数字信号处理器还处理输出滤波任务，允许从 10 µsec 到 30,000 s 的时间常数，可选择 6、12、18 和 24 dB/oct 滚降。对于低频测量（低于 200 Hz），可以使用同步滤波器来切出参考频率的倍数。由于参考的谐波已被消除（特别是 2F），因此可以用更短的时间常数实现有效的输出滤波。

数字相移

模拟相移电路也已被 DSP 计算所取代。相位以 0.01° 分辨率测量，X 和 Y 输出与 0.001° 正交。

频率合成器

内置直接数字合成 (DDS) 源可生成极低失真 (-80 dBc) 的参考信号。可以生成 1 mHz 至 102 kHz 的单频正弦波，分辨率为 4½ 位。可以从前面板或计算机设置频率和幅度。当使用外部参考时，合成源被锁相到参考信号。

自动功能

自动功能允许仪器自动设置经常调整的参数。增益、相位、偏移和动态储备都可以通过一个按键快速优化。在检查测量中的小波动时，偏移和扩展功能很有用。输入信号通过自动偏移功能快速归零，并且通过将相对值扩展至高达 100 倍来提高分辨率。谐波检测不再仅限于 2F 分量。现在可以在不改变参考频率的情况下测量高达 102 kHz 的任何谐波（2F、3F、... nF）。

模拟输入和输出

两种仪器都有一个用户定义的输出，用于测量 X、R、X 噪声、Aux 1、Aux 2 或输入信号与外部电压的比率。SR830 具有第二个用户定义的输出，用于测量 Y、Θ、Y 噪声、Aux 3、Aux 4 或比率。SR810 和 SR830 都有以 256 kHz 更新的 X 和 Y 模拟输出（后面板）。提供四个辅助输入（16 位 ADC）用于通用用途，例如将输入标准化为源强度波动。四个可编程输出（16 位 DAC）提供 -10.5 V 至 +10.5 V 的电压，并可通过前面板或计算机接口进行设置。

内部存储器

SR810 Lock-In 有一个 8,000 点内存缓冲区，用于以高达 512 个样本/秒的速率记录测量的时间历史。SR830 有两个 16,000 点缓冲器，可同时记录两个测量值。使用计算机接口从缓冲区传输数据。还提供触发输入以在外部同步数据记录。

操作简单

SR810 锁定放大器和 SR830锁定放大器使用简单。所有仪器功能均通过前面板键盘设置，并提供旋转旋钮以快速调整参数。多达九种不同的仪器配置可以存储在非易失性 RAM 中，以便快速轻松地进行仪器设置。标准 RS-232和 GPIB (IEEE-488.2)接口允许与计算机通信。所有功能都可以通过接口进行控制和读取。