OE1022鎖相放大器 102kHz數字鎖相放大器

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，在滿量程輸出時能夠檢測到的輸入信號電平為1nV至1V。此外，OE1022能夠應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數字鎖相放大器可以選擇采用內部參考模式或者外部參考模式。當OE1022設定為內部參考信號模式時，儀器內部的高精度振蕩器和數字合成算法能夠產生用于和輸入信號相乘的正弦波信號，此時的內部參考信號幾乎不會受到相位噪聲的影響。利用數字移相技術，內部參考信號的相位能夠達到0.001°的分辨率精度。本儀器的內部參考信號模式能夠在1 mHz至102 kHz的頻率范圍內正常工作。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內部的鎖相環(PLL)進行鎖定動作。

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據，例如：信號的X值、Y值、R值、θ值，可以同時以數值、條形圖、XY坐標圖、極坐標顯示等來顯示。

多諧波同時測量

傳統的鎖相放大器中，同一時間只能測量基頻信號或者某個諧波信號分量。因此對于某些需要同時多個頻率分量的幅值及相位的情況，傳統鎖相放大器是無法滿足測量要求。OE1022的數字端將FPGA與ARM技術相結合，實現更高的處理帶寬及更靈活的數字架構，數字處理精度可達到48位，可以同時進行3種頻率的諧波的測量，使得1臺OE1022相當于3臺傳統鎖相放大器。檢測到的諧波信號頻率可以到達基頻的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

本儀器所采用的內部RS232轉USB接口保證用戶能夠在控制計算機上有效地使用OE1022的所有測試功能，包括設定儀器的合理控制參數和讀取儀器所測的數據。本款儀器配備有對應的免費LabVIEW程序，這使得OE1022能夠簡單地應用于復雜的科學實驗當中。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。

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 的倍數順序步進
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
動態儲備 >120 dB
增益精度 標準 0.2%， 1%
電壓噪聲
997Hz時 5 nV/√ Hz
電流噪聲
97 Hz時 15 fA/√ Hz
997Hz時 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
內部參考 在 1 kHz 時： <0.0001°rms
外部參考 在 1 kHz 時： 0.005°rms(時間常數 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)

采集時間

內部參考 即時采集

外部參考 （2個周期+5ms）或者40ms

解調器

穩定性

數字輸出 所有設置均無零點漂移

顯示 所有設置均無零點漂移

模擬輸出 所有動態儲備設置小于5 ppm/℃

諧波抑制 -90 dB

時間常數 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 標準0.5% (f<10 kHz)，1%

溫度穩定性 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 每個通道均可顯示X,Y,R,θ值

顯示類型 數字顯示圖，條形圖，XY坐標圖和極坐標圖

顏色風格 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

驅動電流 ±25mA max

Trigger Input

功能 TTL外部觸發用于數據存儲

Monitor Output

功能 信號放大器的模擬輸出

驅動電流 ±40mA max

通訊接口

RS-232 轉USB RS-232轉USB2.0接口控制和讀取儀器參數及數據

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 標準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

應用領域

掃描顯微鏡 AFM、STM、SPM

材料科學 載流子遷移率、載流子密度、霍爾效應、超聲材料

輸運測量 電導測量，阻抗測量

噪聲表征 噪聲密度，互相關測量

光學實驗 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

磁性傳感 SQUIDs, NV色心, 原子磁強計，VSM

生物醫療 微流控

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