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OE2031

3MHz中高频锁相放大器

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主要特性


  • 1mHz至3MHz测量范围
  • 相位/幅值自动调节
  • 多谐波测量
  • 满量程灵敏度1nV至1V
  • 时间常数为10us至3ks
  • 动态储备大于100dB
概览
OE2031数字锁相放大器是目前最新款的核心技术产品,是一款高性能、高性价比的测量仪器。采用FPGA+ARM平台架构,基于数字调制、输出滤波器,能够精确、快速测量出淹没在大噪声中的有效信号分量;同时测量输入信号的幅度和相位信息,在测量精度、工作频率范围、信噪比、动态储备等核心参数方面,均与国际同行业的顶尖技术相媲美。同时新开发了多谐波测量等功能,使得OE2031功能可以满足多种科研及工业 用途。
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输入信号通道

       锁相放大器OE2031中所采用的低噪声模拟前端放大器能够有效地处理差分信号或者单端信号,其等效输入噪声为3 nV/√Hz。本通道的输入阻抗为10 MΩ,在满量程输出时能够检测到的输入信号电平为1 nV至1 V。此外,OE2031能够应用于输入电流信号的测量,其前端可变电流增益为106 或 10V/A。

 

参考信号通道

      当OE2031设定为内部参考信号模式时,仪器内部的高精度振荡器和数字合成算法能够产生用于和输入信号相乘的正弦波信号,内部参考信号几乎不会受到相位噪声的影响,相位能够达到0.01°的分辨率精度。对于设为外部参考信号模式时,参考信号可选择正弦波信号或者是方波信号,外部参考信号的上升沿或者下降沿会触发内部的锁相环(PLL)。
 

显示功能

      OE2031选用的是5.6英寸的640×480分辨率的TFT彩色屏作为仪器的主显示屏。本款锁相放大器所能够检测到的数据,例如:信号的X值、Y值、R值、θ值,可以同时以数值、条形图、XY坐标图、极坐标显示等来显示。


数据bar显示

XY坐标显示

Smith 显示

多谐波同时测量

       传统的锁相放大器中,同一时间只能测量基频信号或者某个谐波信号分量。因此对于某些需要同时多个频率分量的幅值及相位的情况,传统锁相放大器无法满足测量要求。OE2031的数字端将FPGA与ARM技术相结合,实现更高的处理带宽及更灵活的数字架构,数字处理精度可达到48位,可以同时进行3通道谐波分量的测量。使得1台OE2031相当于3台传统锁相放大器。
 

PC软件操作

       本仪器所采用的内部RS232转USB接口保证用户能够在控制计算机上有效地使用OE2031的所有测试功能,包括设定仪器的合理控制参数和读取仪器所测的数据。本款仪器配备有对应的免费LabVIEW程序,这使得OE2031能够简单地应用于复杂的科学实验当中。在LabVIEW的程序界面上,用户能够看到所有的控制命令和仪器反馈的响应。
 

 


输入信号通道
电压输入模式            单端输入或差分输入
满量程灵敏度            1nV至1 V 以1-2-5步进递增
电流输入增益            106 或 108 V/A
输入阻抗
        电压输入      10MΩ//25pF,直流耦合或交流耦合
        电流输入      1kΩ至虚地端
共模抑制比              >100 dB(在10 kHz以内),之后以6dB/oct递减
动态储备              >100dB
增益精度              典型值为0.2%,最大值为1%
噪声性能              
        997Hz时        3 nV/√Hz(电压)

10 fA/√Hz (电流)
        97 Hz时      7 fA/√Hz(电流)
参考信号通道
输入信号  
        频率范围      1mHz至3MHz
        输入信号类型    TTL逻辑电平或正弦波
        输入阻抗      1MΩ//25pF
相位
        分辨率        0.01°
        绝对相位误差    <1°
        相对相位误差    <0.01°
正交性
        内部参考      综合,在1kHz时<0.0001°rms
        外部参考      在1kHz时:0.005°rms(时间常数为100 ms,12 dB/oct)
谐波检测              2F,3F,...nF至3MHz(n<32767)
采集时间
        内部参考      即时获取
        外部参考      (2个周期 + 5ms)或40ms
解调器
稳定性      
        数字输出      所有设置均无零点漂移
        显示          所有设置均无零点漂移
        模拟输出      所有动态储备设置<5ppm/℃
谐波抑制               -90 dB
时间常数              3us至3ks (<200Hz)

3us至30s (>200Hz)

(6、12、18、24dB/oct陡降)
同步滤波器              低于200Hz且18、24dB/oct陡降有效
显  示
显示屏                5.6 英寸,640×480真彩色TFT
显示类型              数值显示图、条形图、XY坐标和极坐标
内部振荡器
频率
        范围          1mHz至3MHz
        精度          2ppm + 10uHz
        分辨率        1mHz
        失真度        -80dBc(f<10kHz),-70dBc(f>10kHz)
幅度                  0.001Vpp至10Vpp(分辨率1mVpp)
接  口
RS-232和USB2.0