OE2021锁相放大器
DC-1.5 MHz数字锁相放大器
测量频率范围:DC-1.5 MHz
满量程灵敏度:1 nV - 5 V
时间常数:100 ns - 3 ks
输入噪声低至2.5nV/√Hz
动态储备高达130 dB
8通道解调器同步测量
2通道PID控制器
频谱分析、示波器功能


产品介绍
性能参数
软件界面
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产品概述  

OE2021数字锁相放大器是当前最新推出的核心技术产品,具备卓越的高性能与宽带测量能力。该仪器基于数字调制技术,配备24位高精度模数转换器(ADC)和16位高速模数转换器(DAC),配合全新推出的流溪架构,能够精准、快速、灵活地检测隐藏在强噪声中的有效信号成分。

OE2021不仅能同时测量输入信号的幅度和相位信息,其在测量精度、工作频率范围、信噪比及动态储备等关键性能指标上,均达到了国际领先水平。此外,新增的多谐波测量、示波器与频谱分析仪功能、PID控制功能,使得OE2021能广泛适用于科研和工业领域的多种需求。


输入信号通道  

OE2021配备了低噪声模拟前端放大器,能够高效处理差分信号或单端信号,等效输入噪声低至2.5nV/√Hz。该通道的输入阻抗为10MΩ,满量程灵敏度范围为1nVrms至5Vrms。此外,信号输入通道采用高精度24位ADC,动态范围可以达到130dB以上。


输出信号通道  

OE2021基于32 MSPS的16位数模转换器(DAC),能够在1 Hz至1.5MHz的频率范围内生成高精度正弦波信号,并可调节直流偏置。信号幅值范围为0.1Vrms至5Vrms,直流偏置范围为±5Vdc。对于需要偏置电压的外部设备,如电光调制器,OE2021凭借其卓越的驱动能力,可以直接驱动设备而无需额外的电平转换放大器。输出信号的相位与仪器内部振荡器保持同步,并且可以独立设置相位偏移。此外,OE2021支持AM/FM/PM调制功能,方便用户对系统进行调制控制。


参考信号通道

锁相放大器的参考信号可根据用户实际需求选择正弦波或方波信号,也可采用仪器内部数字合成的参考信号。当OE2021设置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将生成用于与输入信号相乘的正弦波信号,且该内部参考信号几乎不受相位噪声的影响。通过数字移相技术,内部参考信号的相位分辨率可达到1μdeg。

当OE2021工作在外部参考信号模式,可接受正弦波信号或TTL逻辑电平作为外部参考信号,这一信号会被内部数字锁相环锁定。基于参考信号的频率,OE2021可以对信号同频及其谐波进行检测,最多可检测到基频的10000次谐波,但最大谐波频率不能超过仪器的测量带宽上限。


数字解调器

OE2021拥有8个同步的解调器,每个解调器可独立控制。OE2021时间常数可在100ns至3ks范围内灵活设置,用户可根据需求自定义时间常数。滤波器的陡降速率可以选择6-48 dB/oct共8阶。采用数字调制技术与先进滤波器结构,OE2021相比传统模拟锁相放大器,具有更高的动态储备(>130dB)、更精确的相位(绝对相位误差<1°)、零直流漂移以及优异的正交性能。此外OE2021提供可选的同步滤波器,能快速消除信号谐波的影响,确保仪器在快速响应的同时,准确检测低频信号。


彩色显示屏

OE2021配备了一块5.6英寸、640×480分辨率的TFT彩色显示屏,作为仪器的主要显示界面,并可通过键盘实现对仪器的全方位独立控制。在显示屏上,用户可以灵活查看解调器的X、Y、R、θ等参数,同时还可以进行滤波器常数等多种基础设置的配置,操作直观便捷。

彩色显示屏


通信接口

OE2021拥有USB2.0、1000Mbps RJ45网口、WIFI无线网络接口、RS232串口以及GPIB接口。通过各个通讯接口,用户能够在控制计算机上有效地使用OE2021的所有测试功能,设定仪器的合理控制参数和读取仪器所测的数据。

输入信号通道
输入模式
电压
单端输入或差分输入
电流
单端信号(跨阻输入)
满量程灵敏度
1 nV至5 V
量程档位
2 mV至5 V 共计7档
输入幅值范围
< 5 Vrms
输入耦合模式
直流耦合或交流耦合
输入阻抗
10 MΩ || 25 pF(电压)
100 Ω或1 kΩ(电流)
输入屏蔽接地
接地或10 kΩ浮地
动态储备
>130 dB
幅值精度
典型值0.5%,最大值1%
等效输入电压噪声
3.5nV/√Hz (f ≥ 1 kHz)
2.5 nV/√Hz(f ≥ 10 kHz)
等效输入电流噪声
20 fA/√Hz (f = 97Hz)
模数转换器位数
24 bit
参考信号通道
参考通道数量
2
输入信号
频率范围
DC-1.5 MHz
支持输入波形
方波或正弦波
输入阻抗
1 MΩ
方波参考电平
3V<VIH<5V,-0.1V<VIL<0.5V
正弦参考信号
频率>1 Hz
300 mV < Vpp < 10 V
相位
分辨率
1.0 μdeg
相位误差
典型±0.5deg,最大±1deg
温漂
< 200 ppm/℃
谐波检测
1-10000F (nF < 1.5 MHz)
采集时间
内部参考
即时采集
外部参考
10或100个信号周期
振荡器
数字振荡器数量
2
振荡器参数
精度
0.3 ppm
温度稳定性
0.5 ppm/℃
老化率
<1 ppm/year
相位噪声
-145 dBc/Hz (@1kHz)
输出信号通道
频率范围
DC – 1.5MHz
频率精度
2 ppm + 1 μHz
频率分辨率
1 nHz
正弦幅值
0.1 μVrms至5 Vrms
精度
典型0.5%,最大2%
分辨率
0.1 μVrms
驱动能力
± 80 mA max
温度稳定性
<200 ppm/℃
输出阻抗
50Ω
可调直流偏置
-5 VDC至5 VDC
同步输出
3.3V TTL/CMOS电平
输出阻抗50Ω
额外功能
AM/FM/PM调制输出
数模转换器
16 bit, 32 MSPS
解调器
解调器数量
8
解调器
64 bit
时间常数
100ns - 3ks
测量带宽
50 μHz – 1.6 MHz
滤波器陡降
6, 12, 18, 24,30, 36, 42, 48 dB/oct
同步滤波器
<1000 Hz有效
辅助输入输出
AUX Inputs
功能
4通道输入
幅度
± 10V,0.1 mV分辨率
输入阻抗
1MΩ
模数转换器
16 bit, 150 kSPS
AUX Outputs
功能
4通道输出
幅度
±10V,0.1 mV分辨率
驱动电流
最大±30 mA
模数转换器
16 bit, 500 kSPS
通信接口
RS-232
标准9针RS-232母插座
USB2.0
480 Mbps高速接口
Ethernet
RJ45-1000Mbps有线接口
WIFI无线网络接口
GPIB
IEEE-488.2接口
其 他
电源要求
电压
220~240 V AC
100~120 V AC(可选)
功率
典型50 W,最大70 W
电源噪声抑制
70dB@1MHz
外形尺寸
448mm×532mm×148mm
重量
12 kg

上位机软件

OE2021为用户还提供了专业的上位机软件,锁相放大器的每个解调器、输入通道、输出通道可通过示意框图或控制面板进行配置,兼具专业实用与简洁直观。软件具有清晰的数值显示和波形实时显示功能,测量结果可采用csv文件输出保存,以供后续的专业软件进行分析,让测试得心应手。此外,我们还全面支持Python、MATLAB 和LabVIEW多编程语言的应用程序接口(API)。


上位机软件


示波器功能

示波器功能具有2个信号通道,可选信号输入、参考输入、信号输出、辅助输入输出等信号,具备多种触发方式,为用户实时显示时域信号。每个通道最长65536采样深度,可调采样时长65μs - 1s。


示波器


PID控制器

OE2021内置独立2通道数字式PID控制器,采样率最高达4 MSPS。PID控制器与锁相放大器紧密衔接,可根据解调器的测量值控制输出信号的幅度、相位、频率等信号,实现多种受控量的精确调控。


PID


参数扫描仪

参数扫描仪为用户提供方便的快速扫描,实现频率响应、幅度响应等曲线的即时绘制,并提供了单次或循环扫描的模式。


参数扫描仪


FFT频谱分析仪

FFT频谱分析仪基于示波器捕捉的波形,分析信号的频域信息。根据采样速率和采样深度的不同,频谱分析仪的频率分辨率范围约在1Hz - 31kHz。


FFT

文件名称
说明
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版本号
下载
OE2021介绍文档
OE2021锁相放大器产品介绍文档
2.09MB
v250421
OE2021用户使用手册
OE2021锁相放大器使用操作说明书
12.91MB
v260617
SSI Lucid Suite 控制平台软件
电脑端控制平台软件,适用于OE2011、OE2021、OE2012、OE2022锁相放大器
46.73MB
v260608
串口调试助手
串口调试助手,方便对仪器进行调试
485.02KB
v3.8.3
申请试用