SR124 模擬鎖相放大器

SR124 模擬鎖相放大器

·寬的頻率范圍0.2Hz 到200KHz

·低噪聲，全模擬設計

·無數字干涉

·低噪聲電流和電壓輸入

·諧波探測（f，2f或者3f）

·可選輸入濾波

SR124 & SR2124 模擬鎖定放大器

半個多世紀以來，鎖定放大器一直是在存在噪聲的情況下測量小交流信號的儀器。早期的儀器設計有模擬電子設備、多聯機械開關、指針指示器等，并且通常使用圖表記錄儀監控測量結果?；谖⑻幚砥鞯脑O計出現在 1980 年代，到 1990 年代初期，甚至鎖定的模擬解調器也被高分辨率 ADC 和數字信號處理器 (DSP) 所取代。遠程計算機控制、數字讀數和用戶友好的板都產生了。

現代 DSP鎖定放大器在穩定性、動態儲備和靈活性方面的能力是性的，使其成為多個領域的研究人員和工程師的支柱。但在前進的過程中，留下了一些東西。對于包括低溫研究人員在內的用戶群體來說，新儀器成為了潛在的高頻干擾源。這體現在一種儀器——PAR124A——在停產幾十年后仍被許多研究人員積使用的持久性上。

回到模擬

SRS 認識到一種尺寸不一定適合所有尺寸，因此很自豪地推出 SR124單相和 SR2124雙相模擬鎖定放大器。SR124 和 SR2124 受到上一代鎖定的啟發，但利用了當今的低噪聲模擬組件和設計方法，是低噪聲、模擬儀器的杰作。

建筑學

SR124/SR2124 設計遵循兩個基本主題。，信號路徑由低噪聲模擬電子設備構成：的 JFET、晶體管、運算放大器和分立元件。其次，配置控制由微控制器管理，其系統時鐘僅在改增益或濾波器設置所需的短暫時間內振蕩。這種“時鐘停止”架構由 SRS 在 SR560 電壓前置放大器中引入，了與機械面板控制相關的不便和性問題，并使這些鎖定的遠程操作成為可能。

不要讓數字顯示欺騙您——SR124 和 SR2124 在運行期間確實會停止所有數字時鐘。數字顯示屏顯示精度設置信息，例如輸入濾波器頻率、解調器相移和源輸出幅度。驅動電子設備是靜止的，沒有“掃描”或刷新以產生輕微的干擾。

每當微控制器時，“CPU Activity”指示燈就會亮起，清楚地顯示數字時鐘何時運行。這是響應板按鈕按下或遠程計算機命令而發生的。

當它真的很重要時——保持沉默！

有時，您需要確信您的實驗不會受到干擾：您已將樣品冷卻至幾毫開爾文，所有接線仍完好無損，并且您全年制造的設備已準備好進行測量。板上的鎖定撥動開關可以設置為“LOCKED OUT”，即使您按下其他按鈕或旋鈕，也會強制數字時鐘保持關閉。鎖定的模擬配置保持穩定，讓您運行幾分鐘、幾小時、幾天——只要您需要。

低噪聲輸入放大器

SR124 和 SR2124 具有電壓和電流輸入。電壓輸入是一個單端/差分 FET 前置放大器，具有2.5 nV/√Hz的低輸入噪聲。輸入阻抗為 10 MΩ，小滿量程輸入電壓靈敏度為 100 nV。電流輸入前置放大器具有 10 6和 10 8  V/A 的可選增益。提供交流和直流耦合，儀器可以在接地或浮動模式下運行。

SRS 還生產各種遠程前置放大器，包括SR550  （FET 輸入）、SR551  （Hi-Z 輸入）、SR552  （BJT 輸入）和SR554  （變壓器輸入），它們都可以直接從鎖定的后面板前置放大器供電電源端口。這些前置放大器具有特的特性，針對各種實驗條件進行了優化。當與 SR124 或 SR2124 一起使用時，它們通?？梢燥@著改善您的測量。

輸入過濾器

SR124 和 SR2124 提供多種濾波器類型，用于在信號到達相敏檢測器之前對其進行預處理?？蛇x擇平坦（無濾波）、帶通、高通、低通和陷波濾波，濾波器的Q 因子可設置在 1 到 100 之間。

在帶通模式下，可調諧窄帶放大器抑制通帶外的信號，提供多達 60 dB 的額外動態儲備。

高通和低通濾波器允許您限制呈現給鎖定放大器的頻帶，并抑制通帶之外的頻率。這些濾波器的衰減為每倍頻程 –12 dB。

在陷波模式下，使用可調諧帶阻濾波器，在特定頻率下提供高達 80 dB 的衰減。

動態儲備

在給定的滿量程輸入靈敏度下，鎖定放大器的動態儲備是大干擾信號與滿量程輸入電壓的比值。大干擾信號定義為在鎖定無法以精度測量信號之前，可應用于輸入的任何頻率的大信號幅度。

SR124 和 SR2124 具有高達 60 dB 的動態保留，具體取決于靈敏度設置和保留模式。使用輸入帶通濾波器可以額外增加 20 到 60 dB 的動態儲備，使大可實現的動態儲備為 100 dB。

輸出時間常數

鎖定提供兩級輸出低通濾波。時間常數可以選擇長達 300 秒以地降低噪聲，或短至 1 毫秒?？蛇x擇每倍頻程衰減 –6 dB 或 –12 dB。小時間常數設置繞過輸出濾波器，輸出信號帶寬僅由內部雜散電容確定。

抵消

偏移功能可以輕松評估存在滿量程信號時的微小變化。您可以在滿量程的 ±1000 % (10×) 之間手動調整偏移，或者您可以使用自動偏移功能通過按下按鈕將偏移設置為等于信號值。調整偏移后，您可以通過降低靈敏度設置來增加增益（ 10 倍）。

自動功能

方便的自動功能允許您快速配置鎖定的設置。按下增益、相位或偏移按鈕啟動微控制器，然后調整儀器以獲得靈敏度（增益）、相移以大化信號（相位）或使輸出為零（偏移）。Ref Range 按鈕可打開和關閉頻率自動量程功能，這使儀器可以在振蕩器時自動設置適當的參考范圍。

參考頻道

SR124 和 SR2124 中有三種參考模式：內部、外部和后 VCO。在所有模式下，在板的參考部分選擇頻率范圍——手動或通過自動參考范圍功能。

在外部參考模式下，儀器鎖定到幅度至少為 100 mVpp 的外部信號。參考振蕩器將鎖相到外部參考輸入的正過零。支持鎖定在 f、2f（二次諧波）或 3f（三次諧波）。

在內部模式下運行，參考頻率從板設置，精度為 ±0.1 %。除了內部和外部參考模式之外，SR124 和 SR2124 還具有內置的壓控振蕩器 (VCO)，可以作為鎖定的參考。后面板VCO 輸入接受 0 至 +10 VDC 信號，該信號對應于板設置范圍內的和頻率。這個方便的功能允許您鎖定到可變或掃描控制電壓。

板 Ref Out BNC 連接器上始終存在同步參考輸出信號。正弦波和方波均可選擇，輸出幅度可設置在 100 nV 和 10 V 之間。參考也可在后面板上使用。0°、90°、180° 和 270°的四個相移1 Vrms 輸出可用于各種應用。

直流偏置

通過打開“DC Bias”，可以將立于 AC 參考幅度的雙性 DC 偏置電壓添加到參考輸出。此功能在進行差分電導和相關傳輸測量時特別有用，其中在一系列不同的偏置值下測量實驗的小信號交流響應。偏置值可以設置為±1000×參考幅度，具體取決于幅度。

相位控制

SR2124 是雙鎖相放大器，具有 X 和 Y 顯示器。SR124 是單鎖相放大器，只有一個 X 顯示器。參考的相位通常需要調整。手動調零相位很——按下相位按鈕并轉動大旋鈕直到信號調零，然后將相位移動 90°。或者，只需按下自動相位按鈕。相位分辨率為 0.01°，在中頻帶頻率下相位精度為 ±1° 。

交流電壓表模式

對于大多數應用，用戶通常會在鎖定模式下運行，但該模式可以改為交流電壓，允許鎖定作為寬帶或頻率選擇流電壓表運行。在此模式下，參考信號即可快速測量交流信號的平均。

電腦控制

對于需要計算機控制鎖定放大器的用戶，后面板上有一個RS-232接口。儀器的所有功能都可以通過界面進行設置或讀取。當向儀器發送命令時，微控制器將被，并且可能存在數字噪聲。在此期間，板遠程活動 LED 會提醒您正在進行通信。

對于具有電氣隔離的遠程接口，有一個后面板光纖接口。當連接到SX199 遠程計算機接口單元時，它提供了通過 GPIB (IEEE-488.2)、以太網和 RS-232控制鎖定的路徑。

SR124 & SR2124 規格

信號通道

電壓輸入單端或差分

靈敏度100 nV 至 500 mV

電流輸入10 6或 10 8  V/A

輸入阻抗

   電壓10 MΩ+ 35 pF，交流或直流耦合

   電流輸入1 kΩ 到虛擬接地

獲得準確度±1 %

獲得穩定性100 ppm/°C

（平坦模式，正常儲備）

噪聲（有效值）1kHz 時為2.5 nV/√Hz 1kHz 時

為 0.14 pA/√Hz (10 6 V/A)

100 Hz 時為 0.014 pA/√Hz (10 8 V/A)

信號濾波器（從 0.2 Hz 到 200 kHz 可調）

   平坦的10 Hz 至 100 kHz 范圍內 ±1 %、100 kHz 至 200 kHz 范圍內 ±2 % 和 10 Hz 以下 ±10 % 范圍內的平坦響應。

   帶通帶寬在頻率的 1 % 到 100 % 范圍內可調（Q 從 100 到 1）。

   高通–12 dB/oct 滾降

   低通–12 dB/oct 滾降

   缺口衰減高達 80 dB

CMRR10 kHz 時為 100 dB， 10 kHz 時降低 6 dB/oct

動態儲備（無帶通濾波器）

   低噪聲20分貝

   普通的40分貝

   高儲備60分貝

參考頻道

頻率范圍0.2 Hz 至 200 kHz

參考輸入TTL 或正弦波（小 100 mVpp）

輸入阻抗1兆歐

相位分辨率0.01°

相位精度±1°（2 至 20 kHz），

±5°（20 kHz 至 200 kHz）

諧波檢測F、2F 和 3F（外部參考）

解調器

輸出穩定性

   低噪聲20 ppm/°C

   普通的100 ppm/°C

   高儲備1000 ppm/°C

時間常數1ms 到 300 s（6 或 12 dB/oct 滾降）。小時間位置（通常為 500 μs）由雜散電容決定?！?0 %（至 200 kHz）

內部振蕩器

范圍0.2 Hz 至 200 kHz

輸出正弦，正方形。（當使用外部基準時，輸出被鎖相到外部基準。）

頻率精度0.1%

頻率分辨率3? 位或 1 mHz

（以較大者為準）

振幅1 μV 至 20 Vpp 到 10 kΩ、50 Ω 輸出阻抗。

幅度穩定性50 ppm/°C

壓控振蕩器

壓控振蕩器輸入0 到 10 V 信號對應于板上設置的范圍內的開始和結束頻率。

顯示器

面板儀表零，后視鏡（SR124 為單米，SR2124 為兩米）

抵消輸出多可偏移滿量程的 ±1000%

參考3?位LED顯示屏

輸入和輸出

鎖定/交流電壓儀器可用作鎖定放大器或頻率選擇交流電壓表。

輸出

   鎖定X (Rcosθ), ±10 V

Y (Rsinθ), ±10 V,  SR2124

   交流電壓±10 伏

參考。出去模擬輸出。正弦波或方波，高達 ±20 Vpp

遠程前置放大器為可選的 SR550、SR552 和 SR554 前置放大器供電

光纖接口SX199 遠程計算機接口單元的連接。SX199 具有 GPIB (IEEE-488.2)、RS-232 和以太網接口，用于遠程控制 SR124。

RS-232接口RS-232 接口是標準的。所有儀器功能都可以通過界面進行控制和讀取。

象限輸出與參考成 0°、90°、180° 和 270° 的四個相移輸出。輸出電平為 1 Vrms 正弦波。

一般的

力量40 瓦，100/120/220/240 伏交流電，50/60 赫茲

方面17" × 5.25" × 19.5" (WHD)

重量23 磅。

保修單一年零件和人工材料和工藝缺陷