SR830数字锁相放大器中文说明书

SR830SR830SR830SR830数字锁相放大器中文说明书锁相放大器是一种对交变信号进行相敏检波的放大器。它利用和被测信号有相同频率和相位关系的参考信号作为比较基准，只对被测信号本身和那些与参考信号同频（或者倍频）、同相的噪声分量有响应。因此，能大幅度抑制无用噪声，改善检测信噪比。此外，锁相放大器有很高的检测灵敏度，信号处理比较简单，是弱光信号检测的一种有效方法。美国SRS公司的锁相放大器是世界上应用最为广泛的锁相放大器，以较其他锁相放大器更大的精度，更高的稳定性，和更优良的噪声抑制比来测量信号。更值得推荐的是其价格合理，性价比要比同类产品高。工作原理图（仅供参考）在众多锁相中SR830是应用最广泛、性价比最高的双相DSP锁相放大器，其采用数字信号处理（DSP）技术，位相稳定性比模拟产品高百倍左右，动态范围高达到100dB；频率范围为0.001Hz到102.4KHz，完全满足一般的光学、电学、磁学等方面的科研。并且SR830可以自动增益、自动存储、自动调相、自动偏置，这样操作起来更加简单方便。GPIB和RS232接口可以方便进行外部通讯，进行远程编程控制。�频率范围1mHZ到102.4kHZ�100dB的动态保留�稳定性为5ppm/℃模拟�0.01度的相位分辨率�时间常数位10μs到30ks（最大24Db/倍频程衰减速率）�具有自动获取，自动定相，自动存储，自动补偿功能�合成参考光源�GPIB和RS-232两种接口功能特点概述：输入通道SR810和SR830有6nV/√Hz的微分输入噪声，输入阻抗为10M.,最小量程输入电压的灵敏度为2nV。输入也可以设置成电流测量的模式，其可选的电流增益为106V/A和108V/A。单线路滤波器(50Hz或60Hz)和双线路滤波器(100Hz或120Hz)用来消除线路中有关的干涉。与传统的锁相放大器不同，SR810和SR830在输入端没有跟踪带通滤波器。在传统锁相放大器中，带通滤波器是用来提高动态存储的，但它同时也引入了噪声、振幅和相位的误差以及漂移。SR810和SR830之所以不需要带通滤波器，是因为它的数字信号处理设计使它本身就具有很大的动态存储。高动态存储锁相放大器的动态存储在给定输入电压的量程时是这样定义的，它等于最大噪声信号与输入电压量程的比值。最大噪声信号是指在所有频率中，能够淹没输入信号致使锁相放大器不能够在测量精度范围内测量被测信号的最大信号的振幅。传统锁相放大器利用模拟解调器来混合输入信号与参考信号，其动态存储被限制在60dB左右，并且受到稳定性差、输出漂移、过大增益和相位误差的影响。在SR810和SR830中，解调是这样完成的：先用高精度的A/D转换器对输入信号进行采样，然后将这个被数字化的输入信号乘以一个合成的参考信号。这种数字解调技术可以得到大于100dB的动态存储（不加前置滤波器），并且不会产生模拟型产品解调时带来的误差。数字化滤波数字信号处理器同样可以完成输出滤波的任务，允许的时间常数从10fs到30,000s，且具有6,12,18和24dB/倍频程衰减速率。低频测量时（低于200Hz），同步滤波器可以滤去参考频率的高次谐波。当参考信号的谐波被滤去后（特别是2次谐波），有效的输出滤波即完成，得到更短的时间常数。数字相位移动模拟相位移动电路也被数字信号处理计算所取代。相位测量的分辨率为0.01°并且X输出与Y输出正交，分辨率为0.001°。频率合成器内置的直接数字合成源能够产生失真极小（.80dBc）的参考信号。其产生的单频正弦波频率为1mHz到102kHz，分辨率为4½\u20301X。频率和振幅都可通过仪器的前面板或计算机进行设置。当使用外部参考信号时，合成源则根据参考信号进行相位锁定。实用特点自动功能允许仪器对参数进行频繁、自动的调整。只需按一键就可以对增益、相位、补偿和动态存储进行快速优化。补偿和展宽的功能对于测量微小波动是非常有用的。自动补偿可以把输入信号迅速清零，而分辨率则在相关值附近增加，最大可达100×。谐波探测并不局限于2次谐波，任何阶次的谐波（2次、3次„„N次）都可以被探测到，只要其频率不高于102kHz。模拟输入和输出SR810和SR830都有用户定义输出通道，用来测量X、R、X－噪声、Aux1、Aux2或者输入信号和外部电压的比值。SR830还有另一个用户定义输出通道，用来测量Y、θ、Y－噪声、Aux3、Aux4或者输入信号和外部电压的比值。这两个型号都有X、Y模拟输出（后面板）可更新为256kHz。四个辅助输入(16-位ADC)提供最普通的使用——例如对输入信号的光强波动进行规一化。四个程控输出(16-位DAC)提供从.10.5V到+10.5V的电压，可通过前面板或计算机进行设置。操作简便SR810和SR830操作起来非常简单。所有的功能都被设置在前面板的按键上，并且可以通过一个旋钮来快速的调整参数。在稳定的RAM中存储着九种不同的工具配置，你可以进行简单而快速的安装。可通过标准的RS-232和GPIB(IEEE-488.2)接口将仪器连接到计算机上。以SR830为例，锁相的性能参数如下：信号通道电压输入Single-endedordifferential（单端输入或微分输入）分辨率2nVto1V电流输入106或108V/A输入阻抗电压10MΩ+25pF,ACorDCcoupled（耦合）电流1kΩtovirtualground（有效接地）增益精度±1%(±0.2%典型值.)噪声(typ.)6nV/√Hzat1kHz0.13pA/√Hzat1kHz(106V/A)0.013pA/√Hzat100Hz(108V/A)线性滤波50/60Hzand100/120Hz(Q=4)CMRR（共态抑制比）100dBto10kHz,decreasingby6dB/octabove10kHz动态范围100dB(withoutprefilters)稳定性5ppm/°C参考通道频率范围0.001Hzto102.4kHz参考输入TTLorsine(400mVppmin.)输入阻抗1MΩ,25pF相位分辨率0.01°frontpanel,0.008°throughcomputerinterface绝对相位误差1°相对相位误差0.001°正交性90°±0.001°相位噪声内部参考Internalref.Synthesized,0.0001°rmsat1kHz外部参考Externalref.0.005°rmsat1kHz(100mstimeconstant,12dB/oct)相位漂移0.01°/°Cbelow10kHz,0.1°/°Cabove10kHz谐波检测2F,3F,...nFto102kHz(n19,999)收集时间(2cycles+5ms)or40ms,whicheverislarger解调器稳定性Digitaloutputsanddisplay:nodriftAnalogoutputs:5ppm/°Cforalldynamicreservesettings谐波抑制器−90dB时间常数10μsto30ks(6,12,18,24dB/octrolloff).Synchronousfiltersavailablebelow200Hz.内部振荡器范围1mHzto102kHz频率精度25ppm+30μHz频率分辨率4½digitsor0.1mHz,whicheverisgreater失真−80dBc(f10kHz),−70dBc(f10kHz)@1Vrmsamplitude振幅0.004to5Vrmsinto10kΩ(2mVresolution),50Ωoutputimpedance,50mAmaximumcurrentinto50ΩAmplitudeaccuracy1%（振幅精确度）Amplitudestability50ppm/°C（振幅稳定度）OutputsSine,TTL(Whenusinganexternalreference,bothoutputsarephaselockedtotheexternalreference.)显示通道14½-digitLEDdisplaywith40-segmentLEDbargraph.X,R,X-noise,Aux1orAux2.ThedisplaycanalsobeanyofthesequantitiesdividedbyAux1orAux2.通道2(SR830)4½-digitLEDdisplaywith40-segmentLEDbargraph.Y,θ,Y-noise,Aux3orAux4.ThedisplaycanalsobeanyofthesequantitiesdividedbyAux3orAux4.补偿X,Y,Rcanbeoffsetupto±105%offullscale.放大倍率X,Y,Rcanbeexpandedby10×or100×.参考4½-digitLEDdisplay输入和输出CH1输出X,R,X-noise,Aux1orAux2,(±10V),updatedat512HzCH2输出(SR830)Y,θ,Y-noise,Aux3orAux4,(±10V),updatedat512HzX,Y输出In-phaseandquadraturecomponents(rearpanel)后面板(±10V),updatedat256kHz.Aux.A/Dinputs4BNCinputs,16-bit,±10V,1mVresolution,sampledat512HzAux.D/Aoutputs4BNCoutputs,16-bit,±10V,1mVresolution正弦波输出InternaloscillatoranalogoutputTTL输出InternaloscillatorTTLoutput数据缓冲器TheSR810hasan8kpointbuffer.TheSR830hastwo16kpointbuffers.Dataisrecordedatratesto512Hzandreadthroughthecomputerinterfaces.触发输入(TTL)Triggersynchronizesdatarecording（触发同步数据记录）远程前置放大器ProvidespowertotheoptionalSR550,R552andSR554preamps常规连接口IEEE-488.2andRS-232interfacesstandard.AllinstrumentfunctionscanbecontrolledandreadthroughIEEE-488.2orRS-232interfaces.SR830SR830SR830SR830锁相放大器使用时的基本设置如下：第一部分TIMETIMETIMETIMECONSTANTCONSTANTCONSTANTCONSTANT（时间常数）这部分共有四个个按钮，分别是【△】，【▽】，【Slope/Oct】，【SyncFilter】：【△】按此键可以使时间常数加大。【▽】按此键可以使时间常数减小。时间常数的调整范围为10μsto30s(检测频率200Hz)或者30ks(检测频率200Hz)。【Slope/Oct】斜率/倍频程按此键可以选择滤波器的衰减频率。共有四档，分别为：6dB，12dB，18dB，24dB。【SyncFilter】同步滤波按此键可以选择在频率低于200Hz时是否进行同步滤波。注意：OVLD前的红灯亮起表明低通滤波器超载！此时应增加时间常数和滤波器衰减，或者降低动态存储。第二部分SENSITIVITYSENSITIVITYSENSITIVITYSENSITIVITY（灵敏度////量程）这部分共有两个按钮，分别是【△】，【▽】：【△】量程加大，最大量程为：1V/1μA。【▽】量程减小，最小量程为：2nV/2fA。注意：OVLD前的红灯亮起表明信号超量程！此时应调高灵敏度/量程或者增加动态存储。第三