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600 MHz 鎖相放大器  2020-10-15

瑞士蘇黎世儀器 (Zurich Instruments) 的 UHFLI 是一款數字鎖相放大器,可測量的頻率范圍從直流DC到 600 MHz 。除了提供所有商用鎖相放大器中極高的操作頻率之外,UHFLI 還提供 30 ns 的極短解調時間常數,解調帶寬超過 5 MHz。UHFLI 與極具創新精神的儀器操作軟件 LabOne 相結合,是所有瑞士蘇黎世儀器 (Zurich Instruments) 產品中的旗艦產品,并代表了當今科學儀器的高水準。

產品型號
縱向   橫向
型號 貨號 操作 名稱
UHFLI-600 E80080002 600 MHz 數字鎖相放大器 (蘇黎世 Zurich Instruments)   [PDF] 頻率范圍 直流 DC - 600 MHz;輸入阻抗 50 Ω 或 1 MΩ || 18 pF;輸入電壓噪聲 4 nV/√Hz (大于 100 kHz 時);動態儲備 100 dB;輸入范圍 (AC+DC) ±3.5 V 6-8 周
產品特點

● 600 MHz 頻率范圍

● 2 個獨立鎖相單元

● 2 個高性能信號發生器

● 每個鎖相單元配置 4 個獨立諧波檢測模塊

● 12 位高分辨率 65k 采樣點示波器

● 頻率響應分析儀 (FRA)

● FFT 頻譜分析儀

● LabOne? 軟件包

技術參數

功能圖解

h1.png

2 個信號輸入和 2 個信號輸出,在一臺儀器上提供了 2 個鎖相放大器。每個鎖相放大器裝置均有 4 個雙相位解調器,可同時提供 X、Y、R 和 Θ。


高精度信號輸入

UHFLI 的 2 個信號以單端模式輸入,擁有了卓越的噪聲控制水平??蛇x高阻抗和 50 Ω 阻抗匹配,這樣既適用于低頻應用,也適用于高頻應用。UHFLI具有2個輸入和2個雙向端口,用于外部參考模式和精密外部事件觸發。


信號發生器

UHFLI 產生 2 個低失真的正弦曲線輸出,適用于驅動測試器件或大多數調制裝置。通過 UHF-MF 多頻選件可提供 6 個額外振蕩器,能夠生成 8 個正弦曲線的線性組合。前面板其他端口提供解調幅值、相位或者正交信號、方波參考信號,或者外部觸發信號。


解調器和濾波器

UHFLI 有 8 個雙相解調器可用于每通道輸入信號的 4 個諧波頻率同時進行測量。每個解調器都可以單獨設置濾波器,解調后的幅值和相位數據可以實時的流盤到計算機中。


觸發

參考信號和觸發模式性能優異:600 MHz帶寬的參考信號的輸入和輸出,觸發輸入和輸出響應時間低至 100 ns。UHFLI 是首款集硬件和軟件觸發功能于一身的鎖相放大器。硬件觸發確保了對實際狀況的快速響應,而軟件觸發器則提供了定義復雜觸發標準的基本框架。觸發用來在確定的時間點輸出解調采樣,或用來實現 UHFLI 在幾個功能域之間的同步。


算術單元

算術單元可以對大量的測量數據進行快速計算。該算術單元能夠對輔助輸出的數據進行加-減-乘-除運算??蓱糜谄胶鈾z測、參考標準化,或者雙頻諧振跟蹤。


鎖相操作模式

內部參考模式

單相和雙相鎖相

外部參考模式

單相和雙相鎖相

自動參考模式

單相和雙相鎖相

三諧波頻率模式

單基波頻率和 3 個諧波頻率(同時)

多諧波頻率模式

單基波頻率和 7 個諧波頻率(同時),需要 UHF-MF 多頻選件

任意頻率模式

8 個頻率,需要 UHF-MF 多頻選件


UHF 信號輸入

頻率范圍

直流 DC - 600 MHz

輸入阻抗

50 Ω 或 1 MΩ || 18 pF

輸入電壓噪聲

4 nV/√Hz (大于 100 kHz 時)

動態儲備

100 dB

輸入范圍 (AC+DC)

±3.5 V

滿量程輸入靈敏度

1.5 V 量程下為1 nV

A/D 轉換

12 位,1.8 GSa/s


UHF 信號輸出

頻率范圍

直流 DC - 600 MHz

輸出范圍

±150 mV, ±1.5   V(高阻抗負載)
  -12.5 dBm, 7.5 dBm(50 Ω 負載)

D/A 轉換

14 位,1.8 GSa/s


參考與納秒觸發

頻率范圍

10 Hz - 600 MHz(外部參考)

連接器

2 個雙向,2 個輸出,2 個輸入接口

參考信號頻率分辨率

6 μHz

參考信號相位角分辨率

1.0 μ°


解調器

頻率范圍

1 mHz - 600 MHz

解調器數目

8 個雙相解調器

LAN 輸出采樣率

2 MSa/s(所有解調器總計),64 位滿范圍

USB 輸出采樣率

100 kSa/s(所有解調器總計),64 位滿范圍

輔助輸出采樣率

28 MSa/s(每個輔助輸出),16 位

濾波器時間常數

30 ns - 76 s

濾波器帶寬

80 μHz - 5   MHz

濾波器斜率

6、12、18、24、30、36、42、48 dB/Oct


頻譜分析儀

中心頻率范圍

直流DC 到 600 MHz

頻譜模式

FFT(X+iY),   FFT(R), FFT(Θ), FFT(f) and FFT((dΘ/dt)/2π)

統計選項

幅值,頻譜密度,功率

平均模式

無平均,指數移動平均值

每個頻譜的最大采樣長度

8.4 MSa

最大跨度

800   kHz

窗函數

Rectangular, Hann, Hamming, Blackman   Harris

光標計算

位置,區間,波形,峰值,追蹤,直方圖


示波器

顯示通道

信號輸入,觸發輸入,輔助輸入,解調器振蕩器相位,解調器X/Y/R/Θ,PID,Boxcar平均器,算術單元;其他信號(若有選件)

顯示模式

時域,頻域 (FFT)

顯示通道數

1 個;2 通道需要 UHF-DIG 選件

觸發通道

輸入信號,輸出信號,振蕩器相位,DIO

觸發模式

升降沿

采樣率

28 kSa/s 到 1.8GSa/s

垂直分辨率

12

單次最大采樣長度

64 kSa; 128 MSa, 需要 UHF-DIG 選件

帶寬限制模式,提高垂直分辨率

樣本抽取, 平均

光標計算

位置,區間,波形,峰值,追蹤,直方圖


參數掃描儀

掃描參數

振蕩器頻率,解調器相移,輔助偏置,信號輸出幅值與偏置,PID設置點,Boxcar延遲和時間;其他參數(若有選件)

參數掃描范圍

全范圍,線性和對數

參數掃描分辨率

任意,由起止點和掃描點數定義

顯示參數

解調器輸出(X,Y,R,Θ,f),輔助輸入

顯示選項

單幅圖,雙幅圖(例如波特圖),多跡線

統計選項

幅值,頻譜密度,功率

預設測量模式

參數掃描,噪聲幅值測量,頻率響應分析,3-Omega 掃描


輔助信號

高速輸出

4 通道,±10 V,R,Θ,X,Y 或用戶定義

D/A 轉換

16 位,28 MSa/s

D/A 模擬帶寬

7 MHz

高速輸入

2 通道,±10 V

A/D 轉換

16 位,400 kSa/s

A/D 模擬帶寬

100 kHz


通訊及其他

主機連接

LAN   / 以太網,1 Gbit/s
  USB 2.0 高速,480 Mbit/s

前置放大器控制總線

2   ZCtrl(RJ45 連接器)專有外圍接口

數字 I/O

32 位,50 MHz,一般用途

時鐘

10   MHz,輸入和輸出,超高穩定性恒溫晶體振蕩器 (OCXO)
  0.5 ppm 誤差(使用 
UHF-RUB 選件后為 0.00005 ppm)


一般規格

尺寸

45   x 35 x 10 cm;17.7 x 13.6 x 3.9 英寸,適于 19 英寸機架

重量

6.4   kg

電源

100-240 V (±10%), 50/60 Hz

操作溫度

+5   °C 至 +40 °C

操作環境

IEC61010, 室內, 安裝等級 II, 污染等級 2

海拔

低于2000米

信號連接

前面板為 BNC,后面板為 SMA

電腦操作系統

Windows   7、Windows 8、Windows 10、Linux


產品應用

● 工程研發:振蕩器測試、FFT 頻譜分析儀、頻率響應分析儀 (FRA)、矢量網絡分析儀 (VNA)

● 工業生產:芯片測試、失效分析、RFID 傳輸解調器、激光電壓探測器 (LVP)、無損測試 (NDT)

● 激光光譜學、共聚焦顯微鏡:泵浦實驗、超高速掃描、時域太赫茲光譜

● 醫療科技:流式細胞儀、阻抗譜

● 量子與納米物理學:MRFM 磁共振力顯微鏡、單晶管、量子計算、噪聲測量、石墨烯、射頻反射測定法

● 掃描探針顯微鏡:高速原子力顯微鏡、近場掃描光學顯微鏡 (SNOM)

● 傳感器與執行器:MEMS 微機械結構、NEMS 納米電磁系統(例如陀螺儀、加速計等)

● 核磁共振 (NMR)










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