锁相放大器 SR850 — 100 kHz DSP 锁相放大器

SR850 是一款基于创新 DSP（数字信号处理）架构的数字锁相放大器。与传统锁相放大器相比，SR850 具有许多显著的性能优势——更高的动态储备、更低的漂移、更低的失真和显著更高的相位分辨率。此外，平板显示器和 65，536 点存储器能够以传统锁定无法提供的各种格式显示和处理数据。

数字精度

SR850 的输入端是一个精密 18 位 A/D 转换器，可将输入信号数字化为 256 kHz。模数转换器与高速DSP芯片一起取代了传统锁相器件中的模拟解调器（混频器）、低通滤波器和直流放大器。SR850 不使用模拟组件，而是通过一系列精确的数学计算来实现，消除了模拟组件固有的漂移、偏移、非线性和老化。同一DSP芯片以数字方式合成参考振荡器，提供失真小于-80 dBc、频率分辨率为100 mHz和幅度分辨率为2 mV的源。

数字灵活性

SR850 的显示屏支持多种选项。数据可以以条形图、极坐标图和带状图格式的数字或图形方式查看。凭借 65，536 点的内存和高达 512 Hz 的数据采集速率，您可以准确查看数据如何随时间变化，而不仅仅是当前输出值。采集数据后，SR850 提供了多种数据缩减选项，例如 Savitsky-Golay 平滑、曲线拟合和统计分析。标准 RS-232 和 GPIB 接口可轻松将数据传输到计算机。

带条形图的数字读数

输入通道

SR850具有具有6 nV/√Hz输入噪声的差分输入。输入阻抗为10 MΩ，最小满量程输入电压灵敏度为2 nV。输入也可以配置为电流测量，可选电流增益为10⁶和 10⁸V/A.提供线路滤波器（50 Hz 或 60 Hz）和 2× 线路滤波器（100 Hz 或 12 Hz），以消除线路相关干扰。然而，与传统锁相放大器不同，SR850的输入端不需要跟踪带通滤波器。该滤波器被常规锁定用于增加动态储备。遗憾的是，带通滤波器也会引入噪声、幅度和相位误差以及漂移。SR850 基于 DSP 的设计具有固有的大动态储备，无需跟踪带通滤波器。

参考通道

SR850 的参考源可以是外部施加的正弦波或方波，也可以是其自己的数字合成参考源。由于内部基准电压源是由用于乘以输入的同一数字信号合成的，因此使用内部基准时几乎没有参考相位噪声。内部基准电压源可以以固定频率工作，也可以在1 mHz至102.4 kHz的整个工作范围内线性或对数扫描。谐波检测可以在参考频率的任何整数谐波下执行，而不仅仅是前几次谐波。

当使用外部基准电压源时，DSP方法也具有相当大的优势。获取外部基准的时间仅为 2 个周期 + 5 ms（或 40 ms，以较大者为准），比传统锁相快约 <> 倍。

由于SR850使用数字移相技术而不是模拟移相器，因此参考相位可以以<>毫米的分辨率进行调整。此外，X 和 Y 输出正交到一毫度以内。

输出和时间常数

SR850 上的输出时间常数以数字方式实现。提供 6、12、18 和 24 dB/倍频程的低通滤波器滚降，时间常数范围为 10 μs 至 30 ks。低于 200 Hz 时，SR850 可以执行同步滤波。同步滤波器可滤波出参考频率的倍数——这在低频时特别有用，否则2f分量的接近需要很长时间常数才能进行有效滤波。SR850 使低频工作变得耗时少得多。

高动态储备

锁相放大器在给定满量程输入电压下的动态储备是最大干扰信号与满量程输入电压的比值（以dB为单位）。最大干扰信号定义为在锁定无法以指定精度测量信号之前，可在任何频率施加到输入的最大信号的幅度。

图形、数字和条形图显示

SR850 具有所有可用锁定器件中最高的动态储备 （100 dB）。在传统的锁相放大器中，动态储备的增加是以牺牲稳定性为代价的。由于SR850中滤波和增益过程的数字特性，在获得超高动态储备时，不会牺牲稳定性或精度。此外，SR850的高动态储备是在不使用模拟带通滤波器的情况下获得的，从而消除了此类滤波器引入的噪声和误差。

跟踪和显示

SR850 采集的数据存储在多达四个用户定义的迹线中。每条走线都可以配置为 （A×B）/C，其中 A、B 和 C 从 X、Y、R、Θ、噪声、频率或四个后面板辅助输入中的任何一个中选择。通过定义适当的跟踪，可以实时执行常见操作，例如比率。迹线值可以显示为条形图，并带有关联的大型数字显示，也可以显示为带状图，将迹线值显示为时间的函数。此外，您还可以显示极坐标图，显示由信号的同相分量和正交分量形成的相量。所有显示器都可以从前面板或通过计算机界面轻松缩放，并且自动缩放功能可用于快速优化显示。屏幕可以配置为单个大型显示器，也可以配置为两个水平拆分显示器。

方便的自动测量

常用测量参数可通过单键“自动”功能使用。增益、相位、动态保留和显示缩放都可以通过一个按键进行设置。对于许多测量，只需使用自动功能即可完全配置仪器。

辅助 A/D 和 D/A

四个后面板 A/D 输入允许您以毫伏分辨率测量外部信号。测量值可以合并到 SR850 的迹线定义之一中，也可以显示在前面板上，或通过任一计算机界面读取。四个 D/A 输出可以提供固定输出电压或与 SR850 的频率扫描同步扫描的电压电平。A/D 输入和 D/A 输出均具有 ±10 V 范围。

极坐标图显示

分析功能

SR850 的性能不会在采集数据后停止，还包括一整套数据处理功能。多量程Savitsky-Golay 平滑可以应用于任何迹线数组，并且可以计算所选迹线区域的统计信息（平均值、方差、总和）。曲线拟合例程计算数据任何部分的直线、指数曲线和高斯曲线的最佳拟合。跟踪“计算器”可让您对跟踪数据执行各种简单的算术和三角运算。

接口和硬拷贝

SR850 标配 RS-232 和 GPIB 接口。所有仪器功能都可以通过接口查询和控制。为了方便调试，可以在前面板上查看通过接口接收和发送的字符。SR850 上提供了多个硬拷贝选项。屏幕可以通过标准的Centronics打印机接口转储到点阵或LaserJet兼容打印机。还可以通过 GPIB 或 RS-232 在任何兼容 HP-GL 的绘图仪上绘制显示器。