锁相放大器 SR510 和 SR530 — 100 kHz

SR510 和 SR530 是模拟锁相放大器，可在噪声水平大得多的情况下测量小至纳伏的交流信号。单相 SR510 和双相 SR530 均具有低噪声电压和电流输入、高动态储备、两级时间常数和内部振荡器。此外，两种锁定装置都配备了各种功能，旨在使其易于使用。

正弦波混合

SR510/SR530 的核心是精密模拟正弦波乘法器。锁相器使用乘法器（解调器）将信号输入（参考频率）向下转换为直流，在那里可以对其进行滤波和放大。许多锁相器使用方波乘法器，引入杂散谐波响应。SR510/SR530 使用干净的正弦波乘法器，本质上没有不需要的谐波。

信号输入

SR510/SR530 具有差分输入，输入噪声为 7 nV/√Hz，输入阻抗为 100 MΩ。输入可配置为电压输入，或配置为电流输入，10⁶V/A增益和1 kΩ至虚拟地的输入阻抗。提供从500 mV到100 nV的满量程灵敏度。

可以选择三个输入预过滤器。第一种是线路陷波滤波器，在线路频率下提供50 dB的抑制。第二个滤波器同样在线路频率的二次谐波处提供50 dB的抑制。第三个滤波器是带通滤波器，可自动跟踪参考频率。这三个滤波器可以在信号放大之前消除信号中的大部分噪声。

参考输入

基准输入可设置为锁定为正弦波或脉冲基准的任一边沿。参考频率范围为0.5 Hz至100 kHz，允许在基准电压源的基波和二次谐波上进行检测。方便的内置频率计以 4 位分辨率持续测量和显示参考频率。基准电压源可以从前面板以0.025°的分辨率相移，也可以以90°的增量移位，以便于测量正交信号。SR530 具有自动相位功能，只需按一下键即可快速确定信号相对于参考的相位。

输出时间常数

两级滤波跟随相敏检测器。可以选择长至 100 秒的时间常数以最大程度地降低噪声，或选择短至 1 ms（修改后为 20 μs）以用于实时伺服回路。两个滤波器级允许 6 或 12 dB/倍频程的滚降。

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。

SR510 和 SR530 的动态储备在 20 dB 到 60 dB 之间，具体取决于灵敏度等级。选择带通滤波器可额外增加20 dB的动态储备，使这些锁相的最大动态储备达到80 dB。

偏移和展开

SR510/SR530 的偏移和扩展功能使您可以轻松查看大信号中的微小变化。可以手动选择满量程的0%至100%的输出偏移，也可以使用自动偏移来选择自动选择与信号值相等的偏移。一旦信号偏移，10×的扩展可用于在查看标称值的微小变化时提供更高的分辨率。

模拟和数字显示器

精密模拟仪表和 4 位数字显示器是两种锁相的标准配置。在 SR510 上，您可以选择信号幅度、信号偏移或测量噪声的显示。在 SR530 上，第一对显示器以矩形（X 和 Y）、极性形式（R 和 Θ）、偏移、噪声或后面板 D/A 输出的值显示信号分量。两个锁相上的另一个数字显示器可以配置为显示参考相位或参考频率。

噪声测量

SR510/SR530 的噪声测量功能可让您直接测量参考频率下的信号噪声。噪声定义为信号与其平均值的均方根偏差。SR510/SR530 将在参考频率附近的 1 Hz 和 10 Hz 带宽内报告噪声值。

内部振荡器

内部压控振荡器提供可调幅度正弦波输出和同步固定幅度参考输出。正弦波振幅可设置为 0.01、0.1 或 1 Vrms，可驱动高达 20 mA 的电流。振荡器频率由后面板电压输入控制，可在 1 Hz 和 100 kHz 之间调节。通常，正弦波输出用于激励实验的某些方面，而参考输出则提供锁定的频率参考。

A/D 和 D/A

后面板上有四个 A/D 和两个 D/A，可灵活地将 SR510/SR530 与外部信号连接。这些输入/输出端口测量和提供模拟电压，范围为 ±10.24 VDC，分辨率为 2.5 mV。A/D 以 1 kHz 的速率对信号进行数字化处理。数模输出非常适合控制 SR510/530 内部压控振荡器的频率。内置比率功能允许 SR510/SR530 计算其中一个 A/D 端口的输出与信号的比率。此功能在伺服应用中非常重要，以保持恒定的环路增益，或者在将信号归一化到强度水平的实验中。

可用的前置放大器

虽然 SR510 和 SR530 是完全独立的，不需要前置放大，但有时外部前置放大器也很有用。远程前置放大器在最重要的地方提供增益——就在检测器上，在信噪比被电缆噪声和拾音器永久降低之前。SR550 FET 输入前置放大器、SR552 双极性输入前置放大器和 SR554 变压器输入前置放大器非常适合与 SR510/SR530 锁相配合使用。这些前置放大器在测量极低电平信号时特别有用。

计算机接口

RS-232 计算机接口是 SR510 和 SR530 的标准配置。还提供可选的 GPIB 接口。仪器的所有功能都可以通过计算机界面进行查询和设置。