SR860鎖相放大器

概述

新的SR860鎖相放大器是SRS公司一系列創新鎖相放大器中的產品。憑借模擬性能、數字信號處理功能、現代直觀的用戶界面以及廣泛的計算機連接選項，SR860是任何同步檢測應用的理想選擇。

憑借超過30年的鎖相放大器設計經驗，SRS在SR860的每一個細節上都進行了優化。從消除開關模式噪聲的沉重 toroidal 變壓器，到將鎖相放大器帶到您手機的 iOS 連接，再到消除更多噪聲并加速您的實驗的高級 DSP 濾波器，SR860 確實是鎖相放大器。

信號輸入

鎖定性能從前端開始。SR860前端提供的電壓和電流輸入放大器。電壓輸入是一個可切換的 單端/差分JFET對放大器，在1 kHz時噪聲為2.5 nV/√Hz，

在10 Hz以下是10 nV/√HzSR860 內置的電流放大器相比之前的電路有顯著的改進。電流輸入范圍可選擇 1 μA 或 10 nA。1 μA 范圍內帶寬為 400 kHz，

噪聲為 130 fA/√Hz，而 10 nA 范圍內帶寬為 2 kHz，噪聲為 13 fA/√Hz。雖然內置的電壓和電流放大器適用于大多數應用，但SR860也兼容SRS提供

的全部專用前置放大器。 SR550 （FET輸入），SR552 （BJT輸入），SR554 （變壓器輸入），SR555 （120 kHz電流放大器）和SR556 （低噪聲電

流放大器）都可以直接從SR860背面的前置放大器電源端口供電。

靈敏度 & 輸入范圍

與之前的儀器一樣，SR860的靈敏度設置是產生滿刻度輸出的電壓（或電流）。但是與之前的 designs 不同，SR860 的輸入范圍可以通過前面板明確設置

，而不需要查閱令人困惑的“動態儲備"方程。只需選擇您的實驗所需的靈敏度，然后選擇不會過載的最小輸入范圍。就是這樣。SR860的有效動態儲備只是

這兩個設置的比率。例如，靈敏度設置為10 nV，輸入范圍設置為300 mV時，SR860的有效動態儲備是3 × 107，或近似于150 dB。

輸出時間常數

SR860 提供了從 1 µs 到 30 ks 的傳統 RC 響應輸出時間常數，并具有 6、12、18 和 24 dB/dec 的滾降。此外，SR860 還提供了數字濾波器，這些

濾波器可以顯著減少測量時間，同時提高信噪比。在 3 秒以下，濾波器是高斯 FIR 濾波器，它們與 RC 濾波器具有相同的噪聲帶寬，但在上升時間

和平帶衰減方面有顯著的改進。這些濾波器還具有對稱的上升和下降特性，掃描頻率時能保持特征形狀。在時間常數長于 3 秒時，濾波器是線性相位

IIR 濾波器，其在等效停止帶衰減的情況下，幾乎比其 RC 對應者快一倍。同步濾波也可以在參考頻率低于4 kHz時選擇。同步濾波器可以消除參考頻率的

倍數，并且在進行低頻測量時非常有用，否則參考頻率的倍數將會出現在鎖定輸出中。與之前的 designs 不同，SR860中的同步濾波器可以選擇，并且不

會損失輸出分辨率。

參考頻道SR860的指定參考頻率范圍是1 mHz到500 kHz。檢測可以在參考頻率的基波或高達99次諧波進行。有幾種參考模式可供選擇：內部模式使用

SR860的精密內部振蕩器作為參考。外部模式鎖定到外部正弦或TTL信號。在雙模式下，鎖相檢測內部設定的參考頻率和外部應用的同步信號之間的差頻，

從而直接恢復雙調制信號。最后，在切碎模式下，SR860提供一個數字PID（比例-積分-微分）控制器信號，以使SR540光學切碎器與鎖相的內部振蕩器同

步。通過將鎖定直接控制斬波器，可以幾乎消除頻率漂移。正弦輸出SR860 提供了一個精確的正弦波輸出，可以設置6位頻率分辨率，幅度范圍從1 nV到2

V。SR860 的輸出獨特之處在于它可以被配置為單端或差分（平衡）信號。正弦輸出可以施加高達 ±5 V 的直流偏移。后部面板提供了一個與正弦輸出同

步的邏輯電平同步信號。時間基提供后面板10 MHz輸入和輸出，允許SR860鎖定到外部頻率參考（例如FS725 10 MHz 銫頻標準）。或者，SR860的

10 MHz輸出可以用于同步多個鎖相環或其他具有10 MHz時間基準輸入的測試設備。

FFT 顯示

鎖定放大器傳統上是時間域儀器，但有時在頻率域中更容易理解信號。SR860 在這兩個世界中都游刃有余。FFT 顯示屏在前端顯示輸入信號、混頻器后的

信號或信號在時間常數濾波器后的頻譜。使用 FFT 顯示屏可以簡化追蹤隱藏的噪聲源，這些噪聲源在傳統鎖定放大器的“單一數值"輸出中會被丟失。

觸摸屏顯示

SR860前面板的中心是一個全彩640×480觸摸屏，可以設置顯示多達4個數據通道。當需要暗實驗室時，液晶顯示屏可以從前面板或遠程接口進行空白處

理。每個數據通道可以配置為顯示X、Y、R、Θ，Aux In (1-4)X 噪聲, Y 噪聲, 正弦幅度, 正弦輸出直流電平, 參考相位, 或參考頻率。屏幕可以設置為

顯示數據通道為大數字，以便從房間的另一端輕松看到，或者顯示每個通道的完整歷史記錄的“條形圖"，時間尺度可選，從0.5秒/格到2天/格。即使不顯示

測量結果，SR860也會自動保存所有測量結果，以確保不會丟失任何數據。觸摸屏還不斷顯示重要的鎖相設置參數，如相位、參考頻率和正弦幅度。后部面

板上的HDMI接口允許LCD屏幕在任何HDMI顯示器或電視上查看。

應當強調的是，盡管觸摸屏顯示對數據顯示非常有用，但在SR860上，觸摸屏并不是控制常用儀器功能所必需的。所有常用控制：時間常數、參考頻率、正

弦幅度和偏移、輸入配置等，都可以通過專用前面板旋鈕或按鈕進行控制。不常訪問的配置設置，例如TCP/IP設置和其他通信設置，是通過觸摸屏上顯示的

菜單訪問的。

計算機連接SR860 標準配備了幾乎所有可以想象的遠程接口。GPIB (IEEE488.2) 和 RS-232 當然提供，同時還有 USB (測試和測量類) 和以太網

(VXI-11 和 telnet)。SR860 自帶 web 服務器，允許通過瀏覽器遠程監控和控制儀器。前面板的USB端口允許將數據和屏幕截圖保存到USB閃存驅動器。

數據可以保存為逗號分隔文件或MATLAB兼容的.MAT文件。將屏幕截圖和數據整合到報告或電子表格中從未如此簡單。

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