SR850 是一款基于創新 DSP(數字信號處理)架構的數字鎖相放大器。與傳統的鎖相放大器相比,SR850 具有許多顯著的性能優勢,包括更高的動態儲備、更低的漂移、更低的失真和更高的相位分辨率。此外,平板顯示器和 65,536 點存儲器可以以傳統鎖相無法提供的各種格式顯示和處理數據。
數字精度
SR850 的輸入端是一個精密的 18 位 A/D 轉換器,可對 256 kHz 的輸入信號進行數字化處理。A/D轉換器與高速DSP芯片一起取代了傳統鎖相器中的模擬解調器(混頻器)、低通濾波器和直流放大器。SR850 不使用模擬元件,而是通過一系列精確的數學計算來實現,消除了模擬元件固有的漂移、失調、非線性和老化。同一DSP芯片以數字方式合成參考振蕩器,提供失真小于-80 dBc、頻率分辨率為100 mHz、幅度分辨率為2 mV的源。
數字靈活性
SR850 的顯示屏支持多種選項。數據可以以條形圖、極坐標圖和條形圖格式以數字或圖形方式查看。憑借 65,536 個存儲點和高達 512 Hz 的數據采集速率,您可以準確查看數據隨時間的變化情況,而不僅僅是當前的輸出值。采集數據后,SR850 提供多種數據縮減選項,例如 Savitsky-Golay 平滑、曲線擬合和統計分析。標準的 RS-232 和 GPIB 接口可輕松將數據傳輸到計算機。
輸入通道
SR850 具有差分輸入,輸入噪聲為 6 nV/√Hz。輸入阻抗為10 MΩ,最小滿量程輸入電壓靈敏度為2 nV。輸入還可以配置為電流測量,可選電流增益為 106和 108V/A型。提供線路濾波器(50 Hz 或 60 Hz)和 2× 線路濾波器(100 Hz 或 120 Hz)以消除與線路相關的干擾。然而,與傳統的鎖相放大器不同,SR850 的輸入端不需要跟蹤帶通濾波器。該濾波器被傳統的鎖相器用于增加動態儲備。不幸的是,帶通濾波器還會帶來噪聲、幅度和相位誤差以及漂移。SR850 基于 DSP 的設計具有如此固有的大動態儲備,因此不需要跟蹤帶通濾波器。
參考通道
SR850 的參考源可以是外部施加的正弦波或方波,也可以是其自己的數字合成參考源。由于內部基準源是由用于乘法輸入的相同數字信號合成的,因此在使用內部基準時幾乎沒有基準相位噪聲。內部基準電壓源可以在固定頻率下工作,也可以在1 mHz至102.4 kHz的整個工作范圍內進行線性或對數掃描。諧波檢測可以在參考頻率的任何整數諧波下執行,而不僅僅是前幾個諧波。
DSP方法在使用外部基準電壓源時也具有相當大的優勢。采集外部基準電壓源的時間僅為 2 個周期 + 5 ms(或 40 ms,以較大者為準),比傳統鎖相速度快約 10 倍。
由于 SR850 使用數字移相技術而不是模擬移相器,因此參考相位可以以 1 毫度的分辨率進行調整。此外,X 和 Y 輸出在一毫度以內是正交的。
輸出和時間常數
SR850 上的輸出時間常數以數字方式實現。提供 6、12、18 和 24 dB/倍頻程的低通濾波器滾降,時間常數范圍為 10 μs 至 30 ks。低于 200 Hz,SR850 可以執行同步濾波。同步濾波器可切除參考頻率的倍數,這在低頻中特別有用,否則 2f 分量的接近需要很長的時間常數才能有效濾波。SR850 使低頻工作成為一項耗時得多的任務。
高動態儲備
在給定滿量程輸入電壓下,鎖相放大器的動態儲備是**干擾信號與滿量程輸入電壓的比值(以dB為單位)。**干擾信號定義為在鎖相無法以精度測量信號之前,可以施加到輸入的任何頻率下**信號的幅度。
SR850 具有所有可用鎖相中的動態儲備 (100 dB)。在傳統的鎖相放大器中,動態儲備的增加是以犧牲穩定性為代價的。由于 SR850 的濾波和增益過程具有數字特性,因此可以在不犧牲穩定性或精度的情況下獲得超高動態儲備。此外,SR850 的高動態儲備無需使用模擬帶通濾波器即可獲得,從而消除了此類濾波器引入的噪聲和誤差。
跟蹤和顯示
SR850 采集的數據存儲在多達 4 條用戶定義的跡線中。每條跡線可配置為 (A×B)/C,其中 A、B 和 C 可從 X、Y、R、Θ、噪聲、頻率或四個后面板輔助輸入中的任何一個中選擇。通過定義適當的跟蹤,可以實時執行常見操作,例如比率。跡線值可以顯示為帶有關聯大型數字顯示的條形圖,也可以顯示為顯示跡線值隨時間變化的條形圖。此外,還可以顯示極坐標圖,顯示由信號的同相和正交分量形成的相量。所有顯示器都可以從前面板或計算機界面輕松縮放,并且具有自動縮放功能以快速優化顯示器。屏幕可以配置為單個大顯示器,也可以配置為兩個水平分割顯示器。
方便的自動測量
常用測量參數可作為單鍵“自動”功能使用。增益、相位、動態保留和顯示縮放都可以通過一個按鍵進行設置。對于許多測量,只需使用自動功能即可對儀器進行配置。
輔助 A/D 和 D/As
四個后面板 A/D 輸入允許您以毫伏分辨率測量外部信號。測量值可以合并到 SR850 的跡線定義之一中,也可以顯示在前面板上,或通過任一計算機界面讀取。四個 D/A 輸出可以提供固定輸出電壓或與 SR850 的頻率掃描同步掃描的電壓電平。A/D 輸入和 D/A 輸出均具有 ±10 V 范圍。
分析特征
SR850 的性能不會在采集數據后停止,還包括一整套數據處理功能。多量程Savitsky-Golay 平滑可以應用于任何跟蹤數組,并且可以計算所選跟蹤區域的統計信息(均值、方差、和)。曲線擬合例程可計算數據任何部分的線、指數曲線和高斯曲線的**擬合。跟蹤“計算器”允許您對跟蹤數據執行各種簡單的算術和三角運算。
接口和硬拷貝
SR850 標配 RS-232 和 GPIB 接口。所有儀器功能都可以通過接口進行查詢和控制。為了方便調試,可以在前面板上查看通過界面接收和發送的字符。SR850 上有多種硬拷貝選項。屏幕可以通過標準的 Centronics 打印機接口轉儲到點陣或 LaserJet 兼容打印機。顯示器也可以通過GPIB或RS-232在任何HP-GL兼容繪圖儀上繪制。