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UHFLI超高频双通道锁相放大器

UHFLI超高频双通道锁相放大器

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简介
规格参数
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UHFLI超高频双通道锁相放大器


 

 

简介


瑞士苏黎世仪器 (Zurich Instruments) 的 UHFLI 是一款数字锁相放大器,可测量的频率范围从直流DC到 600 MHz 。除了提供所有商用锁相放大器中最高的操作频率之外,UHFLI 还提供 30 ns 的最短解调时间常数,解调带宽超过 5 MHz。精密的模拟前端可提供 4 nV/√Hz 的优异噪声性能,在众多应用中有助于保持高的信噪比,同时缩短测量时间。UHFLI 与最具创新精神的仪器操作软件 LabOne® 相结合,是所有瑞士苏黎世仪器 (Zurich Instruments) 产品中的旗舰产品,并代表了当今科学仪器的一流水准。

UHFLI 主要特点


600 MHz 频率范围

2 个独立锁相单元

2 个高性能信号发生器

每个锁相单元配置 4 个独立谐波模块

12位高分辨率65k采样点示波器

频率响应分析仪 (FRA)

FFT 频谱分析仪

LabOne®软件包 (Windows 和 Linux)

 

 UHFLI 规格参数

 


 

锁相操作模式

内部参考模式

单相和双相锁相

外部参考模式

单相和双相锁相

自动参考模式

单相和双相锁相

三谐波频率模式

单基波频率和 个谐波频率(同时)

多谐波频率模式

单基波频率和 个谐波频率(同时),需要 UHF-MF 选件

任意频率模式

个频率,需要  UHF-MF 选件

UHF 信号输入

频率范围

直流DC - 600 MHz

输入阻抗

50 Ω 或 1 MΩ || 18 pF

输入电压噪声

4 nV/Hz 大于 100 kHz

动态储备

100 dB

输入范围 (AC+DC)

±3.5 V

输入全范围灵敏度

1 nV 至 1.5 V

A/D 转换

12 位,1.8 GSa/s

UHF 信号输出

频率范围

直流DC - 600 MHz

输出范围

±150 mV, ±1.5 V(高阻抗负载)
-12.5 dBm, 7.5 dBm50 Ω 负载)

D/A 转换

14 位,1.8 GSa/s

参考及纳秒触发

频率范围

10 Hz - 600 MHz(外部参考)

连接器

双向,输出,输入

参考频率分辨率

6 µHz

参考相位角分辨率

1.0 µ°

解调器

频率范围

1 mHz - 600 MHz

解调器数目

双相

LAN 输出采样率

2 MSa/s(所有解调器总计),64 位满范围

USB 输出采样率

100 kSa/s(所有解调器总计),64 位满范围

辅助输出采样率

28 MSa/s(每个辅助输出),16 

滤波器时间常数

30 ns - 76 s

滤波器带宽

80 µHz - 5 MHz

滤波器斜率

612182430364248 dB/Oct

 

示波器

显示通道

信号输入,触发输入,辅助输入,解调器振荡器幅值,解调器X/Y/R/Θ,PID,Boxcar平均器,其他信号(有选件的话)

显示模式

时域,频域 (FFT)

显示通道数

1需要 UHF-DIG 选件

触发通道

输入信号,输出信号,振荡器相位,数字I/O

触发模式

升降沿

采样率

28 kSa/s 到 1.8GSa/s

垂直分辨率

12

最大记录长度

64 kSa; 128 MSa, 需要  UHF-DIG 选件

带宽限制模式,提高垂直分辨率

样本抽取, 平均

光标计算

位置,区间,波形,峰值,追踪,直方图

频谱分析仪

中心频率范围

直流DC600 MHz

频谱模式

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

统计选项

幅值,光谱密度,功率

平均模式

无,指数移动平均值

每个频谱的最大采样长度

8.4 MSa

最大跨度

800 kHz

窗函数

Rectangular, Hann, Hamming, Blackman Harris

光标计算

位置,区间,波形,峰值,追踪,直方图

参数扫描仪

扫描参数

振荡器频率,解调器相移,辅助偏移,信号输出幅值、偏移,PID设置点,Boxcar延迟和时间,其他参数(有选件的话)

参数扫描范围

全程,线性和对数

参数扫描分辨率

任意,起止点和扫描点数

显示参数

解调器输出(XYR,Θ,f),辅助输入

显示选项

单幅图,双幅图(例如波特图),多迹线

统计选项

幅值,光谱密度,功率

预设测量模式

参数扫描,噪声幅值测量,频率响应分析,3-Omega 扫描

辅助信号

高速输出

通道,±10 VRThetaX或用户定义

D/A 转换器

16 位,28 MSa/s

D/A 模拟带宽

7 MHz

高速输入

通道,±10 V

A/D 转换器

16 位,400 kSa/s

A/D 模拟带宽

100 kHz

 

通讯及其他

主机连接

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

前置放大器控制总线

2 ZCtrlRJ45 连接器)专有外围接口

数字 I/O

32 位,50 MHz,一般用途

时钟

10 MHz,输入和输出,超高稳定性恒温晶体振荡器 (OCXO)
0.5 ppm 误差(使用 UHF-RUB 选件后为 0.00005 ppm

常规

尺寸

45 x 35 x 10 cm
17.7 x 13.6 x 3.9 英寸,适于 19 英寸机架

重量

6.4 kg

电源

100-240 V (&plusm;10%), 50/60 Hz

操作温度

+5 °至 +40 °C

操作环境

IEC61010, 室内安装等级 II, 污染等级 2

海拔

2000

信号连接器

前板为 BNC,后板为 SMA

电脑操作系统

Windows 7Windows 8Windows 10Linux

 

 

UHFLI 功能图解


 2 个信号输入和 2 个信号输出在一台仪器上提供了 2 个锁相放大器。每个锁相放大器装置均有 4 个双相位解调器,可同时提供 X、Y、R 和 Θ

 

 

高精度信号输入

UHFLI 的 2 个信号以单端模式输入,拥有了卓越的噪声控制水平。可选高阻抗和 50 Ω 阻抗匹配,这样既适用于低频应用,也适用于高频应用。UHFLI具有2个输入和2个双向端口,用于外部参考模式和精密外部事件触发。同时支持两个内部和两个自动参考模式。

信号发生器

UHFLI产生 2 个低失真的正弦曲线输出,适用于驱动测试器件或大多数调制装置。通过 UHF-MF 多频选件可提供6 个额外振荡器,能够生成 8 个正弦曲线的线性组合。前面板其他端口提供解调幅值、相位或者正交信号、方波参考信号,或者外部触发信号。

解调器和滤波器

UHFLI有8个双相解调器可用于每通道输入信号的4 个谐波频率同时进行测量。每个解调器都可以单独设置滤波器,解调后的幅值和相位数据可以实时的流盘到计算机中。

触发

参考信号和触发模式性能优异:600 MHz带宽的参考信号的输入和输出,触发输入和输出响应时间低至 100 ns。UHFLI 是首款集硬件和软件触发功能于一身的锁相放大器。硬件触发确保了对实际状况的快速响应,而软件触发器则提供了定义复杂触发标准的基本框架。触发用来在确定的时间点输出解调采样,或用来实现UHFLI 在几个功能域之间的同步。

运算单元

运算单元可以对大量的测量数据进行快速计算。该运算单元能够对辅助输出的数据进行加-减-乘-除运算。可应用于平衡检测、参考标准化,或者双频谐振跟踪。

 

 

UHFLI 应用领域


工程研发:振荡器测试、FFT 频谱分析仪、频率响应分析仪 (FRA)、矢量网络分析仪 (VNA)

工业生产:芯片测试、故障分析、RFID 传输解调器、激光电压探测器 (LVP)、无损测试 (NDT)

激光光谱学、共聚焦显微镜:超高速扫描、太赫兹光谱

医疗科技:流式细胞仪、阻抗谱

量子与纳米物理学:MRFM 磁共振力显微镜、单晶管、量子计算、噪声测量、石墨烯

扫描探针显微镜:高速原子力显微镜、近场扫描光学显微镜 (SNOM)

传感器与执行器:MEMS 微机械结构、NEMS 纳米电磁系统(例如陀螺仪、加速计等)

 

UHFLI 可选选件


UHF-DIG 数字转换器

将锁相放大器与数字转换器相结合,提供更多的新的测量选择,可以通过流盘技术、精确的时域频域触发和分段内存技术(2通道示波器每个通道有128 MSa 的内存)。

.

 

 

UHF-MF 多频

UHF-MF 多频选件为仪器又增加了 6 个内部振荡器,允许每个解调器(8 个)任意选择频率,这将为测量和信号发生器提供更多的额外配置,极大地扩展了 UHF 仪器的能力。

 

UHF-MOD AM/FM 调制

AM/FM 调制选项允许生成3 个振荡器频率的相位相干的线性组合。在多种不同调制方案中,包括调幅 (AM) 和调频 (FM),可以方便地设置(高阶)旁带的直接测量。与传统的双解调方案(如串联解调)不同,用户不需要多台仪器,亦不会受到最大可用解调带宽的调制频率限制。

 

UHF-PID 四通道 PID/PLL 控制器

UHF-PID 选件包含 4 通道可配置的 PID(比例-积分-微分)控制器。基于大量的测量数据,这些控制器可以为许多仪器参数和输出值提供快速反馈。可编程的 PID 与锁相放大器无缝集成,可应用到众多领域,如用于两个激光器相位同步的 PLL(锁相环)设置、载波包络偏移稳定和快速原子力显微镜模式。PID 智能设定可帮助快速找到合适的参数、显示阶跃响应和传递函数,支持复杂设置。通过自动调谐功能,回路滤波器会自动调整以找到含有最小残余 PID 错误的点。

 

UHF-BOX Boxcar 平均器

UHF-BOX Boxcar 平均器是历史上首款全数字化的平均器,它开启了使用低占空比分析非正弦信号的全新视角和创新方式。该平均器通过与一个振荡器同步的高速数字转换器来运行,在剔除所有非周期信号分量的同时,可无死角捕获每一个采样点。 LabOne® 工具组包括一个 周期波形分析仪 (PWA) ,可形象显示出单周期或多周期内的平均信号,并允许针对信号和本底抑制方便地设置求平均值的窗口。UHF-BOX Boxcar 平均器是 UHFLI 锁相放大器 的选件,它含有 2 个独立的 Boxcar,每个 Boxcar 配备一PWA

 

UHF-RUB 铷原子钟

UHF-RUB 升级选件向 UHFLI 仪器提供了原子频率标准。在高频准确度和甚至在极端条件下(如温度限定型的实验室)的长期稳定操作,就可以用到铷原子钟。而且,由于时钟基本不会老化,校准需求大大降低了。UHF-RUB 是硬件选件,须出厂时安装。

 

UHF-AWG 任意波形发生器

UHF-AWG 选件为世界上最快、最先进的锁相放大器 UHFLI 提供了最先进的任意波形发生器 (AWG) 功能。 通过直观且不受平台限制的仪器控制软件 LabOne®,可以方便地使复杂的信号生成和分析工具高效的结合起来。创新的 AWG 编程理念提供了两通道14 位分辨率600 MHz频率的任意信号输出功能。 可用于多个高速解调器、脉冲计数器和时域分析数字转换器。 基于内部测量结果的序列分配能够以前所未有的速度实现前馈协议,使其适用于量子纠错。

 

UHF-CNT Pulse Counter

The UHF-CNT Pulse Counter features analysis of up to 4 pulse trains in parallel, enabling event based measurements, e.g. photon detection using photo-multiplier tubes. There are five distinct modes of operation and each channel offers an adjustable discriminator. The maximum count rate is 225 MHz. Measurement results from the pulse counters can be conveniently analyzed with the LabOne® toolset, which features time domain and histogram display.

 

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瑞士苏黎世仪器 (Zurich Instruments) 的 UHFLI 是一款数字锁相放大器,可测量的频率范围从直流DC到 600 MHz 。除了提供所有商用锁相放大器中最高的操作频率之外,UHFLI 还提供 30 ns 的最短解调时间常数,解调带宽超过 5 MHz。精密的模拟前端可提供 4 nV/√Hz 的优异噪声性能,在众多应用中有助于保持高的信噪比,同时缩短测量时间。UHFLI 与最具创新精神的仪器操作软件 LabOne® 相结合,是所有瑞士苏黎世仪器 (Zurich Instruments) 产品中的旗舰产品,并代表了当今科学仪器的一流水准。

UHFLI 主要特点

600 MHz 频率范围

2 个独立锁相单元

2 个高性能信号发生器

每个锁相单元配置 4 个独立谐波模块

12位高分辨率65k采样点示波器

频率响应分析仪 (FRA)

FFT 频谱分析仪

LabOne® 软件包 (Windows 和 Linux)

 

锁相操作模式

内部参考模式

单相和双相锁相

外部参考模式

单相和双相锁相

自动参考模式

单相和双相锁相

三谐波频率模式

单基波频率和 3 个谐波频率(同时)

多谐波频率模式

单基波频率和 7 个谐波频率(同时),需要 UHF-MF 选件

任意频率模式

8 个频率,需要  UHF-MF 选件

UHF 信号输入

频率范围

直流DC - 600 MHz

输入阻抗

50 Ω 或 1 MΩ || 18 pF

输入电压噪声

4 nV/Hz 大于 100 kHz

动态储备

100 dB

输入范围 (AC+DC)

±3.5 V

输入全范围灵敏度

1 nV 1.5 V

A/D 转换

12 位,1.8 GSa/s

UHF 信号输出

频率范围

直流DC - 600 MHz

输出范围

±150 mV, ±1.5 V(高阻抗负载)
-12.5 dBm, 7.5 dBm50 Ω 负载)

D/A 转换

14 位,1.8 GSa/s

参考及纳秒触发

频率范围

10 Hz - 600 MHz(外部参考)

连接器

2 双向,2 输出,2 输入

参考频率分辨率

6 µHz

参考相位角分辨率

1.0 µ°

解调器

频率范围

1 mHz - 600 MHz

解调器数目

8 双相

LAN 输出采样率

2 MSa/s(所有解调器总计),64 位满范围

USB 输出采样率

100 kSa/s(所有解调器总计),64 位满范围

辅助输出采样率

28 MSa/s(每个辅助输出),16

滤波器时间常数

30 ns - 76 s

滤波器带宽

80 µHz - 5 MHz

滤波器斜率

612182430364248 dB/Oct

 

示波器

显示通道

信号输入,触发输入,辅助输入,解调器振荡器幅值,解调器X/Y/R/Θ,PID,Boxcar平均器,其他信号(有选件的话)

显示模式

时域,频域 (FFT)

显示通道数

12 需要  UHF-DIG 选件

触发通道

输入信号,输出信号,振荡器相位,数字I/O

触发模式

升降沿

采样率

28 kSa/s 1.8GSa/s

垂直分辨率

12

最大记录长度

64 kSa; 128 MSa, 需要 UHF-DIG 选件

带宽限制模式,提高垂直分辨率

样本抽取, 平均

光标计算

位置,区间,波形,峰值,追踪,直方图

频谱分析仪

中心频率范围

直流DC600 MHz

频谱模式

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

统计选项

幅值,光谱密度,功率

平均模式

无,指数移动平均值

每个频谱的最大采样长度

8.4 MSa

最大跨度

800 kHz

窗函数

Rectangular, Hann, Hamming, Blackman Harris

光标计算

位置,区间,波形,峰值,追踪,直方图

参数扫描仪

扫描参数

振荡器频率,解调器相移,辅助偏移,信号输出幅值、偏移,PID设置点,Boxcar延迟和时间,其他参数(有选件的话)

参数扫描范围

全程,线性和对数

参数扫描分辨率

任意,起止点和扫描点数

显示参数

解调器输出(XYR,Θ,f),辅助输入

显示选项

单幅图,双幅图(例如波特图),多迹线

统计选项

幅值,光谱密度,功率

预设测量模式

参数扫描,噪声幅值测量,频率响应分析,3-Omega 扫描

辅助信号

高速输出

4 通道,±10 VRThetaXY 或用户定义

D/A 转换器

16 位,28 MSa/s

D/A 模拟带宽

7 MHz

高速输入

2 通道,±10 V

A/D 转换器

16 位,400 kSa/s

A/D 模拟带宽

100 kHz

 

通讯及其他

主机连接

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

前置放大器控制总线

2 ZCtrlRJ45 连接器)专有外围接口

数字 I/O

32 位,50 MHz,一般用途

时钟

10 MHz,输入和输出,超高稳定性恒温晶体振荡器 (OCXO)
0.5 ppm 误差(使用 UHF-RUB 选件后为0.00005 ppm

常规

尺寸

45 x 35 x 10 cm
17.7 x 13.6 x 3.9 英寸,适于 19 英寸机架

重量

6.4 kg

电源

100-240 V (&plusm;10%), 50/60 Hz

操作温度

+5 °C +40 °C

操作环境

IEC61010, 室内, 安装等级 II, 污染等级 2

海拔

2000

信号连接器

前板为 BNC,后板为 SMA

电脑操作系统

Windows 7Windows 8Windows 10Linux

 

     2 个信号输入和 2 个信号输出在一台仪器上提供了 2 个锁相放大器。每个锁相放大器装置均有 4 个双相位解调器,可同时提供 X、Y、R 和 Θ。

高精度信号输入

UHFLI 的 2 个信号以单端模式输入,拥有了卓越的噪声控制水平。可选高阻抗和 50 Ω 阻抗匹配,这样既适用于低频应用,也适用于高频应用。UHFLI具有2个输入和2个双向端口,用于外部参考模式和精密外部事件触发。同时支持两个内部和两个自动参考模式。

信号发生器

UHFLI产生 2 个低失真的正弦曲线输出,适用于驱动测试器件或大多数调制装置。通过 UHF-MF 多频选件可提供6 个额外振荡器,能够生成 8 个正弦曲线的线性组合。前面板其他端口提供解调幅值、相位或者正交信号、方波参考信号,或者外部触发信号。

解调器和滤波器

UHFLI有8个双相解调器可用于每通道输入信号的4 个谐波频率同时进行测量。每个解调器都可以单独设置滤波器,解调后的幅值和相位数据可以实时的流盘到计算机中。

触发

参考信号和触发模式性能优异:600 MHz带宽的参考信号的输入和输出,触发输入和输出响应时间低至 100 ns。UHFLI 是首款集硬件和软件触发功能于一身的锁相放大器。硬件触发确保了对实际状况的快速响应,而软件触发器则提供了定义复杂触发标准的基本框架。触发用来在确定的时间点输出解调采样,或用来实现UHFLI 在几个功能域之间的同步。

运算单元

运算单元可以对大量的测量数据进行快速计算。该运算单元能够对辅助输出的数据进行加-减-乘-除运算。可应用于平衡检测、参考标准化,或者双频谐振跟踪。

工程研发:振荡器测试、FFT 频谱分析仪、频率响应分析仪 (FRA)、矢量网络分析仪 (VNA)

工业生产:芯片测试、故障分析、RFID 传输解调器、激光电压探测器 (LVP)、无损测试 (NDT)

激光光谱学、共聚焦显微镜:超高速扫描、太赫兹光谱

医疗科技:流式细胞仪、阻抗谱

量子与纳米物理学:MRFM 磁共振力显微镜、单晶管、量子计算、噪声测量、石墨烯

扫描探针显微镜:高速原子力显微镜、近场扫描光学显微镜 (SNOM)

传感器与执行器:MEMS 微机械结构、NEMS 纳米电磁系统(例如陀螺仪、加速计等)

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暂未实现,敬请期待
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