锁相放大器/前置放大器

株式会社nf回路设计-博亿发娱乐

主要特点

  • -最大测量频率: 11 mhz
  • -分次谐波测量
  • -双频同时测量
  • -外部10 mhz同步输入
li5600

li5660 锁相放大器     ce logo

什么是锁相放大器?

锁相放大器是通过组合使用psd和lpf的方式,来测量交流信号的振幅和相位的仪器。输入交流的“参考信号”, 并且只测量与其相同频率的信号。尽管测量信号中掺杂了交流噪声,还是可以通过去除噪声且只测量目标频率的信号。

什么是 "dr" ?

dr是用来表现锁相放大器性能的重要参数。锁相放大器的降噪能力是由dr(动态范围)规定的。nf的锁相放大器dr规格在100 db以上。换而言之,当1 vp-p的噪声信号重叠在10 µv的交流信号上时,也可以完成测量。从而知晓,锁相放大器通常都具有极高的降噪能力。

锁相放大器适合于什么类型的测量?

1: 微小信号测量

在一般的测试环境中,存在mv程度的电压和µa程度的电流残余噪声信号。所以想要测量被背景的噪声信号所覆盖住的振幅信号,是十分困难的。但是锁相放大器的降噪能力优秀,就算是极其微小的信号也可以测量。

以下是nf锁相放大器测量信号的最小量程:

  • -最小电压范围: 10 nv (li5660 / li5655 / li5650 /li5645)
  • -最小电流范围: 10 fa* (li5660 / li5655 / li5650)

*"f"为femto = 10-15

2: 相位测量

能够测量到测量信号和参考信号间的相位差。且相位测量的最小分辨率为0.001°。
可以测量2个信号之间的相位差,就意味着可以测量信号之间十分微小的时间差。

3. 噪声测量

用于锁相放大器中的psd不但能够测量到信号,还可以测量到噪声。锁相放大器的操作与bpf相同,通过设定bpf(带通滤波器)的频段来测量噪声。

nf锁相放大器有什么特征?

1: 数字锁相放大器

测量信号和参考信号在输入后转换成数字信号,psd和lpf的处理也基本上是采用数字运算的。

数字运算有以下性能及功能上的优势:

  • -信号波形通过顺序运算,缩短了低频段的测量时间
  • -通过减少信号处理端的直流失调,来减少输出误差
2: 高速响应

“时间常数”的最小设定值是非常短的。

  • -li5660/li5655: 1 µs
  • -li5650/li5645: 5 µs

十分适合需要用于高速图像处理显微镜(如afm)的信号处理。

时间常数设定

时间常数设定
3: 宽频段频率响应

li5660的最高频率为11mhz。且li5650以及li5645的最低频率为1mhz。

  • -li5660: 0.5 hz ~ 11 mhz
  • -li5655: 0.5 hz ~ 3 mhz
  • -li5650/li5645: 1 mhz ~ 250 khz

在微赫兹级别的低频段中,十分适合做dlts等半导体物质的深层瞬态分析。

频率设定

频率设定
4: 双psd

双psd可以在不调整相位的前提下,同时测量信号的振幅和相位。

5: 双频率测量 (li5660 / li5655 / li5650)

一般的测量往往通过测量参考信号的频率,双频率测量功能则是通过叠加参考信号频率,再同时测量其他频率。

双频率测量示例

fractional harmonic

分数谐波

dual 1 detection mode

dual 1 检测模式

  • -谐波信号测量
  • -基准样品和对比样品的差分测量

在“差分测量”模式下,使用通用锁相放大器的话一般需要2台,但如果使用具有双频率测量功能的锁相放大器,只需要一台即可完成测量。

6. 显示采样的输出数据

输出数据可以通过以下方式获取并显示。

  • -正面板显示 (可选择数值或条形图显示)
  • -模拟直流信号 (最多可4个系统同时输出)
  • -数字化数据 (usb, gpib, 或 lan界面)
7: 丰富的周边产品

通过增加时间常数设定, 锁相放大器可以测量到掺杂了噪音的信号。增加时间常数会延长测量时间,并且仅使用锁相放大器是无法将其缩短的。
但是,在锁相放大器的前端连接其他的滤波器或前置放大器,可以改善输入信号的信噪比,从而实现测量时间的缩短。

nf提供一系列前置放大器,可以与具有不同截止频率的滤波器和前置放大器搭配使用。锁相放大器与周边产品的组合也十分容易,例如,为锁相放大器的前置放大器装配电源等。搭配使用“前置放大器 锁相放大器”或“滤波器 锁相放大器”,性能则有望进一步提升。

微小信号测量仪

型号 品名 概 要 详细
li 5660 宽频数字锁相放大器 5 hz ~ 11 mhz, 双相位,双频 detail
li 5655 5 hz ~ 3 mhz, 双相位,双频
li 5650 数字锁相放大器 0.1 mhz to 250 khz, 双相位,双频
li 5645 0.1 mhz to 250 khz, 双相位,单频
li 5640 数字锁相放大器
(多功能型)
1 mhz ~ 100 khz, 2 nv / f.s
相位稳定度: 0.01°/°c,
增益稳定度: ±100 ppm/°c
最小时间常数: 10 µs,
内置振荡器
停止销售的产品
detail
li 5630 数字锁相放大器
(将li 5640的功能浓缩、简化了的经济型)
5610b 2相位锁相放大器 0.5 hz ~ 200 khz,
100 nv / f.s
2相位, 自动设定功能,
标准内置振荡器
detail
li-575 同步跟踪锁相放大器 0.5 hz ~ 200 khz,
100 nv / f.s
配备噪声测量模式
停止销售的产品
5571 微小信号测量仪频率放大器 可将微小信号测量仪的
频率增大到最高 5 mhz
・输入频率: 10 khz ~ 5 mhz
・输出频率: 2 khz / 20 khz
停止销售的产品


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