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UHFLI超高頻雙通道鎖相放大器

UHFLI超高頻雙通道鎖相放大器

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規格參數
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UHFLI超高頻雙通道鎖相放大器


 

 

簡介


瑞士蘇黎世儀器 (Zurich Instruments) 的 UHFLI 是一款數字鎖相放大器,可測量的頻率范圍從直流DC到 600 MHz 。除了提供所有商用鎖相放大器中最高的操作頻率之外,UHFLI 還提供 30 ns 的最短解調時間常數,解調帶寬超過 5 MHz。精密的模擬前端可提供 4 nV/√Hz 的優異噪聲性能,在眾多應用中有助于保持高的信噪比,同時縮短測量時間。UHFLI 與最具創新精神的儀器操作軟件 LabOne? 相結合,是所有瑞士蘇黎世儀器 (Zurich Instruments) 產品中的旗艦產品,并代表了當今科學儀器的一流水準。

UHFLI 主要特點


 

600 MHz 頻率范圍

 

 

2 個獨立鎖相單元

2 個高性能信號發生器

每個鎖相單元配置 4 個獨立諧波模塊

12位高分辨率65k采樣點示波器

頻率響應分析儀 (FRA)

FFT 頻譜分析儀

LabOne?軟件包 (Windows 和 Linux)

 

 UHFLI 規格參數 


 

鎖相操作模式

內部參考模式

單相和雙相鎖相

外部參考模式

單相和雙相鎖相

自動參考模式

單相和雙相鎖相

三諧波頻率模式

單基波頻率和 3 個諧波頻率(同時)

多諧波頻率模式

單基波頻率和 7 個諧波頻率(同時),需要 UHF-MF 選件

任意頻率模式

8 個頻率,需要  UHF-MF 選件

UHF 信號輸入

頻率范圍

直流DC - 600 MHz

輸入阻抗

50 Ω 或 1 MΩ || 18 pF

輸入電壓噪聲

4 nV/√Hz 大于 100 kHz

動態儲備

100 dB

輸入范圍 (AC+DC)

±3.5 V

輸入全范圍靈敏度

1 nV 至 1.5 V

A/D 轉換

12 位,1.8 GSa/s

UHF 信號輸出

頻率范圍

直流DC - 600 MHz

輸出范圍

±150 mV, ±1.5 V(高阻抗負載)
-12.5 dBm, 7.5 dBm(50 Ω 負載)

D/A 轉換

14 位,1.8 GSa/s

參考及納秒觸發

頻率范圍

10 Hz - 600 MHz(外部參考)

連接器

2 雙向,2 輸出,2 輸入

參考頻率分辨率

6 μHz

參考相位角分辨率

1.0 μ°

解調器

頻率范圍

1 mHz - 600 MHz

解調器數目

8 雙相

LAN 輸出采樣率

2 MSa/s(所有解調器總計),64 位滿范圍

USB 輸出采樣率

100 kSa/s(所有解調器總計),64 位滿范圍

輔助輸出采樣率

28 MSa/s(每個輔助輸出),16 位

濾波器時間常數

30 ns - 76 s

濾波器帶寬

80 μHz - 5 MHz

濾波器斜率

6、12、18、24、30、36、42、48 dB/Oct

 

示波器

顯示通道

信號輸入,觸發輸入,輔助輸入,解調器振蕩器幅值,解調器X/Y/R/Θ,PID,Boxcar平均器,其他信號(有選件的話)

顯示模式

時域,頻域 (FFT)

顯示通道數

1,2 需要 UHF-DIG 選件

觸發通道

輸入信號,輸出信號,振蕩器相位,數字I/O

觸發模式

升降沿

采樣率

28 kSa/s 到 1.8GSa/s

垂直分辨率

12位

最大記錄長度

64 kSa; 128 MSa, 需要  UHF-DIG 選件

帶寬限制模式,提高垂直分辨率

樣本抽取, 平均

光標計算

位置,區間,波形,峰值,追蹤,直方圖

頻譜分析儀

中心頻率范圍

直流DC到600 MHz

頻譜模式

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

統計選項

幅值,光譜密度,功率

平均模式

無,指數移動平均值

每個頻譜的最大采樣長度

8.4 MSa

最大跨度

800 kHz

窗函數

Rectangular, Hann, Hamming, Blackman Harris

光標計算

位置,區間,波形,峰值,追蹤,直方圖

參數掃描儀

掃描參數

振蕩器頻率,解調器相移,輔助偏移,信號輸出幅值、偏移,PID設置點,Boxcar延遲和時間,其他參數(有選件的話)

參數掃描范圍

全程,線性和對數

參數掃描分辨率

任意,起止點和掃描點數

顯示參數

解調器輸出(X,Y,R,Θ,f),輔助輸入

顯示選項

單幅圖,雙幅圖(例如波特圖),多跡線

統計選項

幅值,光譜密度,功率

預設測量模式

參數掃描,噪聲幅值測量,頻率響應分析,3-Omega 掃描

輔助信號

高速輸出

4 通道,±10 V,R,Theta,X,Y 或用戶定義

D/A 轉換器

16 位,28 MSa/s

D/A 模擬帶寬

7 MHz

高速輸入

2 通道,±10 V

A/D 轉換器

16 位,400 kSa/s

A/D 模擬帶寬

100 kHz

 

通訊及其他

主機連接

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

前置放大器控制總線

2 ZCtrl(RJ45 連接器)專有外圍接口

數字 I/O

32 位,50 MHz,一般用途

時鐘

10 MHz,輸入和輸出,超高穩定性恒溫晶體振蕩器 (OCXO)
0.5 ppm 誤差(使用 UHF-RUB 選件后為 0.00005 ppm)

常規

尺寸

45 x 35 x 10 cm
17.7 x 13.6 x 3.9 英寸,適于 19 英寸機架

重量

6.4 kg

電源

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

操作溫度

+5 °C 至 +40 °C

操作環境

IEC61010, 室內, 安裝等級 II, 污染等級 2

海拔

2000米

信號連接器

前板為 BNC,后板為 SMA

電腦操作系統

Windows 7、Windows 8、Windows 10、Linux

 

 

UHFLI 功能圖解


 

 2 個信號輸入和 2 個信號輸出在一臺儀器上提供了 2 個鎖相放大器。每個鎖相放大器裝置均有 4 個雙相位解調器,可同時提供 X、Y、R 和 Θ

 

 

 

 

高精度信號輸入

UHFLI 的 2 個信號以單端模式輸入,擁有了卓越的噪聲控制水平。可選高阻抗和 50 Ω 阻抗匹配,這樣既適用于低頻應用,也適用于高頻應用。UHFLI具有2個輸入和2個雙向端口,用于外部參考模式和精密外部事件觸發。同時支持兩個內部和兩個自動參考模式。

信號發生器

UHFLI產生 2 個低失真的正弦曲線輸出,適用于驅動測試器件或大多數調制裝置。通過 UHF-MF 多頻選件可提供6 個額外振蕩器,能夠生成 8 個正弦曲線的線性組合。前面板其他端口提供解調幅值、相位或者正交信號、方波參考信號,或者外部觸發信號。

解調器和濾波器

UHFLI有8個雙相解調器可用于每通道輸入信號的4 個諧波頻率同時進行測量。每個解調器都可以單獨設置濾波器,解調后的幅值和相位數據可以實時的流盤到計算機中。

觸發

參考信號和觸發模式性能優異:600 MHz帶寬的參考信號的輸入和輸出,觸發輸入和輸出響應時間低至 100 ns。UHFLI 是首款集硬件和軟件觸發功能于一身的鎖相放大器。硬件觸發確保了對實際狀況的快速響應,而軟件觸發器則提供了定義復雜觸發標準的基本框架。觸發用來在確定的時間點輸出解調采樣,或用來實現UHFLI 在幾個功能域之間的同步。

運算單元

運算單元可以對大量的測量數據進行快速計算。該運算單元能夠對輔助輸出的數據進行加-減-乘-除運算。可應用于平衡檢測、參考標準化,或者雙頻諧振跟蹤。

 

 UHFLI 應用領域


 

工程研發:振蕩器測試、FFT 頻譜分析儀、頻率響應分析儀 (FRA)、矢量網絡分析儀 (VNA)

 

 

工業生產:芯片測試、故障分析、RFID 傳輸解調器、激光電壓探測器 (LVP)、無損測試 (NDT)

激光光譜學、共聚焦顯微鏡:超高速掃描、太赫茲光譜

醫療科技:流式細胞儀、阻抗譜

量子與納米物理學:MRFM 磁共振力顯微鏡、單晶管、量子計算、噪聲測量、石墨烯

掃描探針顯微鏡:高速原子力顯微鏡、近場掃描光學顯微鏡 (SNOM)

傳感器與執行器:MEMS 微機械結構、NEMS 納米電磁系統(例如陀螺儀、加速計等)

 

UHFLI 可選選件


 

UHF-DIG 數字?轉換器

 

 

將鎖相放大器與數字轉換器相結合,提供更多的新的測量選擇,可以通過流盤技術、精確的時域頻域觸發和分段內存技術(2通道示波器每個通道有128 MSa 的內存)。. 

 

UHF-MF 多頻

UHF-MF 多頻選件為儀器又增加了 6 個內部振蕩器,允許每個解調器(8 個)任意選擇頻率,這將為測量和信號發生器提供更多的額外配置,極大地擴展了 UHF 儀器的能力。

 

UHF-MOD AM/FM 調制

AM/FM 調制選項允許生成3 個振蕩器頻率的相位相干的線性組合。在多種不同調制方案中,包括調幅 (AM) 和調頻 (FM),可以方便地設置(高階)旁帶的直接測量。與傳統的雙解調方案(如串聯解調)不同,用戶不需要多臺儀器,亦不會受到最大可用解調帶寬的調制頻率限制。

 

UHF-PID 四通道 PID/PLL 控制器

UHF-PID 選件包含 4 通道可配置的 PID(比例-積分-微分)控制器。基于大量的測量數據,這些控制器可以為許多儀器參數和輸出值提供快速反饋。可編程的 PID 與鎖相放大器無縫集成,可應用到眾多領域,如用于兩個激光器相位同步的 PLL(鎖相環)設置、載波包絡偏移穩定和快速原子力顯微鏡模式。PID 智能設定可幫助快速找到合適的參數、顯示階躍響應和傳遞函數,支持復雜設置。通過自動調諧功能,回路濾波器會自動調整以找到含有最小殘余 PID 錯誤的點。

 

UHF-BOX Boxcar 平均器

UHF-BOX Boxcar 平均器是歷史上首款全數字化的平均器,它開啟了使用低占空比分析非正弦信號的全新視角和創新方式。該平均器通過與一個振蕩器同步的高速數字轉換器來運行,在剔除所有非周期信號分量的同時,可無死角捕獲每一個采樣點。 LabOne? 工具組包括一個 周期波形分析儀?(PWA) ,可形象顯示出單周期或多周期內的平均信號,并允許針對信號和本底抑制方便地設置求平均值的窗口。UHF-BOX Boxcar 平均器是 UHFLI 鎖相放大器 的選件,它含有 2 個獨立的 Boxcar,每個 Boxcar 配備一PWA。

 

UHF-RUB 銣原子鐘

UHF-RUB 升級選件向 UHFLI 儀器提供了原子頻率標準。在高頻準確度和甚至在極端條件下(如溫度限定型的實驗室)的長期穩定操作,就可以用到銣原子鐘。而且,由于時鐘基本不會老化,校準需求大大降低了。UHF-RUB 是硬件選件,須出廠時安裝。

 

UHF-AWG 任意波形發生器

UHF-AWG 選件為世界上最快、最先進的鎖相放大器 UHFLI 提供了最先進的任意波形發生器 (AWG) 功能。 通過直觀且不受平臺限制的儀器控制軟件 LabOne?,可以方便地使復雜的信號生成和分析工具高效的結合起來。創新的 AWG 編程理念提供了兩通道14 位分辨率600 MHz頻率的任意信號輸出功能。 可用于多個高速解調器、脈沖計數器和時域分析數字轉換器。 基于內部測量結果的序列分配能夠以前所未有的速度實現前饋協議,使其適用于量子糾錯。

 

UHF-CNT脈沖計數器
 
 
UHF-CNT脈沖計數器可以分析最多4個并行脈沖序列,支持基于事件的測量,例如使用光電倍增管探測光子。有五種不同的操作模式,每個通道提供一個可調的鑒別器。最大計數率為225兆赫。從脈沖計數器測量結果可以方便地分析LabOne?工具集,這檔節目的特點就是時域和直方圖顯示。

 

未找到相應參數組,請于后臺屬性模板中添加

瑞士蘇黎世儀器 (Zurich Instruments) 的 UHFLI 是一款數字鎖相放大器,可測量的頻率范圍從直流DC到 600 MHz 。除了提供所有商用鎖相放大器中最高的操作頻率之外,UHFLI 還提供 30 ns 的最短解調時間常數,解調帶寬超過 5 MHz。精密的模擬前端可提供 4 nV/√Hz 的優異噪聲性能,在眾多應用中有助于保持高的信噪比,同時縮短測量時間。UHFLI 與最具創新精神的儀器操作軟件 LabOne? 相結合,是所有瑞士蘇黎世儀器 (Zurich Instruments) 產品中的旗艦產品,并代表了當今科學儀器的一流水準。

UHFLI 主要特點

600 MHz 頻率范圍

2 個獨立鎖相單元

2 個高性能信號發生器

每個鎖相單元配置 4 個獨立諧波模塊

12位高分辨率65k采樣點示波器

頻率響應分析儀 (FRA)

FFT 頻譜分析儀

LabOne? 軟件包 (Windows 和 Linux)

 

鎖相操作模式

內部參考模式

單相和雙相鎖相

外部參考模式

單相和雙相鎖相

自動參考模式

單相和雙相鎖相

三諧波頻率模式

單基波頻率和 3 個諧波頻率(同時)

多諧波頻率模式

單基波頻率和 7 個諧波頻率(同時),需要 UHF-MF 選件

任意頻率模式

8 個頻率,需要  UHF-MF 選件

UHF 信號輸入

頻率范圍

直流DC - 600 MHz

輸入阻抗

50 Ω 或 1 MΩ || 18 pF

輸入電壓噪聲

4 nV/Hz 大于 100 kHz

動態儲備

100 dB

輸入范圍 (AC+DC)

±3.5 V

輸入全范圍靈敏度

1 nV 1.5 V

A/D 轉換

12 位,1.8 GSa/s

UHF 信號輸出

頻率范圍

直流DC - 600 MHz

輸出范圍

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

D/A 轉換

14 位,1.8 GSa/s

參考及納秒觸發

頻率范圍

10 Hz - 600 MHz(外部參考)

連接器

2 雙向,2 輸出,2 輸入

參考頻率分辨率

6 μHz

參考相位角分辨率

1.0 μ°

解調器

頻率范圍

1 mHz - 600 MHz

解調器數目

8 雙相

LAN 輸出采樣率

2 MSa/s(所有解調器總計),64 位滿范圍

USB 輸出采樣率

100 kSa/s(所有解調器總計),64 位滿范圍

輔助輸出采樣率

28 MSa/s(每個輔助輸出),16

濾波器時間常數

30 ns - 76 s

濾波器帶寬

80 μHz - 5 MHz

濾波器斜率

612182430364248 dB/Oct

 

示波器

顯示通道

信號輸入,觸發輸入,輔助輸入,解調器振蕩器幅值,解調器X/Y/R/Θ,PID,Boxcar平均器,其他信號(有選件的話)

顯示模式

時域,頻域 (FFT)

顯示通道數

12 需要  UHF-DIG 選件

觸發通道

輸入信號,輸出信號,振蕩器相位,數字I/O

觸發模式

升降沿

采樣率

28 kSa/s 1.8GSa/s

垂直分辨率

12

最大記錄長度

64 kSa; 128 MSa, 需要 UHF-DIG 選件

帶寬限制模式,提高垂直分辨率

樣本抽取, 平均

光標計算

位置,區間,波形,峰值,追蹤,直方圖

頻譜分析儀

中心頻率范圍

直流DC600 MHz

頻譜模式

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

統計選項

幅值,光譜密度,功率

平均模式

無,指數移動平均值

每個頻譜的最大采樣長度

8.4 MSa

最大跨度

800 kHz

窗函數

Rectangular, Hann, Hamming, Blackman Harris

光標計算

位置,區間,波形,峰值,追蹤,直方圖

參數掃描儀

掃描參數

振蕩器頻率,解調器相移,輔助偏移,信號輸出幅值、偏移,PID設置點,Boxcar延遲和時間,其他參數(有選件的話)

參數掃描范圍

全程,線性和對數

參數掃描分辨率

任意,起止點和掃描點數

顯示參數

解調器輸出(XYR,Θ,f),輔助輸入

顯示選項

單幅圖,雙幅圖(例如波特圖),多跡線

統計選項

幅值,光譜密度,功率

預設測量模式

參數掃描,噪聲幅值測量,頻率響應分析,3-Omega 掃描

輔助信號

高速輸出

4 通道,±10 VRThetaXY 或用戶定義

D/A 轉換器

16 位,28 MSa/s

D/A 模擬帶寬

7 MHz

高速輸入

2 通道,±10 V

A/D 轉換器

16 位,400 kSa/s

A/D 模擬帶寬

100 kHz

 

通訊及其他

主機連接

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

前置放大器控制總線

2 ZCtrlRJ45 連接器)專有外圍接口

數字 I/O

32 位,50 MHz,一般用途

時鐘

10 MHz,輸入和輸出,超高穩定性恒溫晶體振蕩器 (OCXO)
0.5 ppm 誤差(使用 UHF-RUB 選件后為0.00005 ppm

常規

尺寸

45 x 35 x 10 cm
17.7 x 13.6 x 3.9 英寸,適于 19 英寸機架

重量

6.4 kg

電源

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

操作溫度

+5 °C +40 °C

操作環境

IEC61010, 室內, 安裝等級 II, 污染等級 2

海拔

2000

信號連接器

前板為 BNC,后板為 SMA

電腦操作系統

Windows 7Windows 8Windows 10Linux

 

     2 個信號輸入和 2 個信號輸出在一臺儀器上提供了 2 個鎖相放大器。每個鎖相放大器裝置均有 4 個雙相位解調器,可同時提供 X、Y、R 和 Θ。

高精度信號輸入

UHFLI 的 2 個信號以單端模式輸入,擁有了卓越的噪聲控制水平。可選高阻抗和 50 Ω 阻抗匹配,這樣既適用于低頻應用,也適用于高頻應用。UHFLI具有2個輸入和2個雙向端口,用于外部參考模式和精密外部事件觸發。同時支持兩個內部和兩個自動參考模式。

信號發生器

UHFLI產生 2 個低失真的正弦曲線輸出,適用于驅動測試器件或大多數調制裝置。通過 UHF-MF 多頻選件可提供6 個額外振蕩器,能夠生成 8 個正弦曲線的線性組合。前面板其他端口提供解調幅值、相位或者正交信號、方波參考信號,或者外部觸發信號。

解調器和濾波器

UHFLI有8個雙相解調器可用于每通道輸入信號的4 個諧波頻率同時進行測量。每個解調器都可以單獨設置濾波器,解調后的幅值和相位數據可以實時的流盤到計算機中。

觸發

參考信號和觸發模式性能優異:600 MHz帶寬的參考信號的輸入和輸出,觸發輸入和輸出響應時間低至 100 ns。UHFLI 是首款集硬件和軟件觸發功能于一身的鎖相放大器。硬件觸發確保了對實際狀況的快速響應,而軟件觸發器則提供了定義復雜觸發標準的基本框架。觸發用來在確定的時間點輸出解調采樣,或用來實現UHFLI 在幾個功能域之間的同步。

運算單元

運算單元可以對大量的測量數據進行快速計算。該運算單元能夠對輔助輸出的數據進行加-減-乘-除運算。可應用于平衡檢測、參考標準化,或者雙頻諧振跟蹤。

工程研發:振蕩器測試、FFT 頻譜分析儀、頻率響應分析儀 (FRA)、矢量網絡分析儀 (VNA)

工業生產:芯片測試、故障分析、RFID 傳輸解調器、激光電壓探測器 (LVP)、無損測試 (NDT)

激光光譜學、共聚焦顯微鏡:超高速掃描、太赫茲光譜

醫療科技:流式細胞儀、阻抗譜

量子與納米物理學:MRFM 磁共振力顯微鏡、單晶管、量子計算、噪聲測量、石墨烯

掃描探針顯微鏡:高速原子力顯微鏡、近場掃描光學顯微鏡 (SNOM)

傳感器與執行器:MEMS 微機械結構、NEMS 納米電磁系統(例如陀螺儀、加速計等)

 

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