SRS SR2124锁相放大器

SR2124模拟锁相放大器

半个多世纪以来，锁相放大器一直是在噪声环境下测量小交流信号的首选工具。早期的仪器设计有模拟电子设备、多组机械开关、指针指示器等。，测量通常用图表记录器监控。基于微处理器的设计出现在20世纪80年代，到20世纪90年代初，甚至锁定的模拟解调器被高分辨率ADC和数字信号处理器(DSP)取代。远程计算机控制，数字读数和用户友好的前面板都产生了。

现代DSP的功能占据放大器的稳定性、动态储备和灵活性是革命性的，使其成为多个领域的研究人员和工程师的中流砥柱。但是在前进的过程中，有些东西被落下了。对于核心用户群，尤其是低温研究人员，新仪器成为潜在的高频干扰。最能体现这一点的是一种仪器——par 124 a——在停产几十年后仍被许多研究人员积极使用。

回到模拟

认识到一种尺寸不应该适合所有人，SRS自豪地推出SR2124双相的模拟的锁定放大器。受到上一代最佳作品的启发锁定，但利用当今的低噪声模拟器件和设计方法，SR2124是低噪声、高性能模拟仪器仪表领域的杰作。

体系结构

SR2124设计遵循两个基本主题。首先，信号路径完全由低噪声模拟电子器件构成:最好的JFETs、晶体管、运算放大器和分立元件。第二，配置控制由微控制器管理，微控制器的系统时钟仅在改变增益或滤波器设置所需的短暂时间内振荡。这“停钟”SRS在SR560电压前置放大器中首次引入的架构，消除了与机械面板控制相关的不便和可靠性问题，并实现了这些控制的完全远程操作可能锁定.

不要让数字显示器愚弄你——那个SR2124实际上在操作期间停止所有数字时钟。数字显示显示精密设置信息，如输入滤波器频率、解调器相移和源输出幅度。驱动电子设备是完全静态的，没有“扫描”或刷新来产生最轻微的干扰。

每当微控制器激活时,“CPU活动”指示灯就会亮起，清楚地显示数字钟的运行时间。这是对按下前面板按钮或远程计算机命令的响应。

真正重要的时候——保持沉默！

有时，你需要确信你的实验不会受到干扰:你已经将你的样品冷却到几毫开尔文，你所有的线路仍然完好无损，你一年来建造的最好的设备已经准备好进行测量。前面板上的锁定拨动开关可以设置为“锁定”，强制数字钟保持关闭，即使您按下其他按钮或旋钮。的模拟配置占据保持稳定，让你跑几分钟、几小时、几天，只要你需要。

低噪声输入放大器

SR2124具有电压和电流输入。电压输入是一个超低的单端/差分FET前置放大器2.5 nV/√Hz输入噪声。输入阻抗为10mω，最小满量程输入电压灵敏度为100 nV。电流输入前置放大器的可选增益为10⁶和10⁸V/A。提供交流和DC耦合，仪器可以在接地或浮动模式下运行。

SRS还制造各种远程前置放大器，包括SR550(FET输入)，SR551(高阻态输入)，SR552(BJT输入)和SR554(变压器输入),它们都可以直接由供电锁定的后面板前置放大器电源端口。这些前置放大器具有独特的特性，针对各种实验条件进行了优化。当与SR2124一起使用时，它们通常可以显著改善您的测量。

输入过滤器

SR2124提供多种滤波器类型，用于在信号到达相敏检波器之前对其进行预处理。可以选择平坦(无滤波)、带通、高通、低通和陷波滤波品质因数可在1和100之间设置过滤器。

在带通模式下，可调谐窄带放大器抑制通带外的信号，提供高达60 dB的额外动态储备。

高通和低通滤波器允许您限制提供给的频带占据放大器，并抑制通带外的频率。这些滤波器的滚降为每倍频程–12 dB。

在陷波模式下，可调谐带阻滤波器在特定频率下提供高达80 dB的衰减。

动态储备

的动态储备占据在给定的满量程输入灵敏度下，放大器是最大干扰信号与满量程输入电压的比值。最大干扰信号定义为在锁定无法以额定精度测量信号之前，可施加于输入的任何频率下的最大信号幅度。

SR2124具有高达60 dB的动态储备，具体取决于灵敏度设置和储备模式。使用输入带通滤波器可以额外增加20至60 dB的动态储备，最大可达100 dB的动态储备。

输出时间常数

锁定提供两级输出低通滤波。最大降噪时间常数可选择长达300 s，或短至1 ms，每倍频程滚降可选择–6 dB或–12 dB。最小时间常数设置旁路输出滤波器，输出信号带宽仅由内部杂散电容决定。

在外部参考模式下，仪器锁定幅度至少为100 mVpp的外部信号。参考振荡器将锁相到外部参考输入的正过零点。支持f、2f(二次谐波)或3f(三次谐波)锁定。

在内部模式下运行时，参考频率通过前面板设置，精度为0.1 %。除内部和外部基准电压模式外，SR2124还内置压控振荡器(VCO ),可以用作锁定参考. 后面板VCO输入接受0至+10 VDC信号，该信号对应于前面板上设置的范围内的最低和最高频率。这一方便的功能允许您锁定可变或扫描控制电压。

同步参考输出信号始终存在于前面板Ref Out BNC连接器上。正弦波和方波均可选择，输出幅度可在100 nV至10 V之间设置，基准电压也可在后面板上获得。四相移1 0°、90°、180°和270° Vrms输出可用于各种应用。

DC偏差

通过打开“DC偏置”，可以将独立于交流参考幅度的双极性DC偏置电压添加到参考输出中。当进行差分电导和相关输运测量时，此功能特别有用，因为必须在一系列不同的偏置值下测量实验的小信号交流响应。根据幅度，偏置值可以设置为基准幅度的1000倍。

相位控制

SR2124是一款双相产品占据具有X和y显示的放大器。参考的相位经常需要调整。手动调零相位是简单按压相位按钮并转动大旋钮，直到信号为零，然后将相位移动90°。或者，只需按下自动相位按钮。相位分辨率为0.01°，相位精度为1°中频频率.

交流电压表模式

对于大多数应用程序，用户通常会在锁定模式，但模式可以更改为交流电压，允许占据作为宽带或频率选择交流电压表工作。在这种模式下，可以快速测量交流信号的平均绝对值，而无需参考信号。

计算机控制

对于那些需要电脑控制他们的占据放大器，有一个RS-232后面板上的接口。仪器的所有功能都可以通过界面设置或读取。当向仪器发送命令时，微控制器将被激活，并且可能存在数字噪声。在此期间，前面板远程活动LED会提醒您正在进行通信。

对于完全电气隔离的远程接口，有一个后面板光纤接口。当连接到SX199远程计算机接口单元，这为控制占据通过GPIB(IEEE-488.2)以太网，和RS-232.