SRS美国Stanford SR510 SR530模拟锁相放大器

SR510 和 SR530 是模拟锁定放大器，可以在噪声水平大得多的情况下测量小至纳伏的交流信号。单相 SR510 和双相 SR530 均具有低噪声电压和电流输入、高动态储备、两级时间常数和内部振荡器。此外，这两种锁定都配备了各种旨在使其易于使用的功能。

正弦波混频

SR510/SR530 的核心是精密模拟正弦波乘法器。锁定 使用乘法器（解调器）将信号输入（在参考频率下）转换为直流电，在那里它可以被过滤和放大。许多 锁定使用引入寄生谐波响应的方波乘法器。SR510/SR530 使用干净的正弦波倍增器，这些倍增器本质上没有不需要的谐波。

信号输入

SR510/SR530 具有具有 7 nV/√Hz 输入噪声和 100 MΩ 输入阻抗的差分输入。输入可配置为电压输入，或配置为具有 10 ⁶  V/A 增益和 1 kΩ 到虚拟地的输入阻抗的电流输入。可提供从 500 mV 到 100 nV 的满量程灵敏度。

可以选择三个输入前置滤波器。第一个是线路陷波滤波器，在线路频率下提供 50 dB 的抑制。第二个滤波器类似地在线路频率的二次谐波处提供 50 dB 的抑制。第三个滤波器是自动跟踪参考频率的带通滤波器。这三个滤波器可以在信号放大之前消除信号中的大部分噪声。

参考输入

参考输入可以设置为锁定到正弦波或脉冲参考的任一边沿。参考频率范围为 0.5 Hz 至 100 kHz，允许检测参考的基波和二次谐波。一个方便的内置频率计以4 位分辨率持续测量和显示参考频率。参考可以从前面板以 0.025° 的分辨率进行相移，或者以 90° 的增量进行相移，以便于测量正交信号。SR530 具有自动相位功能，让您只需按一次按键即可快速确定信号相对于参考的相位。

输出时间常数

两级滤波跟随相敏检测器。时间常数可以选择长达 100 秒以实现最大降噪，或者选择短至 1 毫秒（经过修改后为 20 微秒）以用于实时伺服环路。两个滤波器级允许 6 或 12 dB/倍频程的衰减。

动态储备

在给定的满量程输入电压下，锁定放大器的动态储备是最大干扰信号与满量程输入电压的比值（以 dB 为单位）。最大干扰信号定义为在锁定无法以其指定精度测量信号之前可应用于输入的任何频率的最大信号幅度。

SR510 和 SR530 具有 20 dB 至 60 dB 的动态储备，具体取决于灵敏度等级。选择带通滤波器会额外增加 20 dB 的动态储备，使这些锁定的最大动态储备为80 dB 。

偏移和扩展

SR510/SR530 的偏移和扩展功能可以轻松查看大信号中的微小变化。可以手动选择满量程 0% 至 100% 的输出偏移，或使用自动偏移，自动选择等于信号值的偏移。一旦信号发生偏移，在查看标称值的微小变化时，可以使用 10 倍扩展来提高分辨率。

模拟和数字显示

精密模拟仪表和4 位数字显示器是两种锁定装置的标准配置。在 SR510 上，您可以选择显示信号幅度、信号偏移或测得的噪声。在 SR530 上，第一对显示器以矩形形式（X 和 Y）、极坐标形式（R 和 Θ）、偏移、噪声或后面板 D/A 输出值显示信号分量。两个锁定的另一个数字显示器可以配置为显示参考相位或参考频率。

噪声测量

SR510/SR530 的噪声测量功能让您可以直接测量参考频率信号中的噪声。噪声定义为信号与其均值的均方根偏差。SR510/SR530 将报告参考频率周围 1 Hz 和 10 Hz 带宽中的噪声值。

内部振荡器

内部压控振荡器提供可调幅度正弦波输出和同步、固定幅度参考输出。正弦波幅度可设置为 0.01、0.1 或 1 Vrms，并可驱动高达 20 mA 的电流。振荡器频率由后面板电压输入控制，可在 1 Hz 至 100 kHz 之间调节。通常，正弦波输出用于激发实验的某些方面，而参考输出为锁定提供频率参考。

A/D 和 D/A

后面板上有四个 A/D 和两个 D/A，可以灵活地将 SR510/SR530 与外部信号连接起来。这些输入/输出端口测量和提供模拟电压，范围为 ±10.24 VDC，分辨率为 2.5 mV。A/D 以 1 kHz 的速率对信号进行数字化处理。D/A 输出非常适合控制 SR510/530 内部压控振荡器的频率。内置比率功能允许 SR510/SR530 计算其输出与其中一个 A/D 端口信号的比率。此功能在伺服应用中很重要，可以保持恒定的环路增益，或者在将信号归一化为强度水平的实验中。

可用的前置放大器

虽然 SR510 和 SR530 是完全独立的并且不需要前置放大器，但有时外部前置放大器会很有用。远程前置放大器在最重要的地方提供增益——就在检测器处，在信噪比因电缆噪声和拾取而永久降低之前。SR550 FET 输入前置放大器、SR552 双极输入前置放大器和 SR554 变压器输入前置放大器非常适合与 SR510 /SR530 锁定一起使用。这些前置放大器在测量极低电平信号时特别有用。

计算机接口

RS-232 计算机接口是 SR510 和 SR530 的标准配置。还提供可选的 GPIB 接口。仪器的所有功能都可以通过计算机接口进行查询和设置。