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
(1)600 MHz 频率范围
(2)2 个独立锁相单元
(3)2 个高性能信号发生器
(4)每个锁相单元配置 4 个独立谐波模块
(5)12位高分辨率65k采样点示波器
(6)频率响应分析仪 (FRA)
(7)FFT 频谱分析仪
(8)LabOne® 软件包 (Windows 和 Linux)
UHFLI 应用领域
(1)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)
(2)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)
(3)激光光谱学、共聚焦显微镜:超高速扫描、太赫兹光谱
(4)医疗科技:流式细胞仪、阻抗谱
(5)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
(6)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)
(7)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 升级选件
(1)UHF-DIG数字转换器选件
(2)UHF-MF多频选件
(3)UHF-MOD AM/FM调制选件
(4)UHF-PID四通道PID/PLL控制器选件
(5)UHF-Box Boxcar平均器
(6)UHF-RUB铷原子钟选件
(7)UHF-AWG任意波形发生器选件
(8)UHF-CNT脉冲计数选件
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 技术规格参数
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 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 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) |
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 位 |
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 | 6、12、18、24、30、36、42、48 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 | 1,2 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位 |
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DC到600 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(X,Y,R,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 V,R,Theta,X,Y 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 |
前置放大器控制总线 | 2 ZCtrl(RJ45 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) |
常规 | |
尺寸 | 45 x 35 x 10 cm |
重量 | 6.4 kg |
电源 | 100-240 V (&plusm;10%), 50/60 Hz |
操作温度 | +5 °C 至 +40 °C |
操作环境 | IEC61010, 室内, 安装等级 II, 污染等级 2 |
海拔 | 2000米 |
信号连接器 | 前板为 BNC,后板为 SMA |
电脑操作系统 | Windows 7、Windows 8、Windows 10、Linux |
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