SR830 - 100khz DSP Lock-in Amplifier

O SR830 oferece desempenho incomparável com uma faixa de operação de 1 mHz a 102 kHz e 100 dB de reserva dinâmica livre de desvios.

Canal de Entrada

O SR830 possui entradas diferenciais com ruído de entrada de 6 nV/√Hz. A impedância de entrada é de 10 MΩ, e a sensibilidade mínima da tensão de entrada em escala real é de 2 nV. A entrada também pode ser configurada para medições de corrente com ganhos de corrente selecionáveis de 106 e 108 V/A. Um filtro de linha (50 Hz ou 60 Hz) e um filtro de linha de 2× (100 Hz ou 120 Hz) são fornecidos para eliminar a interferência relacionada à linha. No entanto, ao contrário dos amplificadores lock-in convencionais, nenhum filtro passa-banda de rastreamento é necessário na entrada. Este filtro é usado por lock -ins convencionais para aumentar a reserva dinâmica. Infelizmente, os filtros de passagem de banda também introduzem ruído, erro de amplitude e fase, e desvio. O design baseado em DSP desses lock-ins possue uma reserva dinâmica inerente tão grande que nenhum filtro passa-banda de rastreamento é necessário.

Reserva Dinâmica Estendida

A reserva dinâmica de um amplificador lock-in em uma dada tensão de entrada em escala total é a razão (em dB) entre o maior sinal de interferência e a tensão de entrada em escala total. O maior sinal de interferência é definido como a amplitude do maior sinal em qualquer frequência que pode ser aplicada à entrada antes que o lock-in não consiga medir um sinal com sua precisão especificada.

Os amplificadores lock-in convencionais usam um demodulador analógico para misturar um sinal de entrada com um sinal de referência. A reserva dinâmica é limitada a cerca de 60 dB, e esses instrumentos sofrem de baixa estabilidade, desvio de saída e ganho excessivo e erro de fase. A demodulação no amplificador SR830 é realizada através da amostragem do sinal de entrada com um conversor A/D de alta precisão e multiplicando a entrada digitalizada por um sinal de referência sintetizado. Esta técnica de demodulação digital resulta em mais de 100 dB de reserva dinâmica verdadeira (sem pré-filtragem) e está livre dos erros associados aos instrumentos analógicos.

Filtragem Digital

O processador de sinal digital também cuida da tarefa de filtragem de saída, permitindo constantes de tempo de 10 μseg a 30.000 s, com opção de rolloff de 6, 12, 18 e 24 dB/oitava. Para medições de baixa frequência (abaixo de 200 Hz), filtros síncronos podem ser acoplados para eliminar múltiplos da frequência de referência. Uma vez que os harmônicos da referência foram eliminados (notadamente 2F), a filtragem de saída eficaz pode ser alcançada com constantes de tempo muito mais curtas.

Mudança de fase digital

Os circuitos analógicos de mudança de fase também foram substituídos por um cálculo DSP. A fase é medida com resolução de 0,01°, e as saídas X e Y são ortogonais a 0,001°.

Sintetizador de Frequência

A fonte de síntese digital direta (DDS) integrada gera um sinal de referência de distorção muito baixa (-80 dBc). Ondas senoidais de frequência única podem ser geradas de 1 mHz a 102 kHz com 4 dígitos e meio de resolução. Tanto a frequência quanto a amplitude podem ser definidas a partir do painel frontal ou de um computador. Ao usar uma referência externa, a fonte sintetizada é bloqueada em fase no sinal de referência.

Funções automáticas

As funções automáticas permitem que parâmetros que são ajustados com frequência sejam definidos automaticamente pelo instrumento. Ganho, fase, deslocamento e reserva dinâmica são rapidamente otimizados com um único pressionamento de tecla. Os recursos de deslocamento e expansão são úteis ao examinar pequenas flutuações em uma medição. O sinal de entrada é rapidamente anulado com a função de deslocamento automático, e a resolução é aumentada expandindo em torno do valor relativo em até 100×. A detecção harmônica não está mais limitada apenas ao componente 2F. Qualquer harmônico (2F, 3F, ... nF) até 102 kHz podem agora ser medidos sem alterar a frequência de referência.

Entradas e Saídas Analógicas

O SR830 tem uma saída definida pelo usuário para medir X, R, X-noise, Aux 1, Aux 2, ou a relação do sinal de entrada para uma tensão externa. Ele tem uma segunda saída definida pelo usuário que mede Y, Θ, Y-noise, Aux 3, Aux 4 ou proporção. O instrumento também tem saídas analógicas X e Y (painel traseiro) que são atualizadas em 256 kHz. Quatro entradas auxiliares (ADCs de 16 bits) são fornecidas para uso de uso geral — como normalizar a entrada para flutuações de intensidade da fonte. Quatro saídas programáveis (DACs de 16 bits) fornecem tensões de -10,5 V a +10,5 V e são configuráveis através do painel frontal ou interfaces de computador.

Memória interna

O SR830 tem dois buffers de 16.000 pontos para registrar simultaneamente duas medições. Os dados são transferidos dos buffers usando as interfaces do computador. Uma entrada de gatilho também é fornecida para sincronizar externamente a gravação de dados.

Fácil Operação

O amplificador SR830 Lock-In é simples de usar. Todas as funções do instrumento são definidas a partir do teclado do painel frontal, e um botão giratório é fornecido para ajustar rapidamente os parâmetros. Até nove configurações de instrumentos diferentes podem ser armazenadas em RAM não volátil para uma configuração rápida e fácil do instrumento. As interfaces padrão RS-232 e GPIB (IEEE-488.2) permitem a comunicação com computadores. Todas as funções podem ser controladas e lidas através das interfaces