Lock-in-Verstärker DC-200 MHz

Nein. Die Produktreihe deckt insgesamt 1 mHz bis 200 MHz ab, aber kein einzelnes Modell umfasst den gesamten Bereich, und die Lock-in-Detektion basiert auf einem AC-Signal mit Bezug auf eine bekannte Modulationsfrequenz. Der SR865A reicht von 1 mHz bis 4 MHz, der SR860 bis 500 kHz, und der SR844 deckt den HF-Bereich von 25 kHz bis 200 MHz ab; die übrigen Modelle liegen in niedrigeren und mittleren Frequenzbereichen. Das demodulierte Ergebnis kann zwar ein DC-Ausgang sein, der Eingang ist deshalb jedoch keine echte DC-Messung. Berücksichtigen Sie bei der Auswahl die tatsächlichen Referenzfrequenzgrenzen im Variantenvergleich.

Der entscheidende Unterschied bei der Auswahl ist die obere Frequenzgrenze: 4 MHz beim SR865A und 500 kHz beim SR860. Beide Modelle beginnen bei 1 mHz, bieten Spannungs-Ausgangsbereiche von 1 nV bis 1 V, umfassen Stromeingangsbereiche bis hinunter zu 1 fA und spezifizieren ein Spannungsrauschen von 2,5 nV/√Hz bei 1 kHz. Gemeinsam sind ihnen außerdem eine typische Störabstandsreserve von 120 dB, Zeitkonstanten von 1 µs bis 30 ks, FFT-Anzeigen, 1 Mpoint Erfassung und Datenstreaming mit Raten bis 1,25 MHz. Wählen Sie den SR865A, wenn die Referenzfrequenz, die detektierte Harmonische oder künftige Anwendungen 500 kHz überschreiten könnten. Für Messungen unterhalb dieser Grenze bietet der SR860 einen sehr ähnlichen Workflow für Messung, Analyse und Auto­mati­sierung.

Wählen Sie den SR844, wenn die Signal- oder Referenzfrequenz die 4-MHz-Grenze des SR865A überschreitet oder wenn ein 50-Ω-HF-Signalpfad erforderlich ist. Sein Bereich von 25 kHz bis 200 MHz kann entweder mit einem 50-Ω-Eingang oder mit einem 1-MΩ- + 30-pF-Eingang genutzt werden, sodass Sie zwischen HF-Anpassung und höherer Eingangsimpedanz wählen können. Die minimale Vollausschlagsempfindlichkeit ist frequenzabhängig und reicht von 100 nV unterhalb von 1 MHz bis 10 µV nahe der 200-MHz-Grenze. Die typische Störabstandsreserve beträgt bis zu 80 dB, während der Filter-Bypass X- und Y-Aktualisierungsraten von 10 bis 20 µs ermöglicht. Der SR844 besitzt keinen integrierten Stromeingang, daher können für stromausgebende Detektoren ein geeigneter externer Transimpedanz- oder HF-Vorverstärker erforderlich sein.

Der SR2124 ist für Messungen ausgelegt, bei denen kontinuierliche digitale Taktaktivität Störungen in ein empfindliches Experiment einkoppeln könnte. Seine Clock-Stopping-Architektur deaktiviert den digitalen Taktbetrieb, sobald eine Einstellungsänderung abgeschlossen ist, und eine Sperrfunktion an der Frontplatte kann ein versehentliches Reaktivieren während der Messung verhindern. Das Gerät deckt 0,2 Hz bis 200 kHz ab, bietet zweiphasige Detektion, ein Spannungsrauschen von 2,5 nV/√Hz und wählbare Verstärkungen des Stromeingangs von 10⁶ oder 10⁸ V/A. Sein abstimmbarer Bandpassfilter kann die maximal erreichbare Störabstandsreserve auf 100 dB erhöhen, während die F-, 2F- und 3F-Detektion harmonische Experimente unterstützt. Remote-Befehle reaktivieren den Controller vorübergehend, daher sollte ihr Timing in besonders rauschempfindlichen Installationen berücksichtigt werden.

Der Eingang sollte darauf abgestimmt sein, ob sich der Detektor primär wie eine Spannungsquelle, eine Stromquelle oder eine impedanzangepasste HF-Quelle verhält. Hochohmige Spannungsquellen können die 10-MΩ-Eingänge des SR865A, SR860, SR2124 und SR850 oder den AC-gekoppelten 100-MΩ-Eingang des SR510 nutzen; Kabel- und Quellkapazität können dann jedoch die Bandbreite begrenzen. Stromausgebende Detektoren können bei allen Modellen außer dem SR844 an die integrierten Stromeingänge angeschlossen werden, wobei verfügbare Verstärkung, Eingangsbereich und Rauschen vom gewählten Gerät abhängen. Der SR844 bietet einen 50-Ω-Eingang für angepasste HF-Systeme und einen 1-MΩ-Eingang für Quellen mit höherer Impedanz. Bei der Auswahl sollten daher Quellimpedanz, Kapazität, erforderliche Bandbreite und Eingangsrauschen stärker berücksichtigt werden als allein die Empfindlichkeit.

Die Störabstandsreserve bestimmt, wie viel größer ein Störsignal gegenüber dem gewählten Vollausschlagssignal sein darf, bevor die Messgenauigkeit beeinträchtigt wird, während der Ausgangsfilter Rauschbandbreite und Ansprechzeit steuert. Für SR865A und SR860 sind typisch 120 dB Reserve spezifiziert, der SR850 übertrifft 100 dB und der SR2124 kann bei aktiviertem Bandpassfilter 100 dB erreichen. Längere Zeitkonstanten reduzieren die äquivalente Rauschbandbreite, verlangsamen jedoch die Reaktion auf Signaländerungen, Frequenzsweeps oder Korrekturen in Regelschleifen. Der SR865A und der SR860 bieten Zeitkonstanten von 1 µs bis 30 ks mit RC-, Gauß- und phasenlinearen Filteroptionen, während der SR844 einen Filter-Bypass-Modus für schnellere Aktualisierungen bietet. In der Praxis sollten Sie den kleinsten Eingangsbereich wählen, der Übersteuerung vermeidet, und Zeitkonstante sowie Steilheit anschließend auf die erforderliche Einschwingzeit und Signalbandbreite abstimmen.

Das Referenzsystem muss sowohl zur Modulationsanordnung des Experiments als auch zu dessen Frequenz passen. Der SR865A und der SR860 unterstützen interne, externe, Doppelfrequenz- und Chopper-Modi sowie die Harmonische Detektion, wenn der Multiplikator N kleiner als 99 ist und die detektierte Frequenz innerhalb der Gerätegrenze bleibt. Der SR2124 unterstützt internen, externen und rückseitigen VCO-Betrieb mit F-, 2F- und 3F-Detektion, während der SR850 Harmonische höherer Ordnung bis zu seiner Grenze von 102,4 kHz unterstützt. Für die Auto­mati­sierung bieten der SR865A und der SR860 GPIB, RS-232, USB und Ethernet, während die anderen Modelle Kombinationen aus GPIB, RS-232, Centronics oder glasfaseroptischer Steuerung verwenden. Wählen Sie Detektionsmodus und Schnittstelle gemeinsam aus, insbesondere wenn Datenstreaming, Legacy-Software oder die Isolierung digitaler Störungen wichtig sind.

Ein Detektorkabel sollte entladen und an den Verstärker angeschlossen werden, bevor der Detektor oder dessen Hoch­spannungsversorgung eingeschaltet wird. Ein nicht abgeschlossenes Photomultiplier-Kabel kann eine ausreichend große Ladung aufbauen, um einen empfindlichen Front-End-Verstärker zu beschädigen, während für den SR865A und den SR860 maximale Eingänge von 1 V Spitze oder 1 µA Spitze spezifiziert sind. Wählen Sie je nach Detektormodell einen Spannungs- oder Stromeingang und verwenden Sie einen geeigneten Vorverstärker, wenn zusätzliche Isolation, Verstärkung oder Bandbreitenkontrolle erforderlich ist. Ein 50-Ω-Abschluss kann die Hochfrequenzübertragung unterstützen, kann aber mehr Stromrauschen hinzufügen als eine hochohmige oder Transimpedanz-Anordnung. Vor der Installation sollten daher die Bias-Isolation des Detektors, die Kabelkapazität, die Erdung und die Schadensgrenze des Verstärkers überprüft werden.