Lock-in versterkers DC-200 MHz

Nee. Het totale bereik loopt van 1 mHz tot 200 MHz, maar geen enkel model dekt dat volledige interval af, en lock-in detectie is gebaseerd op een AC-signaal dat is gerefereerd aan een bekende modulatiefrequentie. De SR865A loopt van 1 mHz tot 4 MHz, de SR860 tot 500 kHz en de SR844 dekt de RF-band van 25 kHz tot 200 MHz; de overige modellen bestrijken de lagere en middelfrequente bereiken. Het gedemoduleerde resultaat kan een DC-uitgang zijn, maar dat maakt de ingang nog geen echte DC-meting. Gebruik bij het kiezen van een instrument de daadwerkelijke grenzen van de referentiefrequentie in de variantenvergelijking.

Het belangrijkste selectiecriterium is de bovenste frequentielimiet: 4 MHz voor de SR865A en 500 kHz voor de SR860. Beide modellen beginnen bij 1 mHz, bieden spanningsuitgangsschalen van 1 nV tot 1 V, hebben stroomingangsschalen tot 1 fA en specificeren een spanningsruis van 2,5 nV/√Hz bij 1 kHz. Daarnaast beschikken beide over een typische Dynamic Range van 120 dB, tijdconstanten van 1 µs tot 30 ks, FFT-displays, 1 Mpoint-opslag en datastreaming met snelheden tot 1,25 MHz. Kies de SR865A wanneer de referentie, de gedetecteerde harmonische of toekomstig werk mogelijk boven 500 kHz uitkomt. Voor metingen die onder die grens blijven, biedt de SR860 een vrijwel identieke workflow voor meting, analyse en automatisering.

Kies de SR844 wanneer de signaal- of referentiefrequentie boven de limiet van 4 MHz van de SR865A uitkomt, of wanneer een 50 Ω RF-signaalpad vereist is. Het bereik van 25 kHz tot 200 MHz kan worden gebruikt met zowel een 50 Ω-ingang als een 1 MΩ + 30 pF-ingang, zodat u kunt kiezen tussen RF-aanpassing en een hogere ingangsimpedantie. De minimale full-scale gevoeligheid varieert met de frequentie, van 100 nV onder 1 MHz tot 10 µV in de buurt van de limiet van 200 MHz. Een Dynamic Range tot 80 dB is beschikbaar, terwijl filter-bypass X- en Y-updatesnelheden van 10 tot 20 µs mogelijk maakt. De SR844 heeft geen ingebouwde stroomingang, waardoor detectoren met stroomuitgang mogelijk een geschikte externe transimpedantieversterker of RF-voorversterker vereisen.

De SR2124 is bedoeld voor metingen waarbij continue activiteit van de digitale klok storing kan koppelen in een gevoelig experiment. De clock-stopping architectuur schakelt de digitale klok uit zodra een wijziging van de instelling is voltooid, en een vergrendeling op het frontpaneel kan onbedoelde heractivering tijdens een meting voorkomen. Het instrument bestrijkt 0,2 Hz tot 200 kHz, biedt dual-phase detectie, een spanningsruis van 2,5 nV/√Hz en selecteerbare versterking van de stroomingang van 10⁶ of 10⁸ V/A. Het afstembare banddoorlaatfilter kan de maximaal haalbare Dynamic Range verhogen tot 100 dB, terwijl F-, 2F- en 3F-detectie harmonische experimenten ondersteunt. Commando’s op afstand activeren de controller tijdelijk opnieuw, dus in bijzonder ruisgevoelige installaties moet met de timing daarvan rekening worden gehouden.

De ingang moet worden afgestemd op de vraag of de detector zich primair gedraagt als spanningsbron, stroombron of impedantie-aangepaste RF-bron. Hoogohmige spanningsbronnen kunnen gebruikmaken van de 10 MΩ-ingangen van de SR865A, SR860, SR2124 en SR850, of van de AC-gekoppelde 100 MΩ-ingang van de SR510; kabel- en broncapaciteit kunnen de bandbreedte dan echter beperken. Detectoren met stroomuitgang kunnen worden aangesloten op de ingebouwde stroomingangen van alle modellen behalve de SR844, waarbij de beschikbare versterking, het ingangsbereik en de ruis afhangen van het gekozen instrument. De SR844 biedt een 50 Ω-ingang voor aangepaste RF-systemen en een 1 MΩ-ingang voor bronnen met een hogere impedantie. De keuze moet daarom gebaseerd zijn op bronimpedantie, capaciteit, vereiste bandbreedte en ingangsruis, en niet alleen op gevoeligheid.

Dynamic Range bepaalt hoeveel groter een storend signaal mag zijn dan het gekozen full-scale signaal voordat de meetnauwkeurigheid wordt beïnvloed, terwijl het uitgangsfilter de ruisbandbreedte en responstijd regelt. De SR865A en SR860 specificeren een typische reserve van 120 dB, de SR850 komt boven 100 dB uit en de SR2124 kan 100 dB bereiken wanneer het banddoorlaatfilter is ingeschakeld. Langere tijdconstanten verkleinen de equivalente ruisbandbreedte, maar vertragen de respons op signaalveranderingen, frequentiesweeps of correcties in feedbacklussen. De SR865A en SR860 bieden tijdconstanten van 1 µs tot 30 ks met keuze uit RC-, Gaussische en faselineaire filters, terwijl de SR844 een filter-bypassmodus biedt voor snellere updates. In de praktijk gebruikt u het kleinste ingangsbereik dat overbelasting voorkomt en kiest u vervolgens tijdconstante en helling op basis van de vereiste insteltijd en signaalbandbreedte.

Het referentiesysteem moet passen bij zowel de modulatieopzet van het experiment als de frequentie ervan. De SR865A en SR860 ondersteunen interne, externe, dual-frequency en choppermodi, samen met harmonische detectie waarbij de vermenigvuldigingsfactor N kleiner is dan 99 en de gedetecteerde frequentie binnen de instrumentlimiet blijft. De SR2124 ondersteunt interne, externe en VCO-bediening via het achterpaneel met F-, 2F- en 3F-detectie, terwijl de SR850 harmonische detectie van hogere orde ondersteunt tot aan zijn limiet van 102,4 kHz. Voor automatisering bieden de SR865A en SR860 GPIB, RS-232, USB en Ethernet, terwijl de andere modellen combinaties gebruiken van GPIB, RS-232, Centronics of glasvezelbesturing. Kies detectiemodus en interface samen, vooral wanneer datastreaming, verouderde software of isolatie van digitale ruis belangrijk is.

Een detectorkabel moet worden ontladen en op de versterker worden aangesloten voordat de detector of de hoogspanningsvoeding ervan wordt ingeschakeld. Een niet-afgesloten photomultiplierkabel kan een lading opbouwen die groot genoeg is om een gevoelige front-end versterker te beschadigen, terwijl voor de SR865A en SR860 maximale ingangen van 1 V piek of 1 µA piek zijn gespecificeerd. Kies een spannings- of stroomingang op basis van het detectormodel en gebruik een geschikte voorversterker wanneer extra isolatie, versterking of bandbreedteregeling nodig is. Een 50 Ω-afsluiting kan hoogfrequente transmissie ondersteunen, maar kan meer stroomruis toevoegen dan een hoogohmige of transimpedantieconfiguratie. Controleer daarom vóór installatie de bias-isolatie van de detector, kabelcapaciteit, aarding en de schadedrempel van de versterker.