SR860 - 500khz DSP Lock-in Amplifier

SR860 100 kHz DSP Lock-In Amplificador

Excelente desempenho. Valor excepcional. Eles são o que você espera de um amplificador lock-in da Stanford Research Systems. E eles são fornecidos pelo novo amplificador lock-in SR860, o mais recente de uma linha de lock-ins inovadores da SRS. Com desempenho analógico incomparável, novos recursos sofisticados de processamento de sinal digital, uma interface de usuário completamente moderna e intuitiva e uma ampla gama de opções de conectividade de computador, o SR860 é a escolha ideal para qualquer aplicação de detecção síncrona.

Com mais de 30 anos de experiência em design de lock-ins, a SRS fez todos os esforços para otimizar cada detalhe do SR860. De um transformador toroidal robusto que elimina o ruído do modo de comutação à conectividade iOS que traz o lock-in para o seu telefone celular a filtros DSP avançados que eliminam mais ruído enquanto aceleram seu experimento, o SR860 é realmente o amplificador lock-in definitivo.

Entradas de Sinal

O desempenho do lock-in começa no front-end. O front-end SR860 oferece amplificadores de entrada de tensão e corrente de última geração. A entrada de tensão é um amplificador JFET-pair comutável/diferencial com 2,5 nV/√Hz de ruído a 1 kHz e menos de 10 nV/√Hz de ruído a 10 Hz. A entrada de tensão tem uma impedância de entrada de 10 MΩ e pode ser acoplada AC ou DC. As blindagens do conector de entrada podem ser conectadas ao aterramento do instrumento através de um resistor de 10 Ω (Solo) ou 10 kΩ (Float) selecionável pelo usuário.

O amplificador de corrente integrado do SR860 representa uma melhoria significativa em relação aos projetos anteriores. O intervalo de entrada atual é selecionável a partir de 1 μA ou 10 nA. A faixa de 1 μA tem 400 kHz de largura de banda e 130 fA/√Hz de ruído, enquanto a faixa de 10 nA oferece 2 kHz de largura de banda e 13 fA/√Hz de ruído.

Embora os amplificadores de tensão e corrente integrados são adequados para a maioria das aplicações, o SR860 também é compatível com a gama completa de pré-amplificadores especializados oferecidos pela SRS. O SR550 (entrada FET), SR552 (entrada BJT), SR554 (entrada do transformador), SR555 (amplificador de corrente de 120 kHz) e SR556 (amplificador de corrente de baixo ruído) podem ser alimentados diretamente da porta de alimentação do pré-amplificador do painel traseiro do SR860.

Sensibilidade & Intervalo de entrada

Tal como acontece com instrumentos anteriores, a configuração de sensibilidade do SR860 é a tensão (ou corrente) que produz uma saída em escala completa. Mas, ao contrário dos projetos anteriores, a faixa de entrada do SR860 pode ser explicitamente definida no painel frontal sem ter que consultar uma equação confusa de "reserva dinâmica". Basta escolher a sensibilidade exigida pelo seu experimento e, em seguida, selecionar o menor intervalo de entrada que não sobrecarrega. É isso.

A reserva dinâmica efetiva do SR860 é simplesmente a proporção dessas duas configurações. Por exemplo, com uma configuração de sensibilidade de 10 nV e uma faixa de entrada de 300 mV, a reserva dinâmica efetiva do SR860 é 3 × 10*, ou quase 150 dB.

Constantes de tempo de saída

O SR860 oferece constantes de tempo de saída em resposta RC tradicionais de 1 μs a 30 ks com rolloffs de 6, 12, 18 e 24 dB/out. Mas, além disso, o SR860 também oferece filtros digitais avançados que podem reduzir significativamente o tempo de medição, aumentando o sinal para o ruído. Abaixo de 3 s, os filtros avançados são filtros FIR gaussianos que, na mesma largura de banda de ruído que um filtro RC, têm significativamente melhor tempo de subida e atenuação de banda de parada. Esses filtros também têm perfis simétricos de ascensão e queda, o que preserva as formas dos recursos durante a varredura em frequência. Em constantes de tempo maiores que 3 s, os filtros avançados são filtros IIR de fase linear que se estabelecem quase duas vezes mais rápido do que seus homólogos RC para atenuação de banda de parada equivalente.

A filtragem síncrona também pode ser selecionada em frequências de referência abaixo de 4 kHz. O filtro síncrono emite múltiplos da frequência de referência e é extremamente útil para fazer medições de baixa frequência onde múltiplos da frequência de referência apareceriam na saída de lock-in. Ao contrário dos projetos anteriores, o filtro síncrono no SR860 pode ser selecionado sem perda de resolução de saída.

Canal de Referência

O SR860 tem uma faixa de frequência de referência especificada de 1 mHz a 500 kHz. A detecção pode ser feita no fundamental da frequência de referência, ou até o harmônico 99. Vários modos de referência estão disponíveis: O modo interno usa o oscilador interno de precisão do SR860 como referência. O modo externo trava para um sinal senoidal ou TTL externo. No modo duplo, o lock-in detecta a diferença de frequência entre a frequência de referência definida internamente e um sinal de sincronização aplicado externamente, permitindo a recuperação direta de um sinal modulado duplamente. Finalmente, no modo Chop, o SR860 fornece um sinal de controlador digital PID (Proporcional-Integral-Derivativo) para sincronizar um Chopper Óptico SR540 com o oscilador interno do lock-in. Ao ter o lock-in controlando diretamente o Chopper, a desvio de frequência pode ser praticamente eliminado.

Saída senoidal

O SR860 oferece uma saída de onda senoidal de precisão que pode ser ajustada com 6 dígitos de resolução de frequência e uma faixa de amplitude de 1 nV a 2 V. A saída SR860 é única, pois pode ser configurada como um sinal single-ended ou como um sinal diferencial (balanceado). Um deslocamento DC de até ±5 V pode ser aplicado à saída senoidal. Um sinal de sincronização de nível lógico do painel traseiro sincronizado com a saída senoidal também é fornecido.

Base de tempo

As entradas e saídas de 10 MHz do painel traseiro são fornecidas permitindo que o SR860 seja bloqueado a uma referência de frequência externa (como o Padrão de Frequencia de Rubidio, FS725 10 MHz Rubidium Frequency Standard). Alternativamente, a saída de 10 MHz do SR860 pode ser usada para sincronizar vários lock-ins ou outros equipamentos de teste com uma entrada de base de tempo de 10 MHz.

Monitores FFT

Os amplificadores lock-in são tradicionalmente instrumentos no domínio do tempo, mas às vezes é mais fácil entender um sinal no domínio da frequência. O SR860 está em casa nos dois mundos. Um monitor FFT mostra o espectro do sinal de entrada no front-end, o sinal pós-mixer ou o espectro do sinal após os filtros de constante de tempo. O uso dos monitores FFT pode simplificar o rastreamento de fontes de ruído sorrateiras que, de outra forma, se perderiam na saída de "um número" de um amplificador de lock-in convencional.

Ecrã tátil

O centro do painel frontal do SR860 é uma tela sensível ao toque colorida de 640 × 480 que pode ser configurada para exibir até 4 canais de dados. (Quando um laboratório escuro é necessário, a tela LCD pode ser deixada em branco a partir do painel frontal ou da interface remota.) Cada canal de dados pode ser configurado para exibir X, Y, R, Θ, Aux In (1-4), Aux Out (1-2), X noise, Y noise, Sine Amplitude, Sine Out DC Level, Reference Phase ou Reference Frequency. A tela pode ser configurada para mostrar os canais de dados como grandes números, facilmente visíveis de toda a sala, ou como uma exibição de "strip-chart" mostrando um histórico completo de cada canal com escalas de tempo selecionáveis de 0,5 s/div a 2 dias/div. Mesmo quando não é exibida uma medição, todas as medições estão sempre sendo salvas pelo SR860, garantindo que nenhum dado seja perdido. A tela sensível ao toque também exibe continuamente parâmetros de configuração de bloqueio de teclas, como fase, frequência de referência e amplitude senoidal. E uma porta HDMI do painel traseiro permite que a tela LCD seja visualizada em qualquer monitor HDMI ou TV.

Deve-se enfatizar que, por mais útil que a tela sensível ao toque seja para exibir dados, não é necessário usar a tela sensível ao toque para controlar funções comuns do instrumento no SR860. Todos os controles comumente usados: constante de tempo, frequência de referência, amplitude e deslocamento senoidais, configuração de entrada e muito mais, são controláveis com botões ou botões dedicados do painel frontal. Definições de configuração acessadas com pouca frequência, como as configurações de TCP/IP e outras configurações de comunicação, são acessadas por meio de menus mostrados na tela sensível ao toque.

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.

Conectividade do computador

O SR860 vem de fábrica com praticamente todas as interfaces remotas imagináveis. GPIB (IEEE488.2) e RS-232 são fornecidos, bem como USB (Test and Measurement Class) e Ethernet (VXI-11 e telnet). O SR860 hospeda seu próprio servidor web, permitindo que o instrumento seja monitorado e controlado remotamente com apenas um navegador.

Uma porta USB do painel frontal permite dados e capturas de tela para uma unidade flash USB. Os dados podem ser salvos como arquivos delimitados por vírgulas ou arquivos .MAT compatíveis com MATLAB. Incorporar capturas de tela e dados em relatórios ou planilhas nunca foi tão fácil.