斯坦福SR830锁相放大器

SR830锁相放大器以合理的成本提供高性能。该仪器可同时显示信号的幅度和相位，并使用数字信号处理 （DSP） 来取代传统锁相中的解调器、输出滤波器和放大器。SR830 提供不折不扣的性能，工作范围为 1 mHz 至 102 kHz，无漂移动态储备为 100 dB。

输入通道

SR830锁相放大器具有差分输入，输入噪声为6 nV/√Hz。输入阻抗为10 MΩ，最小满量程输入电压灵敏度为2 nV。输入还可以配置为电流测量，可选电流增益为 106和 108V/A型。提供线路滤波器（50 Hz 或 60 Hz）和 2× 线路滤波器（100 Hz 或 120 Hz）以消除与线路相关的干扰。然而，与传统的锁相放大器不同，输入端不需要跟踪带通滤波器。该滤波器被传统的锁相器用于增加动态储备。不幸的是，带通滤波器还会引入噪声、幅度和相位误差以及漂移。这些锁相的基于DSP的设计具有如此大的固有动态储备，因此不需要跟踪带通滤波器。

扩展动态储备

在给定满量程输入电压下，锁相放大器的动态储备是最大干扰信号与满量程输入电压的比值（以dB为单位）。最大干扰信号定义为在锁相无法以指定精度测量信号之前，可以施加到输入的任何频率下最大信号的幅度。

传统的锁相放大器使用模拟解调器将输入信号与参考信号混合。动态储备被限制在60 dB左右，这些仪器的稳定性差、输出漂移、增益和相位误差过大。SR830锁相放大器中的解调是通过使用高精度A/D转换器对输入信号进行采样，并将数字化输入乘以合成的参考信号来实现的。这种数字解调技术可产生超过100 dB的真实动态储备（无预滤波），并且没有与模拟仪器相关的误差。

数字滤波

数字信号处理器还处理输出滤波任务，允许 10 μs 至 30,000 s 的时间常数，可选择 6、12、18 和 24 dB/oct 滚降。对于低频测量（低于200 Hz），可以使用同步滤波器来切除参考频率的倍数。由于基准电压源的谐波已被消除（特别是2F），因此可以在更短的时间常数下实现有效的输出滤波。

数字相移

模拟移相电路也被DSP计算所取代。相位以 0.01° 分辨率测量，X 和 Y 输出正交至 0.001°。

频率合成器

内置直接数字合成 （DDS） 源可产生非常低失真 （-80 dBc） 的参考信号。单频正弦波可产生 1 mHz 至 102 kHz，分辨率为 41/2 位。频率和振幅都可以从前面板或计算机设置。使用外部基准时，合成的源与基准信号锁相。

自动功能

自动功能允许仪器自动设置经常调整的参数。增益、相位、失调和动态储备均可通过按键快速优化。偏移和扩展功能在检查测量中的微小波动时非常有用。通过自动偏移功能，输入信号可快速归零，并通过围绕相对值扩展多达 100× 来提高分辨率。谐波检测不再局限于2F分量。任何谐波（2F、3F、...nF），现在可以在不改变参考频率的情况下测量高达102 kHz的频率。

模拟输入和输出

SR830 具有用户定义的输出，用于测量 X、R、X 噪声、Aux 1、Aux 2 或输入信号与外部电压的比率。它具有第二个用户定义的输出，可测量 Y、Θ、Y 噪声、Aux 3、Aux 4 或比率。该仪器还具有 X 和 Y 模拟输出（后面板），更新频率为 256 kHz。提供 4 个辅助输入（16 位 ADC）用于通用用途，例如将输入归一化为源强度波动。4路可编程输出（16位DAC）提供-10.5 V至+10.5 V电压，可通过前面板或计算机接口进行设置。

内部存储器

SR830 具有两个 16,000 点缓冲器，可同时记录两次测量。数据通过计算机接口从缓冲区传输。此外，还提供触发输入，用于对外部同步数据记录。

操作简单

SR830锁相放大器使用简单。所有乐器功能均可通过前面板键盘进行设置，并提供旋转旋钮以快速调整参数。非易失性RAM中可存储多达9种不同的仪器配置，可实现快速简便的仪器设置。标准 RS-232 和 GPIB （IEEE-488.2） 接口允许与计算机通信。所有功能都可以通过接口进行控制和读取。