概 述
OE1022數(shù)字鎖相放大器是目前款的核心技術產(chǎn)品，是一款高性能、高性價比的測量儀器?；跀?shù)字調(diào)制、輸出濾波器以及高精度24位數(shù)模轉(zhuǎn)換器(ADC)，采用FPGA+ARM平臺架構，能夠精確、快速測量出淹沒在大噪聲中的有效信號分量。而且，OE1022鎖相放大器能夠同時測量輸入信號的幅度和相位信息，在測量精度、工作頻率范圍、信噪比、動態(tài)儲備等核心參數(shù)方面，均與國際同行業(yè)的技術相媲美。同時新開發(fā)了多諧波測量、高精度FFT等功能，使得OE1022功能可以滿足多種科研及工業(yè)用途。
輸入信號通道
鎖相放大器OE1022中所采用的低噪聲模擬前端放大器能夠有效地處理差分信號或者單端信號，其等效輸入噪聲為10nV/√Hz。本通道的輸入阻抗為10M?，在滿量程輸出時能夠檢測到的輸入信號電平為1nV至1V。此外，OE1022能夠應用于輸入電流信號的測量，其前端可變電流增益為106 或 108 V/A。
參考信號通道
當OE1022設定為內(nèi)部參考信號模式時，儀器內(nèi)部的高精度振蕩器和數(shù)字合成算法能夠產(chǎn)生用于和輸入信號相乘的正弦波信號，內(nèi)部參考信號幾乎不會受到相位噪聲的影響，相位能夠達到0.01°的分辨率精度。對于設為外部參考信號模式時，參考信號可選擇正弦波信號或者是方波信號，外部參考信號的上升沿或者下降沿會觸發(fā)內(nèi)部的鎖相環(huán)(PLL)。
顯示功能
OE1022選用的是5.6英寸的640×480分辨率的TFT彩色屏作為儀器的主顯示屏。本款鎖相放大器所能夠檢測到的數(shù)據(jù)，例如：信號的X值、Y值、R值、θ值，可以同時以數(shù)值、條形圖、XY坐標圖、極坐標顯示等來顯示。
多諧波同時測量
傳統(tǒng)的鎖相放大器中，同一時間只能測量基頻信號或者某個諧波信號分量。因此對于某些需要同時多個頻率分量的幅值及相位的情況，傳統(tǒng)鎖相放大器無法滿足測量要求。OE1022的數(shù)字端將FPGA與ARM技術相結合，實現(xiàn)更高的處理帶寬及更靈活的數(shù)字架構，數(shù)字處理精度可達到48位，可以同時進行3通道諧波分量的測量。使得1臺OE2031相當于3臺傳統(tǒng)鎖相放大器。
PC軟件操作
本儀器所采用的內(nèi)部RS232轉(zhuǎn)USB接口保證用戶能夠在控制計算機上有效地使用OE1022的所有測試功能，包括設定儀器的合理控制參數(shù)和讀取儀器所測的數(shù)據(jù)。本款儀器配備有對應的免費LabVIEW程序，這使得OE1022能夠簡單地應用于復雜的科學實驗當中。在LabVIEW的程序界面上，用戶能夠看到所有的控制命令和儀器反饋的響應。
| 輸入信號通道 | |
| 電壓輸入模式 | 單端輸入或差分輸入 |
| 滿量程靈敏度 | 1nV至1 V 以1-2-5步進遞增 |
| 電流輸入增益 | 106 或 108 V/A |
| 輸入阻抗 | |
| 電壓輸入 | 10MΩ//25pF，直流耦合或交流耦合 |
| 電流輸入 | 1kΩ至虛地端 |
| 共模抑制比 | >100 dB（在10 kHz以內(nèi)），之后以6dB/oct遞減 |
| 動態(tài)儲備 | >100dB |
| 增益精度 | 典型值為0.2%，值為1% |
| 噪聲性能 | |
| 1 kHz時 | <10nV/√Hz（電壓） |
| 0.13pA/√Hz （電流） | |
| 100 Hz時 | 0.013pA/√Hz（電流） |
| 參考信號通道 | |
| 輸入信號 | |
| 頻率范圍 | 1mHz至102kHz |
| 輸入信號類型 | TTL邏輯電平或正弦波 |
| 輸入阻抗 | 1MΩ//25pF |
| 相位 | |
| 分辨率 | 0.01° |
| 相位誤差 | <1° |
| 相對相位誤差 | <0.01° |
| 正交性 | |
| 內(nèi)部參考 | 綜合，在1kHz時<0.0001°rms |
| 外部參考 | 在1kHz時：0.005°rms（時間常數(shù)為100 ms，12 dB/oct） |
| 諧波檢測 | 2F,3F,...nF至102kHz（n<32767） |
| 采集時間 | |
| 內(nèi)部參考 | 即時獲取 |
| 外部參考 | （2個周期 + 5ms）或40ms |
| 解調(diào)器 | |
| 穩(wěn)定性 | |
| 數(shù)字輸出 | 所有設置均無零點漂移 |
| 顯示 | 所有設置均無零點漂移 |
| 模擬輸出 | 所有動態(tài)儲備設置<5ppm/℃ |
| 諧波抑制 | -90 dB |
| 時間常數(shù) | 10µs至3ks (<200Hz) |
| 10µs至30s (>200Hz) | |
| (6、12、18、24dB/oct陡降) | |
| 同步濾波器 | <200Hz,18、24dB/oct陡降有效 |
| 顯 示 | |
| 顯示屏 | 5.6 英寸,640×480真彩色TFT |
| 顯示類型 | 數(shù)值顯示圖、條形圖、XY坐標和極坐標 |
| 內(nèi)部振蕩器 | |
| 頻率 | |
| 范圍 | 1mHz至102kHz |
| 精度 | 25ppm + 30µHz |
| 分辨率 | 0.1mHz |
| 失真度 | -80dBc（f<10kHz），-70dBc（f>10kHz） |
| 幅度 | 0.001Vrms至5Vrms（分辨率1mVrms） |
| 接 口 | |
| RS-232轉(zhuǎn)USB | RS-232轉(zhuǎn)USB接口控制和讀取 儀器參數(shù)及數(shù)據(jù) |
